Navegación

Panel de control de vuelo

La cabina de un Concorde muestra la complejidad de los controles de vuelo. El equipo electrónico e informatizado de la cabina proporciona datos sobre navegación, velocidad, altitud, aterrizaje y rendimiento del motor.

Navegación, ciencia que determina la posición de un barco, avión o misil teledirigido, y que traza una dirección para llevar de forma segura y sin obstáculos el aparato desde un punto a otro (véase Control aéreo). La práctica de la navegación requiere no sólo un conocimiento profundo de la ciencia náutica, sino también experiencia.

La ciencia de la navegación se divide en cuatro técnicas principales: 1) la navegación a la estima, que se deriva de la expresión deduced reckoning, y estima la posición aproximada de un navío solamente desde su rumbo y velocidad; 2) guiado, que implica tripular la embarcación mediante referencias frecuentes a señales geográficas y ayudas de navegación y por el uso de sondas; 3) navegación astronómica, que emplea la observación de los cuerpos celestes para determinar la posición sobre la superficie terrestre; y 4) navegación electrónica, el sistema más importante y avanzado de navegación en la actualidad, que usa radio y equipo electrónico.

POSICIÓN Y DIRECCIÓN SOBRE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA

Los problemas básicos de la navegación aérea implican la determinación de su posición y dirección y la medida de la velocidad, la distancia y el tiempo en el desplazamiento desde un punto a otro. La posición es un punto de la superficie terrestre reconocible como parte de una clase aceptada de coordenadas, como son latitud y longitud. La dirección es la posición de un lugar determinado respecto de otro sin referencia a la distancia entre ellos, y se indica normalmente como la distancia angular, medida en grados de arco, desde la dirección respecto del Norte verdadero. La velocidad es el ritmo de viaje expresada en millas náuticas por hora (1 nudo = 1,853 km/h), y la distancia es la longitud espacial entre dos lugares sin referencia a la dirección entre ellos.

MAPA Y PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS

Círculo máximo

Un círculo máximo es una línea teórica que pasa a través del centro de la Tierra y la divide en dos mitades iguales. El ecuador y todos los meridianos (que pasan por ambos polos) son círculos máximos. Un círculo máximo indica la distancia más corta entre dos puntos de la tierra y es un concepto común en navegación.

La planificación inicial y los resultados finales de la navegación se trazan en superficies planas denominadas mapas y cartas. La superficie casi esférica de la Tierra se representa sobre una superficie plana donde están superpuestas las coordenadas de latitud y longitud y también las características precisas de la topografía terrestre y submarina. Las representaciones conocidas como cartas acentúan la determinación de la posición, la dirección y la distancia, y recalcan los puntos de interés para los navegantes. Como ninguna parte de la esfera puede proyectarse en horizontal sin distorsión, se han desarrollado diversas proyecciones cartográficas (véase Mapa). Cada proyección tiene sus propias ventajas y limitaciones y cubren una necesidad específica del navegante.

La proyección más utilizada en las cartas de navegación es la Mercator, cuyo nombre procede del matemático y geógrafo flamenco Gerardus Mercator, que la inventó. Estas cartas representan la esfera terrestre proyectada sobre un cilindro tangente a la superficie de la Tierra en el ecuador. Cuando este cilindro se despliega, los meridianos o longitudes aparecen en líneas verticales equidistantes mientras los paralelos de latitud se convierten en líneas paralelas horizontales. Los paralelos de latitud se separan hacia los polos para compensar la gran distorsión en esa dirección de los meridianos. La proyección Mercator, a pesar de su gran distorsión, es muy empleada porque los ángulos, las líneas, direcciones y distancias aparecen como líneas rectas y pueden medirse directamente.

El navegante suele intentar la ruta más corta entre dos puntos; esto puede realizarse siguiendo el curso conocido como círculo máximo. El círculo máximo entre dos puntos sobre la superficie de la Tierra representa el arco de un plano que cruza la esfera por su centro y es además el camino más corto en una superficie esférica. Las rutas del círculo máximo se determinan directamente desde las cartas del círculo máximo, pero como ello es impracticable para navegar sin cambiar de dirección, lo habitual es seguir una serie de cuerdas que se aproximan al círculo máximo. Estas cuerdas suelen representarse sobre una carta de proyección Mercator.

