Los Sistemas de Posicionamiento por Satlite en la Navegacin Area

Dr. Luis Prez Sanz Profesor Titular de Navegacin y Circulacin Areas

Escuela Universitaria de Ingeniera Tcnica Aeronutica Departamento de Infraestructura, Sistemas Aeroespaciales y Aeropuertos

Universidad Politcnica de Madrid (U.P.M.)

Introduccin La aparicin de los sistemas de posicionamiento por satlite ha originado grandes expectativas en cuanto a los beneficios operacionales que stos pueden ofrecer al Transporte Areo y en particular a la navegacin area. En este texto se tratar de exponer cual ha sido el impacto que desde sus inicios, estos sistemas estn tenido en la navegacin area, analizndose tambin la situacin actual y futura. La Navegacin Area. Vuelos VFR e IFR. No es fcil encontrar una definicin comn al concepto de navegacin area. Consultando distinta bibliografa se pueden encontrar casi tantas definiciones como autores, por lo tanto no se pretende en estas lneas ofrecer una definicin ms, sino por el contrario, intentar exponer las actividades que podran constituir la navegacin area. La navegacin en cualquiera de sus versiones, terrestre, marina o area tiene una caracterstica comn, es necesario considerar un punto origen y otro destino, para con ellos definir la ruta que debe seguirse de uno a otro. La definicin de esos puntos y la ruta que los une son sin duda actividades que formaran parte de la navegacin, pero por supuesto que no son las nicas, es necesario adems determinar la posicin del mvil, para que al compararse con la ruta deseada, se puedan realizar las acciones de guiado sobre el vehculo para que siga esa ruta. En los comienzos de la aviacin todos los vuelos requeran poder observar el exterior para realizar la navegacin (determinar la posicin del mvil), hecho por el cual, cuando la meteorologa era adversa, el vuelo deba ser cancelado. La necesidad de conseguir una regularidad en las operaciones areas hizo que se desarrollasen los medios tcnicos y operacionales de la navegacin, llegndose a definir lo que hoy se conoce como vuelos VFR e IFR.

Los vuelos VFR (Visual Flight Rules) son aquellos que se realizan bajo las Reglas de Vuelo Visual es decir, es necesario observar el exterior para poder navegar y evitar los obstculos y a otras aeronaves. Esta necesidad solo puede ser cubierta cuando las condiciones meteorolgicas lo permiten. A estos efectos se han definido unos parmetros que sirven para determinar cuando es factible realizar un vuelo VFR. Cuando la meteorologa existente permite garantizar los mnimos de separacin a las nubes y de visibilidad se dice que existen condiciones VMC (Visual Meteorological Conditions). En estas condiciones se podrn desarrollar vuelos VFR. Por el contrario, si las condiciones meteorolgicas que se presentan no hacen posible la separacin de las nubes ni se dispone de la visibilidad requerida, se dice que las condiciones son IMC (Instrumental Meteorological Conditions) y en ellas no se podrn realizar vuelos VFR, siendo por lo tanto obligatorio el vuelo IFR. El poder operar cuando la meteorologa no es suficientemente buena requerir de unos medios tcnicos y operacionales adicionales respecto a los de los vuelos VFR. Estos requerimientos se refieren tanto a la parte aire, es decir aeronave y tripulacin, como a la parte externa a la aeronave, aeropuerto e infraestructura terrestre y/o espacial. La aeronave debe llevar a bordo el equipo de navegacin necesario para el vuelo que vaya a realizar, adems la tripulacin deber estar en posesin de la calificacin IFR. En cuanto a la parte terrestre, deber existir una infraestructura adecuada, que consistir en una red de radioayudas para la fase de vuelo en ruta y de un aeropuerto dotado con ciertos sistemas (radioayudas, sistemas de iluminacin, etc.) para las fases de aproximacin y aterrizaje. Es importante resaltar que un vuelo IFR requerir que el conjunto aeronave y espacio areo/aeropuerto en el que se desenvuelve debe cumplir con los requisitos que a ese efecto se establezcan. Sistemas de Posicionamiento Segn se ha indicado una actividad fundamental en la navegacin area es la determinacin de la posicin de la aeronave. Cuando la meteorologa o la altura de vuelo no permiten identificar visualmente accidentes geogrficos o puntos singulares del terreno es necesario disponer a bordo de sistemas que permitan obtener la posicin buscada, habindose llamado a stos, de ayuda a la navegacin. No todos los sistemas de ayuda a la navegacin proporcionan la misma informacin, casi todos ellos materializan una lnea de situacin1, la cual puede ser bien distinta dependiendo del sistema, as han existido sistemas hiperblicos, esfricos y acimutales. Con estos sistemas se puede determinar

