導航101 - 點與線

有很多人都會覺得, 飛機上了天空就會自由自在的飛, 對航空管制的概念只限於塔台以及機場的附近空域。但其實, 飛機並不如一般人所想的是自由自在的飛, 相反, 飛機所受的管制其實遠比地上跑的汽車為多而重, 而飛行的路線也遠比大家心中所想的要複雜, 而不是單單的由A地拉一直線到B地而已。  

導航的歷史  

要理解甚麼是一條航路(Airways), 首先就必須要理解飛機導航的歷史。在20世紀初, 人類剛學會飛行的時候, 飛機是依賴地上的地標來進行導航, 由於這一種方法是十分依賴對地面地標的辨識加上早期飛機上的羅盤可靠性差, 所以時有飛機會飛向錯誤的方向甚至在天空中”迷路”。直到了20年代, 美國才出現了以燈光系統作為導航用系統, 這是第一次在航空史上出現了一種令飛機可以夜間飛行的導航系統。而到了無線電被發明以後, 飛機開始依賴地面上的無線電導航台進行導航, 但由於物理上的限制, 無線電導航台的信號只能於近岸地區或陸地接收, 所以飛機一直以來就只可以沿著離岸不遠的地方飛行, 又或使用一古老航海技術 – 觀星來為飛機定位。  

但隨著飛機的性能不斷增強, 這一古老的技術就變得不合時宜了。所以到了二次大戰結束的十多年後, 原先用於導彈以及火箭技術的陀螺儀技術開始應用在飛機上。現今的大型飛機都強制安裝了三套陀螺儀(IRS, Inertial Reference System)以作極地導航和參考用。原先陀螺儀是用作主要導航系統, 但由於陀螺儀的長時間運作誤差較大 所以, 隨著全球定位系統的完善和建立, 飛機開始改為使用全球衛星定位系統作為主要導航系統。而把IRS作為後備用的系統又或者作為極地接收不到GPS信號時的導航用系統。總括來說, 導航技術就是由目視變為儀表導航, 而正正是這些儀表導航所用到的組成了最基本的航路系統。  

航路  

最基本的航路其實就是由點到點之間的航線。但由於地形, 技術以及政治上的因素, 這些的直線往往會扭曲又或者延長以令飛機得以在安全的環境下飛行。而這些航路上的”點”則有兩個來源, 一是利用兩個導航台為中心點, 各拉一條線直到兩條線相交, 這一個相交點即為一航點(Intersection)。在GPS還沒有發明之前, 世界上所有航路都是以這一種以無線電導航台為準的航路。而直到GPS發明了以後, 開始出現了另一種新的航路, 即為以經緯度直接定位的航點所組成的航路。這一種航路（按國際民航組織規定這些航路均稱之為區域導航航路）由於不受海岸線限制, 所以比傳統航路更能利用海洋作疏導流量之用。如香港飛往台北, 日本,美州(M750), 以至星加坡, 印尼(L642)等地即會用到這些基於GPS技術的航路。在目前來說，由於這項技術已經得到長足的發展，世界上有不少國家開始推行政策以取消傳統的無線電導航台，並利用這些基於GPS技術的航路來取代傳統以無線電為本的航路。

由於這些基於GPS信號的新技術的出現，導致各國開始重新規劃各自的空域架構。而暫時看來，歐洲正正是推行這些改革的表表者。我們可以看到，歐洲有某些國家經已取消該國的所有航路，航機只需以導航點作為導航的基礎，亦即意味着航機可以從此從A點飛至B點。這種以全球定位系統作為基礎的導航方式稱之為區域性導航（Regional Navigation/RNAV)。於下篇文章將會有詳細介紹區域性導航的相關資料並將會簡介區域性導航系統所需的各種裝備以及技術細節。

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