La mayoría de las aguas navegables han sido cartografiadas con precisión por los servicios hidrográficos de la principales naciones con tráfico marítimo, así que las cartas de aguas seguras acostumbran a estar a disposición del navegante.

Los servicios hidrográficos de varios países también publican almanaques y manuales de navegación para ayudar a los navegantes. Los manuales de navegación son libros descriptivos que contienen información detallada sobre aguas costeras, instalaciones portuarias, ayuda a la navegación, vientos, mareas, corrientes, peligros para la navegación, direcciones para la aproximación y entrada en aguas restringidas, y otros datos que no pueden mostrarse sobre la carta del área.

INSTRUMENTOS DE NAVEGACIÓN

En la actualidad hay muchos instrumentos que facilitan la navegación; algunos son relativamente sencillos mientras que otros requieren de extensos programas de instrucción. En la segunda categoría entran algunos de los modernos dispositivos electrónicos y mecánicos.

Los instrumentos de navegación están diseñados para fijar la posición, medir la dirección y la distancia, determinar la velocidad, medir la profundidad del agua, tomar parte en la representación de las cartas y observar los fenómenos meteorológicos. A veces se utiliza simultáneamente una combinación de varios instrumentos para proporcionar la información requerida.

La brújula magnética es uno de los instrumentos más antiguos que se utilizan en los barcos. Aunque ha sido en general sustituida por la brújula giroscópica en los grandes navíos, la brújula magnética conserva su papel original como instrumento de navegación básico porque no está sujeto a los defectos electromecánicos, y, por tanto, en la mayoría de los barcos de alta mar es un instrumento de ayuda necesario. La brújula magnética sirve como una herramienta direccional al alinearse por sí sola en la dirección de los polos magnéticos terrestres (véase Tierra).

A causa de la localización de los polos magnéticos, la aguja de una brújula apuntará al polo norte geográfico sólo en unos pocos sitios. En otros lugares, apuntará al este o al oeste del Norte. La diferencia en grados entre la dirección marcada por la aguja de la brújula y la dirección del verdadero Norte se llama variación o declinación. Por conveniencia de los navegantes, se ha medido la declinación en muchas partes del mundo, y se han preparado cartas que muestran los puntos conectados con declinación similar, o líneas isogónicas, consistentes en la declinación aproximada al este o al oeste para cualquier área. En tales cartas, la línea de declinación según la cual la brújula marca el verdadero Norte se denomina línea agónica.

La brújula giroscópica, que usa un giróscopo como elemento de dirección, tiende a indicar el verdadero Norte. El giróscopo es una masa que gira rápidamente, libre para moverse sobre uno o dos ejes, perpendicular a los ejes de rotación y el uno de otro. Hay elementos de control añadidos al giróscopo para convertirlo en un indicador de la dirección verdadera. Las indicaciones de la brújula giroscópica principal pueden repetirse en diversas partes del barco, como por ejemplo, en los repetidores de dirección, en los repetidores de guiado y en los repetidores del radar.

El círculo azimutal es un importante dispositivo auxiliar usado para indicar el azimut, o la dirección de un objeto medida desde el punto Norte. Consiste en un círculo graduado o pínula diseñado para ajustarse perfectamente sobre una brújula o un repetidor de brújula; sirve para medir la dirección tanto de los objetos terrestres como de los cuerpos astronómicos.

Para determinar la velocidad de un barco o la distancia recorrida en el agua, o ambas simultáneamente se usa un instrumento conocido como el diario de a bordo. Hay varios tipos de diarios de a bordo: algunos operan sobre un principio mecánico simple, mientras que otros se basan en técnicas electromecánicas modernas.