1 Lnea de situacin: Lugar geomtrico de los puntos que cumplen con el valor de la medida realizada: diferencia de fases, diferencia de tiempos, etc.

el punto en el que la aeronave se encuentra mediante la interseccin de dos o ms lneas de situacin. En los inicios de los aos 80 se comienza a escuchar el trmino Sistema de Posicionamiento Global. Estos sistemas de cobertura mundial, sirven para determinar la posicin de un punto mediante interseccin de lneas de situacin esfricas. Esta posicin tratada adecuadamente puede ser utilizada en mltiples campos. Resumiendo lo hasta ahora expresado, son necesarios sistemas que permitan a la aeronave determinar su posicin cuando la meteorologa no es la adecuada o cuando el vuelo se desarrolla a altura y/o velocidad no adecuadas para determinar la posicin por simple referencia visual exterior. Los sistemas que se utilizan para este fin se denominan de ayuda a la navegacin y se pueden clasificar de diversas formas segn el criterio que se utilice para ello. Un criterio de clasificacin interesante es la ubicacin de los sistemas, en este sentido se podran hacer dos grandes grupos. Por un lado se encontrarn los autnomos que son aquellos que estn ntegramente ubicados en el interior de la aeronave y por otro, los que requieren una fuente de informacin exterior a ella. Dentro de stos se podran clasificar a su vez en terrestres y en espaciales. Los terrestres incluyen aquellos que la transmisin de la seal de navegacin es realizada desde estaciones fijas en tierra y las espaciales incluyen a los que la fuente de informacin est en el espacio. Los primeros sistemas espaciales de posicionamiento En la seccin anterior se mencion que en los aos 80 se comenz a extender la utilizacin del trmino sistema de posicionamiento global, ello fue debido a la aparicin de unos sistemas que segn la clasificacin descrita se denominaran espaciales. Los dos primeros sistemas espaciales fueron el GPS (Global Positioning System) y el GLONASS (Global Navigation Satellite System). Puesto que este texto solo pretende mostrar el proceso de introduccin de estos sistemas en la navegacin area, no se expondrn sus caractersticas tcnicas, por el contrario solo se relacionarn algunos datos de inters para el fin que se pretende.

GPS: Sistema mundial de determinacin de la posicin explotado por los Estados Unidos de Amrica Primer satlite del Bloque I lanzado en febrero del 78. Initial Operational Capability (IOC): Diciembre 93. Full Operational Capability (FOC): Abril 95.

GLONASS: Sistema de Navegacin por Satlite explotado por la Federacin Rusa. Primer satlite lanzado en Octubre del 82. Actualmente la constelacin no est completa (14 satlites en

operacin en Mayo de 2006)

