pienoiskuva|Helsinki-Vantaan (silloinen Helsingin lentoasema) mittarilähestymiskartta vuodelta 1952. Mittarilähestyminen on mittarilentosääntöjen (IFR) mukaisen lennon lähestymis- ja laskuvaihe, jossa ilma-aluksen suunnistus perustuu julkaistuun mittarilähestymismenetelmään (engl. instrument approach procedure, IAP). Menetelmä on ennalta määrätty liikesarja, joka johtaa ilma-aluksen sen mittareiden ja laitteiden varassa, ilman näköhavaintoja, määrätyltä alkulähestymisrastilta tai tuloreitiltä paikkaan, josta lasku voidaan suorittaa, ja edelleen keskeytetyn lähestymisen reittiä paikkaan, jossa odotus- tai reittilennon estevarakriteerit jälleen täyttyvät.
Mittarilähestymisiä voidaan lentää sekä mittarisääolosuhteissa että näkyvyyden ollessa hyvä. Menetelmän tehtävänä ei ole ainoastaan johdattaa ilma-alusta kohti kiitotietä, vaan myös tarjota suunnittelukriteerien mukainen estevara koko lähestymisen ja keskeytetyn lähestymisen ajan, yhdenmukaistaa lennonjohdon ja ohjaajien toimintaa, sekä mahdollistaa lentoaseman käyttö säässä, jossa pelkkä näköhavaintoihin perustuva lähestyminen ei olisi mahdollinen. Julkaistu menetelmä ei kuitenkaan yksin takaa laskun onnistumista: lähestymisen jatkaminen laskuun edellyttää määrättyjen näkyvyysvaatimusten ja visuaalisten viitteiden täyttymistä sekä ilma-aluksen, miehistön, lentotoiminnan harjoittajan, lentoaseman ja käytettävän suunnistusjärjestelmän asianmukaista hyväksyntää.
Mittarilähestymismenetelmät ovat maailmanlaajuisesti pitkälle yhdenmukaistettuja. Suurimmassa osassa valtioita suunnittelun perustana käytetään Kansainvälisen siviili-ilmailujärjestön ICAOn PANS-OPS-ohjeistoa (Doc 8168), kun taas Yhdysvalloissa menetelmät suunnitellaan pääasiassa kansallisen TERPS-järjestelmän mukaan. Lentäjän näkökulmasta menetelmien perusrakenne on samankaltainen, mutta estevaran laskennassa, kiertolähestymisen suojatuissa alueissa, nimityksissä, vähimmäisarvojen soveltamisessa ja keskeytetyn lähestymisen suorittamiseen liittyvissä oletuksissa esiintyy merkittäviä eroja.
Käsitteet ja luokittelu
Menetelmä ja lentotoiminta Sääntelyssä erotetaan toisistaan mittarilähestymismenetelmä ja mittarilähestymistoiminta. Menetelmä on viranomaisen hyväksymä ja kartalla julkaistu lentorata estevaroineen. Mittarilähestymistoiminta tarkoittaa sitä, että miehistö käyttää kyseistä menetelmää lähestymisen ja mahdollisen laskun suorittamiseen. Sama julkaistu menetelmä voi sisältää useita vähimmäisnäkyvyys- ja korkeusarvorivejä eri suunnistuslaitteille, ilma-alusluokille tai toimintatavoille, joten samalla kartalla voidaan käytännössä lentää erilaisia mittarilähestymistoimintoja.
ICAO:n nykyisessä käsitteistössä lähestymistoiminta jaetaan ohjaustiedon mukaan kahteen pääryhmään:
kaksiulotteisessa eli 2D-lähestymisessä järjestelmä antaa hyväksytyn sivusuuntaisen ohjauksen mutta ei hyväksyttyä pystysuuntaista ohjausta; kolmiulotteisessa eli 3D-lähestymisessä järjestelmä antaa sekä sivu- että pystysuuntaisen ohjauksen.
