Sistemas de Navegación Aérea Cap-4

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Sistemas de Navegación Aérea Cap-4

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GPS

En 1983 como resultado del trágico desastre, en que el vuelo 707 de la aerolínea coreana fue destruido por penetrar en territorio restringido, los Estados Unidos ofrecieron el uso del Sistema GPS sin cargo a la comunidad mundial para que puedan navegar con más precisión.

El Sistema GPS se ha convertido en algo indispensable para la aviación civil alrededor del mundo. La exactitud del sistema permitió que se acomodaran más vuelos en cada ruta, ahorrarán combustible gracias a vuelos más directos y aproximaciones más eficientes. Además mejoró el grado de seguridad en los vuelos.

A pesar de que el sistema GPS añadió estos importante beneficios aún no se considera por sí solo una solución final para la navegación de aeronaves. Algunos procedimientos de vuelo en las cercanías de los aeropuertos aún requieren instrumentos de navegación adicionales.

El GPS sólo no cumple con los requisitos de exactitud, disponibilidad, continuidad e integridad para ser un medio único o principal de navegación aérea en cada fase del vuelo; por lo tanto, para mejorar y cumplir con dichos requisitos se ha desarrollado sistemas de aumentación GPS (de área amplia y de área local).

BENEFICIOS DEL ACTUAL SISTEMA GPS

El GPS actual ofrece cuatro capacidades de enorme importancia con relación a la navegación convencional:

La capacidad de volar económicamente y con precisión desde cualquier punto sobre la tierra a cualquier otro punto;

Un conocimiento preciso y continuo de la posición de la aeronave;

Una confiabilidad operacional de casi 100%;

La capacidad de implantar aproximaciones de no-precisión en cualquier aeropuerto del mundo, siempre y cuando los criterios de diseño lo permitan, sin ningún equipo terrestre.

Debido a esto se vienen utilizando receptores GPS para navegar en más de 90% de los vuelos de aviación general realizados en algunos Estados de las regiones CAR/SAM. Se están utilizando receptores GPS también en las aeronaves comerciales y militares.

Se pueden categorizar los beneficios del GPS actual en beneficios de seguridad y beneficios operacionales. Esta información está resumida en el Cuadro 4.2.

BENEFICIOS DE SEGURIDAD

El GPS actual incrementa la seguridad del vuelo de la siguiente manera:

• Provee un conocimiento preciso y continúo de la posición de la aeronave;

• Permite una navegación más exacta en ruta y durante las aproximaciones de no-precisión, reduciendo así desvíos no autorizados que podrían crear conflictos con otras aeronaves y con obstáculos;

• Ciertos equipos de aviónica GPS disponibles actualmente proporcionan indicaciones al piloto que son idéntico a los de un ILS, incrementando así el control de la aeronave y reduciendo el potencial del vuelo controlado. Estos equipos crean un “pseudo glide-slope” que puede inclusive ser navegado por el piloto automático. Aunque las indicaciones con estos equipos se parecen a las de un ILS los mínimos aplicables son los de aproximaciones de no-precisión.

BENEFICIOS OPERACIONALES

El GPS actual ofrece los siguientes beneficios operacionales:

Un incremento en la eficiencia del vuelo

La implantación de rutas GNSS más cortas permite que se cargue menos combustible y más pasajeros.

Se pueden optimizar las rutas y aproximaciones de no-precisión y navegarlas con mayor precisión, reduciendo así los minutos de vuelo y los costos variables (combustible, mantenimiento y otros).

Donde el terreno es un factor, la disponibilidad de navegación precisa podría reducir el ángulo de ascenso, incrementando así la carga máxima disponible.

Se pueden desarrollar aproximaciones de no-precisión para cualquier aeropuerto, utilizando criterios aprobados, sin la necesidad de equipo terrestre.

Las aproximaciones GPS de no-precisión ofrecen, en muchos casos, mínimos más favorables que una aproximación de no-precisión convencional a la misma pista.

