Geodesia. Cartografía. Sistemas de referencia. Tiempos.

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DME II Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías La secuencia de pares de pulsos depende del equipo del avión, por lo que un mismo equipo de tierra puede responder a múltiples equipos en el aire (hasta 100–200 aeronaves). La precisión típica de un DME está entre 185 m (0.1 nm) y 926 m. (0.5nm) 2 − σ. Se pueden obtener medidas casi continuamente (10 medidas por segundo). También se obtiene una estimación de la velocidad (proyectada en la dirección de la estación) mediante el efecto Doppler. Obsérvese que la medida de distancia D es 3-D. Para obtener la distancia sobre el terreno, dG , si la altitud Alt es conocida: D 2 = d 2 G + Alt2 . Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Navegación DME/DME Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías Consideremos el caso de dos DMEs. En principio existirá una ambigüedad que se puede resolver conocidas medidas anteriores o con una tercera estación. Simplifiquemos y supongamos Tierra plana y las coordenadas x, y que miden la posición de la aeronave; las coordenadas x1, y1 y x2, y2 determinan la posición de las estaciones. Se mide la distancia a la primera estación ρ1 y a la segunda estación ρ2 (distancias sobre tierra). Las ecuaciones que hay que resolver para hallar la posición son: (x − x1) 2 + (y − y1) 2 = ρ1, (x − x2) 2 + (y − y2) 2 = ρ2. Éstas ecuaciones son sencillas de resolver. Pero si las distancias contienen error, ¿cómo determinar el error final en la estimación de posición? 5 / 48 6 / 48 User location In the presence of measurement errors, the range rings used to compute the user’s location will be in error and result in error in the computed position. The con- Navegación por posicionamiento cept of dilution of precision is theGNSS: ideaNavegación that the position por satéliteerror that results from mea- GPS: Otros conceptos surement errors depends on the user/foghorn relative geometry. Graphically, these ideas are illustrated in Figure 7.5. Two geometries are indicated. In Figure 7.5(a), Errores en navegación Foghorn 2DME/DME Variation in range ring due to range errors: from foghorn 1 from foghorn 2 Foghorn 2 Variation in range ring due to range errors: from foghorn 1 from foghorn 2 RNAV Variation in range ring due to range errors: from foghorn 1 from foghorn 2 User location Foghorn 2 Foghorn 1 Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías Shaded region: Locations using data from Shaded within region: Locations using data indicated error frombounds within indicated error bounds User location Figure 7.5 Relative geometry and dilution of precision: (a) geometry with low DOP, and (b) geometry with high DOP. (a) User location Los errores dependen de la posición relativa de las estaciones Foghorn 1 DME con respecto al receptor. Si la linea que une al receptor con uno de los DME forma 90 Foghorn 2 grados con la linea que une al receptor con el otro DME, la Foghorn 1 situación es óptima, como se (b) ve en la figura de la izquierda. Figure 7.5 Relative (a) geometry and dilution of precision: (a) geometry with low DOP, and (b) Si dichas geometry lineas with high forman DOP. un ángulo pequeño (por ejemplo si el receptor se encuentra aproximadamente entre las estaciones DME) la situación Shaded region: es adversa, Locations using como data se muestra en la figura de from within indicated error bounds la derecha. Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías RNAV=aRea NAVigation. 7 / 48 La navegación tradicional exige emplear radioayudas (típicamente VOR) como waypoints generando aerovías rígidas que no permiten explotar el espacio aéreo. Foghorn Los 1 sistemas de navegación actuales (b) permiten saber la posición de la aeronave con precisión, para cualquier ruta. RNAV es un procedimiento de navegación que permite diseñar una ruta arbitraria con waypoints virtuales, siempre que la ruta de la aeronave se encuentre en una zona donde los sistemas de navegación tengan la suficiente precisión. Dicha precisión se puede especificar, de forma que una determinada ruta o procedimiento RNAV sólo la pueden realizar aviones con ciertas características y adecuadamente equipados. Ésta especificación se denomina RNP. 8 / 48

RNAV/RNP Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías RNP=Required Navigation Performance. Es un conjunto de estándares que especifican los requisitos mínimos que una aeronave y su sistema de navegación deben cumplir para operar en un determinado espacio aéreo. RNAV/RNP: permite diseñar rutas con menor separación que la tradicionalmente empleada, y por tanto una explotación eficiente del espacio aéreo. RNAV/RNP es el futuro del tráfico aéreo y requiere un amplio conocimiento de los sistemas de navegación utilizados. Ejemplificamos éstos conceptos para el caso DME-DME. Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Navegación RNAV DME/DME Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías 9 / 48 Los sistemas DME/DME están extendidos hoy en día y permiten suficiente cobertura para todas las operaciones en ruta en Europa. Permiten cumplir los requisitos RNAV si bien se reconoce que debería aumentar el número de estaciones para mejorar la precisión. Para poder realizar navegación DME/DME los requisitos mínimos son 2 estaciones cumpliendo: Distancia menor de 200 nm y mayor de 1nm. Arco subtendido entre las dos estaciones situado entre 30 grados y 150 grados. Cuantas más estaciones estén disponibles, mayor precisión se podrá conseguir. En cualquier caso la precisión dependerá del equipo. 10 / 48 Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Diseño de un RNAV in Europe procedimiento - Procedure Design Master Class I Estimated Flight Path SYSTEM ACCURACY HORIZONTAL VIEW Nominal Flight Path Estimated Position True Aircraft Flight Path FTT Eliane Belin ATT XTT depends on FTT True Aircraft Position XTT Nominal Aircraft Position EUROCONTROL 10 Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías RNAV in Europe - Procedure Design Master Class WAYPOINT TOLERANCE Errores 2-D: ATT (along-track tolerance) y XTT (cross-track tolerance). Éstos son los errores que se requieren para diseñar procedimientos RNAV. Se fija un corredor de seguridad en torno a la trayectoria que respete estos errores máximos. Aparte de los errores procedentes del DME, otros errores que juegan un papel son (FTT=error técnico de vuelo) y el error de cálculo (ST=system tolerance). Navegación por posicionamiento GNSS: Navegación por satélite GPS: Otros conceptos Diseño de un procedimiento II ATT XTT Eliane Belin Fundamentos básicos Navegación DME-DME y el diseño de aerovías Aunque el error depende de la posición relativa de los DMEs y el receptor, la norma editada por EUROCONTROL considera el peor caso posible y evita complicar las fórmulas con la geometría del problema. Según la norma, hay que calcular: d = 1,23 × √ Alt × 0,0125 + 0,25nm, con Alt en pies. Se toma ST = 0,25nm, y el valor de FTT será: En ruta: FTT = 2nm Acercamiento inicial e intermedio: FTT = 1nm. Despegue, acercamiento final FTT = 0,5nm. Si sólo hay 2 DMEs multiplicar d por 1,29. Los errores serán: XTT = d 2 + FTT 2 + ST 2 , ATT = d 2 + ST 2 EUROCONTROL 11 11 / 48 12 / 48

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