Jako ei kuvaa sitä, kuinka moderni ilma-aluksen mittarinäyttö on. Lentotietokone voi esimerkiksi piirtää laskennallisen liukupolun VOR-, NDB- tai LNAV-lähestymiselle, mutta lähestyminen säilyy 2D-toimintana, jos julkaistun menetelmän estevara ei perustu hyväksytyn pystysuuntaisen ohjauksen seuraamiseen. Tällaista neuvovaa pystypolkua ei saa sekoittaa varsinaiseen APV-, ILS-, GLS- tai muuhun 3D-ohjaukseen.
NPA-, APV- ja tarkkuuslähestymiset Mittarilähestymismenetelmät jaetaan yleisesti seuraaviin ryhmiin:
Menetelmäluokka Ohjaus Tavallinen pystysuuntainen vähimmäisarvo Esimerkkejä Ei-tarkkuuslähestyminen (NPA) hyväksytty sivuttaisohjaus; ei hyväksyttyä pystysuuntaista ohjausta minimilaskeutumiskorkeus MDA/H NDB, VOR, LOC, LNAV ja LP Pystysuuntaisella opastuksella varustettu lähestyminen (APV) hyväksytty sivu- ja pystysuuntainen ohjaus, mutta järjestelmää ei kyseisessä sääntelyjärjestelmässä luokitella tarkkuuslähestymisjärjestelmäksi ratkaisukorkeus DA/H LNAV/VNAV ja LPV; Yhdysvalloissa myös eräät LDA-lähestymiset liukupolulla Tarkkuuslähestyminen (PA) sivu- ja pystysuuntainen ohjaus, joka täyttää sovellettavat tarkkuuslähestymisjärjestelmän vaatimukset ratkaisukorkeus DA/H ILS, GLS ja tarkkuuslähestymistutka PAR
ICAO:n ja Euroopan nykyisessä luokituksessa APV tarkoittaa suorituskykyyn perustuvaa PBN-menetelmää, joka on suunniteltu 3D-lähestymiseen mutta jonka vähimmäiskorkeus kuuluu A-tyypin toimintaan (ks. alla). Yhdysvaltain FAA käyttää APV-termiä hieman laajemmin ja luokittelee esimerkiksi LPV:n APV-lähestymiseksi, koska sen satelliittipohjaisen ohjauksen ei katsota tässä nimikkeistössä täyttävän ICAO Annex 10:n perinteisiä tarkkuuslähestymisjärjestelmän määritelmiä. Nimitysero ei tarkoita, että LPV olisi lentoteknisesti epätarkka: sen näyttö ja lentotapa muistuttavat ILS-lähestymistä ja alimmat vähimmäisarvot voivat olla lähellä ILS CAT I -tasoa.
A- ja B-tyypin toiminta Euroopan nykyisessä sääntelyssä A-tyypin mittarilähestymistoiminnassa minimilaskeutumiskorkeus tai ratkaisukorkeus on vähintään 250 jalkaa. B-tyypin toiminnassa ratkaisukorkeus on alle 250 jalkaa. B-tyyppi jakautuu kategorioihin I, II ja III käytettävän ratkaisukorkeuden ja kiitotienäkyvyyden mukaan. Luokitus kohdistuu toimintaan eikä pelkästään radiolaitteeseen: esimerkiksi ILS voi tukea A-tyypin toimintaa korkeilla vähimmäisarvoilla, CAT I -toimintaa tai asianmukaisella laitteistolla CAT II- tai CAT III -toimintaa.
Perinteiset CAT IIIA-, IIIB- ja IIIC-alaluokat ovat poistuneet aktiivisesta FAA:n ja EASA:n hyväksyntäjärjestelmästä. Nykyisissä hyväksynnöissä ilmoitetaan mieluummin suoraan ratkaisukorkeus tai sen puuttuminen, pienin kiitotienäkyvyys sekä lasku- ja automaattisen kiitotiellärullausjärjestelmän toimintakyky. Historiallisia alaluokkia esiintyy silti vanhemmissa käsikirjoissa, ilma-alusten lentokäsikirjoissa ja osassa ICAO-aineistoa.