Para determinar la profundidad del agua se utiliza el escandallo o la sonda acústica. El escandallo, que consta de un peso de plomo al final de una línea con marcas que indican la profundidad, se usa en aguas someras bajo condiciones de baja visibilidad. La sonda acústica, presente en casi todos los barcos de alta mar, indica la profundidad del agua mediante la medición del lapso entre la emisión de una señal sónica o ultrasónica y el retorno de su eco desde el fondo.

El equipo para representar los planos utilizado por el navegante se parece en cierta forma a las herramientas usadas en el dibujo. Compases de punta fija para medir distancias, compases para dibujar círculos, tiralíneas, transportadores e instrumentos de dibujo universal son los instrumentos que suelen encontrarse sobre la mesa de mapas de un barco.

Para la navegación astronómica el navegante usa un sextante y un cronómetro. El sextante es un instrumento doble reflectante que mide el ángulo entre dos objetos al hacer coincidir los rayos de luz recibidos directamente desde un objeto y por reflexión de otro. Su uso principal es determinar la altitud (en grados de arco) de los cuerpos celestes sobre el horizonte. El cronómetro es un reloj muy preciso con un promedio casi constante de ganancia o pérdida diaria. Se ajusta al tiempo de un meridiano tipo, normalmente el que pasa por el Real Observatorio de Greenwich, en Londres, y permite determinar la longitud en el mar. Su promedio diario de ganancia o pérdida se comprueba por la señal de tiempo de la radio emitida desde los relojes de varios países. Además de estos instrumentos, los barcos más modernos usan diferentes dispositivos de navegación electrónica (véase más adelante Navegación electrónica).

NAVEGACIÓN EN ZONA DE PRACTICAJE

El practicaje es la forma más exigente de navegación porque implica el movimiento de los barcos bajo condiciones potencialmente peligrosas. Es necesaria la mayor atención y exactitud para tener éxito en el practicaje, especialmente en las aguas costeras cartografiadas de forma poco precisa o en condiciones desfavorables de tiempo y visibilidad. Uno de los asuntos principales del navegante en zona de practicaje, donde el tráfico es más complicado que en el mar, consiste en evitar la colisión con otros barcos.

Línea de posición

Un concepto básico en el practicaje se conoce como línea de posición: se trata de una línea que indica una serie de posiciones posibles de un navío que suele establecerse mediante observación. Una línea de posición no basta para determinar la posición exacta de un barco. El punto de intersección de dos o más líneas de posición, tomadas de forma simultánea o ajustadas durante un periodo de tiempo, es una posición conocida como situación. El navegante en zona de practicaje procura llegar a tal intersección de líneas. Las situaciones sirven entonces como puntos indicadores seguros para movimientos o decisiones futuras.

El pilotaje visual va acompañado por lo general del empleo de un círculo azimutal sobre un repetidor de brújula giroscópica para tomar la dirección de los objetos identificables y situados en una carta marítima. Estas direcciones se trazan sobre una carta del área para indicar gráficamente la posición del barco. Un único objeto de navegación puede definir una situación si dirección y distancia se pueden tomar simultáneamente mediante un telémetro añadido al círculo del azimut, o al radar. Allí donde sólo está disponible una línea de posición sin distancia que lo acompañe, el navegante debe recurrir al uso de la conocida posición estimada, la cual no es tan fiable como la situación pero es más precisa que la posición de estima. Una posición estimada requiere mayor prudencia en el proceso de navegación hasta que se determina una situación.

La línea de posición se puede obtener por varios métodos. Puede ser recta, curva o irregular, tal como una línea producida al trazar una serie de sonidos recibidos en un periodo de tiempo. Una línea de posición se puede obtener por cualquiera de los siguientes métodos: distancia dentro de la cual dos objetos fijos conocidos aparecen en línea y el barco se sitúa en cualquier lugar sobre esta línea; un rumbo de brújula de un objeto observado visualmente o por radar; una distancia obtenida por telémetro o por radar; un sondeo o una serie de sondeos del fondo (llamado por lo general cadena de sondeos); un ángulo horizontal, medido por un sextante, entre dos objetos conocidos; un ángulo vertical, medido por un sextante, de un objeto de altura conocida; un eco del silbato o de la sirena del barco; el uso sincrónico de radio y las transmisiones de sonidos desde un objeto fijo conocido; un radiogoniómetro de dirección; líneas de posición procedentes desde uno de los diversos sistemas electrónicos; y las líneas astronómicas de posición.