Segn lo anterior, ser desde finales de los 70/comienzo de los 80 el inicio de un cambio conceptual en los sistemas de ayuda a la navegacin. Comit FANS (Future Air navigation System) Coetneamente, a comienzo de los aos 80 la aviacin civil reconoce las limitaciones crecientes de los sistemas CNS/ATM2 del momento. En 1983 la OACI estableci un comit especial con el objetivo de identificar los futuros sistemas de CNS/ATM que permitiesen afrontar con garantas la aviacin del siglo 21. Este comit se denomin FANS: Special Committee on Future Air Navigation Systems. En 1988, el Comit FANS concluy que la utilizacin de la tecnologa basada en satlite era la nica solucin viable de afrontar las limitaciones que existan entonces y las que se presentaran en el futuro. Este comit recomend un nuevo concepto acerca de: Comunicaciones, Navegacin, Vigilancia y Gestin del Trnsito Areo (CNS/ATM). En 1991, el nuevo concepto CNS/ATM fue recomendado por la 10 Conferencia de Navegacin Area. La 29 sesin de la Asamblea de OACI adopt el concepto desarrollado. En 1993, el Comit FANS completa la primera edicin del Plan Global. Global Coordinated Plan for Transition to the ICAO CNS/ATM Systems. En 1998, OACI publica el documento Global Air Navigation Plan for CNS/ATM Systems siendo ste una versin mejorada del realizado en 1993. Necesidad de normalizacin del uso de los sistemas de posicionamiento por satlite Al inicio de la dcada de los 90 se vislumbra la inminente puesta en servicio de los sistemas de posicionamiento por satlite hasta ahora en desarrollo3. A mediados de los 90 se comienza a asimilar la capacidad que estos sistemas pueden llegar a ofrecer, no solo en el campo aeronutico sino en otros muchos completamente distintos. En la navegacin area se comienza a observar un aspecto inquietante, especialmente para las Autoridades Aeronuticas y es que debido a las prestaciones en cuanto a exactitud que el GPS ofrece, su facilidad de uso y lo ms importante, el precio de los receptores, hacen que su utilizacin, en particular por la aviacin general, se extienda rpidamente originndose la

2 CNS/ATM: Communication, Navigation & Surveillance/Air Traffic Management 3 Estas fechas corresponden al Sistema GPS el cual siempre ha ido por delante de GLONASS.

necesidad de normalizar su utilizacin, explicando ampliamente su funcionamiento y lo que es ms importante, sus limitaciones. La OACI junto con otras organizaciones ponen en marcha los grupos de trabajo necesarios para la normalizacin del uso de los sistemas de posicionamiento por satlite, definindose as un nuevo trmino, el GNSS. Estas siglas corresponden a las palabras Global Navigation Satellite System, solucin propuesta por la OACI para nombrar a cualquier sistema de navegacin por satlite, es decir tanto el GPS como el GLONASS se integraran dentro de este nombre ms genrico. Fases de Vuelo En la dcada de los 90, aunque se comenzase a utilizar el trmino GNSS, detrs de l todas las personas conocan que exista solo un sistema dispuesto para su utilizacin, el GPS; y otro que an estaba en vas de desarrollo4. Debido a ello muchas veces se intercambian los trminos GPS y GNSS. Como se ha indicado en la seccin anterior, la utilizacin del GPS se comienza a extender de forma rpida, en algunos casos se utiliza como sistema complementario en vuelos VFR, sin embargo se comienza a detectar su utilizacin no solo en estos vuelos y adems de forma no regularizada. Por otro lado, el anuncio dado por el servicio de Guardacostas de Estados Unidos de que el 30 de septiembre de 1997 el sistema OMEGA quedara fuera de servicio, dispara las alarmas de diversas compaas areas, las cuales utilizaban este sistema para hacer los vuelos ocenicos o los denominados remotos (zonas donde las radioayudas terrestres no ofrecen cobertura). Con este anuncio, estas compaas no dispondran de sistema alternativo de navegacin, pues muchas de sus aeronaves no disponan de sistema Inercial. En esas fechas, mediados de los 90, la FAA normaliza el uso del GPS en zonas ocenicas/remotas. De forma similar la JAA edita una TGL (Temporary Guidance Leaflet) la cual tiene la misma finalidad que la correspondiente de la FAA. Con esta TGL, en Espaa la Direccin General de Aviacin Civil edita su Circular Operativa 2/97 la cual normalizara la utilizacin del GPS como medio suplementario de navegacin en reas ocenicas/remotas. Medio Suplementario de Navegacin?. Hasta estos momentos, este trmino no exista. Cual era su significado?. Los sistemas de ayuda a la navegacin utilizados hasta esos momentos eran bsicamente los terrestres, NDB; VOR, DME, ILS y en alguna fase de vuelo el sistema Inercial. A todos ellos se les exige unas prestaciones operacionales Exactitud, Disponibilidad, Continuidad del servicio e Integridad. Estos sistemas los cumplan para las fases de vuelo en los que seran utilizados. Sin embargo