Menetelmän rakenne
Mittarilähestymismenetelmä muodostuu toisiinsa liittyvistä lentorataosuuksista eli segmenteistä. Kaikissa menetelmissä ei ole jokaista erikseen tunnistettavaa osuutta, ja lennonjohto voi tutkavektoreilla (tutkalla annetuilla suuntaohjeilla) tai suoraselvityksellä (käskemällä ilma-aluksen lentää sen hetkisestä sijainnista suoraan annettuun maantieteelliseen paikkaan) liittää ilma-aluksen myöhempään kohtaan. Estevaralaskenta perustuu kuitenkin siihen, missä segmentissä ilma-aluksen oletetaan olevan ja millaista suunnistus- ja lentotarkkuutta siltä voidaan siinä vaiheessa edellyttää.
Tuloreitti ja alkulähestyminen Julkaistu tuloreitti tai syöttöreitti yhdistää reittilennon rakenteen alkulähestymisrastiin. Alkulähestymisrasti (IAF) merkitsee tavallisesti alkulähestymissegmentin alkua. Alkulähestymisen tehtävänä on alentaa korkeutta hallitusti, vähentää nopeutta ja sijoittaa ilma-alus välilähestymistä varten. PBN-menetelmässä, jotka käytännössä usein ovat nykyään satelliittipohjaisia, voi olla useita IAF-rasteja, jotka muodostavat T- tai Y-kirjainta muistuttavan rakenteen ja mahdollistavat liittymisen eri suunnista ilman erillistä suunnanvaihtoa.
Jos ilma-alus saapuu menetelmään epäedullisesta suunnasta, alkulähestymiseen voi kuulua suunnanvaihtomenetelmä. Se voi olla menetelmäkaarto, perusosakaarto, ratakuvio tai odotuskuvion muotoinen suunnanvaihto. Yhdysvalloissa käytetään yleisesti kartalle merkittyä hold-in-lieu of procedure turn -kuviota (HILPT). Sitä ei ole tarkoitettu ensisijaisesti viivytykseen, vaan ilma-aluksen kääntämiseen loppulähestymisradalle ja korkeuden vähentämiseen julkaistun menetelmän mukaisesti.
Välilähestyminen Välilähestymissegmentti alkaa tavallisesti välilähestymisrastilta (IF) tai suunnanvaihtomenetelmän päättymisestä. Sen aikana ilma-alus vakautetaan loppulähestymisradalle, laskuasu valmistellaan ja nopeus sovitetaan lähestymistä varten. Segmentti on tavallisesti loivempi ja suorempi kuin alkulähestyminen, jotta miehistö ehtii tunnistaa loppulähestymisohjauksen ja varmistaa järjestelmien oikean toiminnan.
ILS-lähestymisessä liukupolku pyritään sieppaamaan julkaistulta korkeudelta alapuolelta. Ylhäältä tapahtuva sieppaus voi johtaa väärän liukupolun seuraamiseen tai epävakaaseen lähestymiseen. Lennonjohdon antama selvitys lähestymiseen ei poista velvollisuutta noudattaa kartalla määrättyjä vähimmäiskorkeuksia ennen kuin ilma-alus on asianmukaisesti vakiintunut julkaistulle pystyprofiilille.