Fijación de la posición

Cualquier combinación de estos métodos para determinar una línea de posición permite fijar la posición de un barco. Las situaciones pueden ser alcanzadas al cruzar las direcciones, una dirección y la distancia de los mismos objetos, una dirección y el sonido tomados simultáneamente, por ángulos sextantes horizontales y por dos direcciones de un objeto único tomados a diferentes intervalos de tiempo pero ajustados durante un lapso cuando se trazan en un mapa. La última técnica mencionada se denomina situación por dos marcaciones en un mismo punto.

Además de estos métodos gráficos, la posición de un barco se puede deducir por el uso de ángulos horizontales en conjunción con un transportador de tres brazos. Tal transportador consta de un círculo, graduado en grados, al cual se le engancha un brazo fijo y dos brazos que giran en el centro. Si los ángulos horizontales tomados sobre tres objetos fijados identificables mostrados en una carta se colocan en el transportador y el segundo se posiciona en la carta con los objetos alineados sobre los tres brazos, la posición del barco se fija en el centro. La ayuda a la navegación puede valerse de varios tipos de boyas, faros y barcos faro, con formas características y colores que proporcionan una identificación significativa a lo largo del día, mientras que las fases y los colores de luces característicos permiten identificaciones nocturnas. Donde estas ayudas están ausentes, el navegante debe recurrir a tomar las direcciones según las referencias de picos montañosos y de estructuras cartografiadas como depósitos de agua o agujas de iglesia, y tomar direcciones tangentes de islas o puntos del terreno.

Mareas, corrientes de marea y corrientes oceánicas

La práctica de la navegación está dificultada por la presencia de los efectos de las mareas y las corrientes oceánicas. Estos efectos, que pueden ser favorables o desfavorables, tienden a desviar el barco del rumbo trazado y reducir o incrementar su velocidad. La comparación de las posiciones de estima y las situaciones revela la extensión de tales efectos y ayuda al navegante a predecir y ajustar las influencias futuras. Véase Océanos y oceanografía; Marea; Viento.

NAVEGACIÓN ASTRONÓMICA

En este método clásico, utilizado sobre todo en alta mar, el navegante se sirve de los objetos celestes que han sido identificados y agrupados en constelaciones desde tiempos remotos (véase Astronomía; Constelación). La navegación astronómica permite singladuras de miles de millas sin señales en el agua, pero su gran limitación está en la visibilidad mala, causada por nubes, niebla, lluvia, nieve, bruma o neblina, que pueden impedir la visión esencial de los cuerpos astronómicos.

Se ha adoptado un sistema de coordenadas de posiciones similares a las coordenadas terrestres de latitud y longitud para describir la posición de los cuerpos astronómicos. Este sistema consta de declinación, que se corresponde con la latitud terrestre, y de ángulo horario, correspondiente con la longitud terrestre. Para propósitos prácticos de navegación, las posiciones de las estrellas relativas a otras se mantienen fijas en la esfera clásica; el movimiento del Sol, la Luna y los planetas se indican en este sistema como el índice medio de progresión a través de la esfera.

Las principales naciones marítimas publican almanaques náuticos anuales que tabulan las coordenadas de cuerpos astronómicos usados en la navegación en cualquier época. Las tablas también disponen de otras informaciones astronómicas.

Para usar el almanaque náutico, el navegante debe establecer el tiempo de una observación precisa por medio de un cronómetro. La medida del tiempo se fundamenta en la rotación de la Tierra y la consecuente rotación imaginaria de los cuerpos celestes en torno a ella. En navegación, el sistema primario de tiempo se basa en el movimiento aparente del Sol hacia el Oeste 15° de longitud por hora. Además se establece una diferencia de tiempo entre dos lugares de la superficie terrestre fijada en sus diferencias de longitud. La longitud de la ciudad de Nueva York, por ejemplo, es aproximadamente de 75° Oeste mientras que la de Greenwich, en Inglaterra, es de 0°. Nueva York está además a 5 horas al oeste de Greenwich.