Un incremento en la confiabilidad del vuelo

Previo al despegue se puede confirmar concretamente que la navegación GPS estará disponible a lo largo de la ruta.

El GPS está operativo casi 100% del tiempo, lo cual eliminará casi en su totalidad los atrasos y las cancelaciones debidas actualmente a la inoperatividad de los equipos terrestres.

Un incremento en la flexibilidad del vuelo

Se podría ofrecer servicio a nuevos destinos donde actualmente no es factible por requerir rutas demasiado largas y/o por falta de procedimientos de aproximación por instrumentos.

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SISTEMAS DE REFERENCIA DEL GPS

EL SISTEMA GEODESICO MUNDIAL WGS-84

Actualmente se utilizan en el mundo más de 100 sistemas de referencia geodésica, o datums, para elaborar cartas topográficas y cartas aeronáuticas. La posición de un punto de viraje, obstáculos o una cabecera puede variar en más de 2,000 metros según el datum que se utilice para desarrollar las coordenadas de estos puntos.

En los sistemas de navegación convencionales (INS, IRS, MLS, ILS, VOR, NDB), no influye de manera significativa el datum que se utiliza debido que se definen las derrotas (radiales) hacia o desde la estación o sistema de antenas y porque no figuran (o no es significativa) ningún datum ni coordenadas.

Normalmente no presenta ningún riesgo el uso del GPS para navegación en rutas existentes. El avión que utiliza GPS volará algo desplazado del centro de la ruta, pero estas variaciones no son significativas con las rutas actuales.

Por otra parte, estas variaciones por sistema de coordenadas son sumamente importantes cuando se utiliza el GPS para aproximaciones, ya sean de precisión o de no-precisión, y para navegar rutas que incorporan una separación lateral reducida entre aeronaves (sistemas de navegación de área – RNAV) y de performance requerida de navegación (RNP).

Por consiguiente, estas discrepancias ya no podrán tolerarse y exigirán la introducción de un sistema común de referencia geodésica en la aviación civil mundial.

La OACI ha estipulado en el Anexo 15, párrafo 3.4.4.1: “A partir de la fecha de aplicación del 1 de enero de 1998, las coordenadas geográficas publicadas que indiquen la latitud y la longitud se expresarán en función de la referencia geodésica del Sistema Geodésico Mundial – 1984 (WGS-84).

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Todas las rutas y los procedimientos GPS deberán ser basados en puntos de viraje con el sistema WGS-84 puesto que las indicaciones proporcionadas al piloto por la aviónica GPS están basadas en este datum.

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Para la mayoría de los Estados, no ha sido factible utilizar software para transformar coordenadas y elevaciones del datum vigente a WGS-84 por las siguientes razones:

La precisión de las coordenadas/elevaciones existentes es desconocida o insuficiente;

Con algunos datum, la transformación no es muy precisa;

En algunos casos se han desarrollado varios levantamientos aeroportuarios a través de los años, y no todos fueron ejecutados con referencia al datum principal del país;

En algunos casos no se ha desarrollado un levantamiento aeroportuario desde hace muchos años, y es posible que hayan sido instalados edificios o torres que afectarían el diseño procedimientos nuevos

El software de transformación fue desarrollado únicamente para transformaciones crudas, para ser usados posteriormente para la fase en ruta; nunca se contempló usarlos para el área terminal ni para aproximaciones.

Consecuentemente, para la mayoría de Estados el mandato del Anexo 15 requerirá que se realice un nuevo levantamiento geodésico del aeropuerto y los obstáculos. Este levantamiento deberá realizarse de acuerdo con el Documento a las recomendaciones OACI o FAA.

ESCALA DE TIEMPO GPS

El GPS tiene su propia escala de tiempo con el origen el 6 de enero de 1980. Este punto de tiempo esta sincronizado con el tiempo del sistema universal UTC. Las diferencias de los tiempos GPS y UTC no exceden el microsegundo por periodos de gran tiempo.

 

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Paula Emilce

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