Loppulähestyminen Loppulähestymissegmentti alkaa loppulähestymisrastilta (FAF) tai loppulähestymispisteeltä (FAP). FAF on tavallisesti selvästi määritetty rasti 2D- ja monissa PBN-menetelmissä. Tarkkuuslähestymisessä FAP voi olla piste, jossa julkaistu liukupolku leikkaa välilähestymiskorkeuden. Erityisesti vanhemmista ei-tarkkuusmenetelmistä FAF voi myös puuttua kokonaan, jolloin liu'un saa aloittaa heti, kun kone on julkaistulla loppulähestymislinjalla. Tällaisia ovat esimerkiksi Seinäjoen lentoasemalle julkaistut NDB-lähestymismenetelmät.
Loppulähestymisen aikana ilma-alus laskeutuu kohti kiitotietä. 3D-lähestymisessä estevara perustuu siihen, että hyväksyttyä pystyohjausta seurataan ratkaisukorkeuteen asti. 2D-lähestymisessä estevara perustuu julkaistuihin vähimmäiskorkeuksiin ja minimilaskeutumiskorkeuteen. Kartalla voi olla myös porrasrasteja (step-down fixes), joiden kohdalla alempaan korkeuteen saa laskeutua vasta rastin ohittamisen jälkeen.
Suoraan kiitotielle johtava loppulähestymisrata ei välttämättä ole täsmälleen kiitotien keskilinjan jatke. Menetelmä voidaan silti julkaista suorana lähestymisenä, jos linjaus ja vaadittu laskeutumiskaltevuus pysyvät sovellettavien rajojen sisällä. Jos suoran laskun kriteerit eivät täyty tai ohjaaja aikoo laskeutua toiselle kiitotielle, käytetään kiertolähestymistä.
Keskeytetty lähestyminen Keskeytetyn lähestymisen segmentti alkaa julkaistusta keskeytetyn lähestymisen pisteestä (MAPt) tai siitä hetkestä, jolloin 3D-lähestyminen keskeytetään ratkaisukorkeudella. Menetelmä määrää tavallisesti alkusuunnan, vaaditun nousun, mahdolliset kaartorajoitukset, korkeuden sekä rastin tai odotuskuvion, johon reitti päättyy. Keskeytetty lähestyminen on olennainen osa IAP:ta eikä pelkkä yleisluonteinen ohje palata ylöspäin.
Estevara perustuu siihen, että nousu aloitetaan menetelmän edellyttämässä kohdassa vähintään julkaistulla nousukaltevuudella. Jos lähestyminen keskeytetään aikaisin, ohjaajan on usein jatkettava julkaistua sivuttaisreittiä MAPt-pisteelle ennen kaartamista, ellei lennonjohto anna muuta selvitystä. Jos ylösveto aloitetaan vasta MAPt-pisteen jälkeen esimerkiksi lyhyen loppulähestymisen tai maakosketuksen jälkeen, julkaistu keskeytetyn lähestymisen reitti ei välttämättä enää takaa estevaraa tai liikenneporrastusta samalla tavalla. Tästä syystä keskeytetty lähestyminen ja laskun jälkeinen tai hyvin matalalta aloitettu keskeytetty lasku (engl. balked landing) ovat menettelyllisesti eri tilanteita.
Suunnistusjärjestelmät ja menetelmätyypit
Perinteiset radiomajakkamenetelmät Varhaisimmat mittarilähestymiset perustuivat matala- ja keskitaajuisiin radiomajakoihin. Pitkäaaltoradiomajakka (LFR) muodosti neljä kuuloon perustuvaa suuntasädettä, joiden avulla ilma-alus voitiin johtaa majakalle ja siitä ajastettua loppulähestymistä pitkin lentoasemalle. Myöhemmin suuntaamattomaan NDB-radiomajakkaan perustuvasta NDB- eli ADF-lähestymisestä tuli yleinen erityisesti pienillä ja syrjäisillä lentoasemilla. NDB-lähestymiset olivat alttiita ukkosen, rannikkotaittumisen, yövaikutuksen ja muun sähköisen häiriön aiheuttamille suuntavirheille, minkä vuoksi niitä on poistettu käytöstä monissa maissa.