El triángulo navegatorio, o triángulo astronómico, que constituye la parte más importante de la navegación astronómica, es un triángulo esférico, donde sus tres vértices representan la posición del observador, la posición geográfica de los cuerpos celestes, y el polo de la Tierra que está más cerca del observador. La solución de este triángulo proporciona las bases para derivar una línea astronómica de posición. La trigonometría esférica se empleó en el pasado para resolver tal problema, pero hoy puede resolverse de forma sencilla al usar el almanaque náutico en conjunción con uno de los diversos métodos tabulares, que incluyen soluciones precalculadas del triángulo astronómico para situar cualquier posición del observador y de cualquier cuerpo astronómico observado.

En los métodos más modernos de la navegación astronómica, se usan el círculo de igual altitud y la línea de posición astronómica en conjunción con la solución del triángulo navegatorio. El círculo de igual altitud es un círculo en la superficie de la Tierra, por lo que en cada uno de sus puntos la altitud de un cuerpo astronómico dado es el mismo en ese instante.

NAVEGACIÓN ELECTRÓNICA

Pantalla de radar

Las pantallas de radar indican la presencia y el movimiento de objetos fuera del alcance de la vista. Esto es muy útil para los oficiales de derrota. El equipo electrónico registra el comportamiento de las ondas de radio emitidas por el navío. Las ondas que no topan con nada se dispersan, mientras que las ondas reflejadas informan de la posición de los objetos en el entorno. En el sofisticado equipo que se muestra, un ordenador o computadora aporta imágenes de la costa y otros detalles invariables en la pantalla.

Este método de navegación se basa en el uso de equipos y sistemas en los que las ondas de radio y las técnicas electrónicas se utilizan para poner en una carta la posición y la ruta de un navío (véase Electrónica; Radar; Radio). La ayuda electrónica y la precisión en la mayoría de los casos han incrementado la seguridad de la navegación suministrando información importante rápidamente en periodos de baja visibilidad, sobre todo en aguas peligrosas y congestionadas. El navegante moderno hace hoy gran uso de estos dispositivos, en zonas de practicaje y en mar abierto. La radio proporciona al navegante información auxiliar, que incluye las señales horarias de radio, los informes meteorológicos, los anuncios de tormentas y los anuncios de navegación general con respecto a los riesgos de colisión que suponen barcos abandonados, luces de navegación extinguidas y boyas a la deriva.

La radio como ayuda a la navegación fue utilizada por primera vez a comienzos del siglo XX. Los aviones fueron equipados en la década de los treinta con instrumentos de comunicaciones para recibir la dirección de navegación desde la Tierra y tomar la dirección a partir de los transmisores de superficie. La ayuda en la navegación moderna consiste en indicar la dirección de radio utilizada en una de las siguientes formas: un avión o barco toma la dirección a partir de transmisores instalados en el suelo y fija su posición relativa a dos o más transmisores, o toma la dirección mediante estaciones terrestres en una transmisión que desde un avión o un barco se correlacionan a un centro, lo que establece la posición del aparato. Los principales mecanismos y sistemas electrónicos se describen a continuación.

Radiogoniómetro (D/F)

El radiogoniómetro es la primera ayuda a la navegación usada de forma general. Si las direcciones de dos transmisores con localizaciones conocidas se pueden medir, es posible determinar la posición del receptor. En su forma más simple, un moderno radiogoniómetro consta de un receptor de radio convencional con una antena en la forma de una bobina de alambre llamada espira (véase Antena). Esta antena de espira tiene marcadas propiedades direccionales; si se monta hasta que los ejes de la espira apuntan directamente a una estación de radio, no recibirá señal alguna de la estación; si se monta hasta que el plano de la espira pase a través de la estación de radio, recibe una señal fuerte. En otras posiciones la señal es de intensidad intermedia. En la práctica, una estación conocida es sintonizada, y entonces la espira se gira hasta que ninguna señal sea oída; esta posición se denomina auricular nulo. Los ejes de la espira deben entonces apuntar directamente hacia (y lejos de) la estación; esta dirección se traza por el navegante como una línea de posición.

El radiogoniómetro automático (IDA) tiene un motor que gira la antena de espira, manteniéndola siempre en posición nula. En el motor también actúa una aguja, similar en apariencia a la aguja de una brújula, que indica la posición de la espira. Esta conocida brújula de radio no apunta hacia el Norte, sino hacia cualquier estación que sea sintonizada en la antena de la espira. Prácticamente todos los aviones y barcos están equipados con equipos D/F. Las estaciones terrestres D/F también sirven para ayudar a los aviones perdidos. El equipo de radio D/F se utiliza además en tareas policiales y de contraespionaje para localizar las estaciones ocultas de radio.

RADIOFARO DIRECCIONAL

Los radiofaros direccionales y los D/F fueron la principal ayuda de la radionavegación antes de la II Guerra Mundial. Operan en bajas frecuencias (200 a 415 kilohercios) por lo que están sujetos a desviaciones, por efecto de la noche, y otras anomalías.

Un radiofaro direccional consta de dos pares de antenas de transmisión en código Morse, una transmisión de la letra A (punto, raya), y la otra transmisión de la letra N (raya, punto). El tiempo de las dos letras es tal que el espacio entre ellas sólo iguala al tiempo de una raya, mientras que el espacio entre las dos partes de una letra equivale al tiempo de un punto. Las formas se entrelazan así hasta que si ambas son oídas a la vez, el sonido es continuo. La forma de transmisión desde cada par de antenas es direccional, y se proyecta dentro de dos ‘cuadrantes’ opuestos, cada uno de los cuales cubre 90 grados. Un avión en uno de los cuadrantes oirá sólo una letra, o A o N; sin embargo, si está en la línea de separación entre los dos cuadrantes, el navegante oirá el tono continuo, que se llamará señal en curso. Esta línea de separación se llama el haz, y suele estar sobre los 3° de ancho. Directamente sobre el alcance hay un área donde no se oye ninguna señal. Este área se denomina cono de silencio y es pequeña en altitudes bajas, pero su tamaño se incrementa en altitudes más elevadas.

Radio balizas

Una baliza es una estación de radio equipada con una antena no direccional; se usa principalmente para dar la dirección por radio. Las balizas de poca potencia se denominan localizadores y se utilizan en conjunción con las brújulas de radio.

Radiofaro omnidireccional o radiofaro de dirección omnidireccional (MOR o VOR)

Sistema de navegación (VOR)

Un radiofaro direccional emite una señal de radio que los pilotos pueden utilizar para orientarse en un radio de 160 kilómetros. El radiofaro VOR (alcance omnidireccional de alta frecuencia) usa una antena central para emitir una señal continua de referencia y cuatro antenas de señal variable que producen un haz que rota a 1.800 rpm. El piloto establece un rumbo de forma manual y confía en el equipo electrónico para procesar las señales que recibe del radiofaro VOR. El receptor del avión compara las fases de las señales para determinar la demora del avión e indica si la aeronave está a la derecha o a la izquierda del rumbo indicado.

El radiofaro omnidireccional es, de hecho, un radiofaro direccional con un número infinito de ondas (o, en la práctica, 360). Las estaciones de radiofaro omnidireccional operan en VHF (muy alta frecuencia) y LF (baja frecuencia): el radiofaro omnidireccional en VHF se denomina VOR; la designación del radiofaro omnidireccional de baja frecuencia, originalmente LOR, se cambió a MOR para evitar la confusión con loran. VOR se utiliza en distancias superiores a los 160 kilómetros.

La estación de radiofaro omnidireccional tiene cuatro antenas similares a las antenas de una estación de dirección, más una antena central. La antena central transmite una señal de referencia continua; las otras emiten una señal variable que gira por un radiogoniómetro a 1.800 revoluciones por minuto (rpm). Cuando la señal rotatoria apunta hacia el norte, está en fase con la señal de referencia; todas las otras veces queda fuera de fase con la señal de referencia por una cantidad en la que depende su dirección. El receptor, al medir esta diferencia de fase, puede determinar su rumbo desde la estación. En la práctica, el receptor radiofaro omnidireccional tiene tres diales, uno de los cuales se coloca manualmente para cualquier curso deseado, el segundo dice si el avión está a la izquierda o a la derecha del curso, mientras que el tercero resuelve la ambigüedad de 180° al indicar desde o hacia. El radiofaro omnidireccional se utiliza para realizar aproximaciones por radio al determinar una línea de posición.

Radio altímetro

Los radio altímetros miden la altura verdadera del avión sobre el terreno o los edificios, mientras los altímetros ordinarios miden sólo la presión del aire, que puede convertirse en altitud sobre el suelo sólo si el navegante conoce la altitud sobre el nivel del mar del terreno más cercano y la lectura barométrica en ese punto y en ese instante.

Gee

Este aparato, parecido al radar, es un sistema hiperbólico rítmico, de tres estaciones, que opera en la banda de 20 a 85 megahercios y proporciona la completa localización en la navegación algo más allá de la distancia óptica. Diseñado originalmente en 1937, el gee no se desarrolló hasta 1940, durante la II Guerra Mundial, cuando las estaciones construidas en Gran Bretaña proporcionaban ayuda segura a la navegación para el funcionamiento de los aviones en Europa Occidental. Las cadenas de gee comprenden un transmisor principal y dos transmisores secundarios, a distancias de entre 80 y 160 km desde el principal. Los pulsos radiados desde el transmisor principal accionan las respuestas del pulso desde los transmisores secundarios en promedios de recurrencia determinados con precisión. Los tiempos en los que los tres pulsos originales marcan una relación conocida y la diferencia de tiempo entre cada pulso primario-secundario medida en el receptor por un tubo de rayos catódicos determina una línea de posición hiperbólica. Dos líneas de posición derivadas desde las dos combinaciones primarias-secundarias proporcionan una situación.

Navegación a larga distancia o Loran

Este es el sistema hiperbólico de pulsado desarrollado por Estados Unidos durante la II Guerra Mundial para hacer posible la navegación a larga distancia sobre el mar para los barcos y aviones. La frecuencia de radio utilizada en loran es de unos 2 megahercios, lo que permite la recepción a larga distancia sobre los océanos pero no es efectivo a largas distancias sobre la Tierra excepto durante la noche. Funciona de manera similar al gee. Un sistema aerotransportado único, que usa el gee y el loran a la vez, fue desarrollado en un esfuerzo cooperativo entre Estados Unidos y Gran Bretaña. Véase Loran.

Rebecca-Eureka

Probablemente sea el sistema mejor conocido de respuesta combinado. Rebecca es el interrogador aerotransportado mientras que Eureka es el contestador. El sistema se fundamenta en técnicas convencionales de radar secundario. Los impulsos que interrogan son radiados desde una antena central cerca del morro del avión mientras que los impulsos de la respuesta del contestador son recibidos por dos antenas laterales. La recepción se visualiza en un tubo de rayos catódicos que presenta una línea base vertical. Los impulsos de la respuesta se muestran como un ‘punto luminoso’ horizontal que cruza la línea base; la dirección viene indicada por la posición del punto luminoso en las líneas verticales.

Consolan

Este sistema proporciona señales codificadas a partir de las cuales se puede determinar la dirección de una estación, asegurando así lecturas precisas independientes de todo el equipo de navegación a bordo. Las señales consolan son utilizadas por encima de 1.300 km o más.

Sistemas de satélite de navegación-Navy

El sistema de transmisión de satélites de seis órbitas polares proporciona un servicio de posicionamiento mundial para los barcos militares y de investigación. El sistema Navstar GPS de Estados Unidos y el antiguo sistema de satélites militares GLONASS de la antigua Unión Soviética también están disponibles para uso civil. La Agencia Espacial Europea está planificando un sistema de posicionamiento de 16 satélites. La Organización de Satélites Marítimos Internacionales (Inmarsat) también está desarrollando un sistema mundial de ayuda a la navegación.

Acercamiento controlado desde Tierra (GCA)

Sistema de aproximación instrumental que consta de un equipo de radar por microondas de muy alta precisión que da la posición de un avión en distancia, azimut y elevación. Primeramente se diseñó para acercar al piloto a través de cielo cubierto o baja visibilidad horizontal hasta que sea posible un aterrizaje normal por contacto visual. El funcionamiento especializado de este sistema en el avión y sobre el suelo permite aterrizajes de emergencia en condiciones de visibilidad casi nulas. El GCA utiliza dos clases de campos de acción de radar. Uno localiza los planos a una distancia considerable, desde 15 a 25 kilómetros. El controlador que usa esta clase de campo de acción mantiene las comunicaciones con los aviones que esperan aterrizar, los ordena (es decir, asigna cada uno a una altitud separada en la cual pueden dar vueltas sin peligro de colisión), y los acerca mediante una forma de aproximación general hasta que están en el trayecto final de la aproximación. En esta fase el controlador de aproximación final, que usa campos de acción de precisión, toma el control. Este controlador también emite instrucciones verbales, relativas sobre todo a la altitud y la desviación lateral desde la ruta de planeo deseada, que guía al piloto hasta el final del trayecto.

Sistema de aterrizaje instrumental (ILS)

Este sistema se diseñó como instrumento de aproximación, pero en caso de emergencia permite el aterrizaje. Consiste en dos ondas, similares a las ondas de dirección de radio, una horizontal y otra vertical. La onda horizontal (denominada el localizador) es idéntica a la onda de dirección visual-aural (VAR), una onda de radio ordinaria con sólo dos ondas en vez de cuatro. La onda vertical (denominada ruta de planeo) es muy estrecha y está inclinada respecto al suelo en un ángulo de 2,5 grados. El piloto sigue las dos ondas por medio de dos indicadores, uno horizontal y otro vertical, en una esfera única.

El ILS y el GCA a la vez tienen valiosa ayuda suplementaria en un sistema normalizado de iluminación de alta intensidad a lo largo del trayecto que aproxima hasta que el piloto pueda tomar contacto visual con el suelo incluso en condiciones meteorológicas extremas e identifica la posición del avión en relación al trayecto.

La mayoría de los sistemas de radionavegación hoy en uso operan conjuntamente con ordenadores de alta velocidad.

SISTEMAS DE NAVEGACIÓN DE MISILES

El desarrollo de cohetes y misiles teledirigidos ha acelerado la introducción de nuevos y complejos sistemas electromecánicos de navegación, que incluyen sistemas celestes automáticos, navegación Doppler y navegación inercial.

El sistema astronómico automático, conocido también como sistema de seguimiento estelar, consta de un dispositivo electrónico capaz de calcular una solución astronómica y lo carga a una unidad diseñada para seguir automáticamente un cuerpo o cuerpos astronómicos. La unidad de seguimiento realimenta la información a los ordenadores o computadoras que entonces registran la posición concreta del vehículo.

La navegación Doppler, llamada así en honor del físico y matemático austriaco Christian Johann Doppler, se probó en principio con la navegación aérea, y supone el análisis del cambio en la frecuencia de radio como resultado de la reflexión de las ondas de radar al aproximarse o retirarse de la superficie. Véase Efecto Doppler.

La navegación inercial, basada en el guiado inercial, es un sistema incorporado, completamente independiente de la información visual o electrónica desde el exterior del avión en el cual opera. Consta de un tipo de acelerómetro, estabilizado por giróscopos que registran la magnitud de aceleración de un avión en dirección norte-sur y este-oeste a la vez desde un punto inicial conocido; las aceleraciones se convierten en una posición precisa del avión mediante el cálculo electrónico.

jueves, 7 de octubre de 2010