4 A la fecha de 4 de Mayo de 2006 la constelacin del sistema GLONASS dispone de 14 satlites operativos.

el GPS, sistema de finalidad militar y especificado para tal fin, no cumple todas las prestaciones operacionales exigibles a un sistema de ayuda a la navegacin civil por lo que su utilizacin debe hacerse con ciertas precauciones. De esa situacin surgen las definiciones de sistemas de navegacin como Medio nico, Medio Suplementario y Medio Primario. El sistema de ayuda a la navegacin como Medio nico satisface por si mismo las prestaciones operacionales exigibles en la fase de vuelo en la que va a ser utilizado. Dado que el GPS no cumpla con todas ellas hubo de normalizarse su utilizacin bajo alguna de las otras dos formas. Lo primero que se plante fue normalizar su utilizacin como Medio Suplementario. Un sistema de navegacin como medio suplementario es aquel que satisface Exactitud e Integridad, pero no disponibilidad ni continuidad del servicio para las fases de vuelo en las que vaya a utilizarse. Como solucin a esta deficiencia se propone llevar a bordo un sistema de navegacin certificado como medio nico para la fase de vuelo en cuestin. Sin embargo con esta solucin el problema an no estaba resuelto. Como podran desarrollar sus vuelos las aeronaves que sin tener inercial (recurdese que el Omega dejara de estar en uso) tuviesen que hacer vuelos ocenicos/remotos?. La utilizacin como medio suplementario no era suficiente pues requera llevar a bordo otro sistema como medio nico. La solucin que se encontr, analizada la fuente del problema del GPS, fue definir una nueva clase, Medio de navegacin Primario. Un medio primario de navegacin se definira como aqul que satisface exactitud e integridad y los otros dos parmetros se evaluaran con anterioridad al vuelo, es decir mediante un mtodo normalizado se evaluara el estado que la constelacin GPS tendra durante el periodo de tiempo en que la aeronave solo dispondra del sistema GPS para navegar, es decir no tendra un medio nico adicional. Si el resultado de la verificacin previa al vuelo fuese positiva, el vuelo podra desarrollarse con el sistema GPS como medio primario de navegacin, es decir sin llevar a bordo otro sistema certificado como medio nico para esa fase de vuelo.

DespegueSalida(SID)RutaLlegada(STAR)

AproximacinAterrizaje

Figura 1: Fases de Vuelo

Utilizacin del GNSS en cualquier fase de vuelo El comit FANS concluy que la utilizacin de la tecnologa basada en satlite era la nica solucin viable para afrontar las limitaciones que existan entonces y las que se presentaran en el futuro. De ello surge la idea de la utilizacin del GNSS en cualquier fase de vuelo. Recordando que los sistemas GPS y GLONASS son de origen militar, al tratar de utilizarlos en cualquier fase de vuelo se comprueba que sus prestaciones no son suficientes por lo que se necesita incorporarlos ciertas mejoras de tal forma que se logren las exigidas en cada caso. La solucin vino a llamarse Aumentaciones. Este trmino traducido del ingls Augmentation hace referencia a las soluciones tcnicas que se propusieron para que los sistemas GPS y GLONASS pudieran ser utilizados en las distintas fases de vuelo. As se distinguen tres clases de aumentaciones:

SBAS (Space Based Augmentation System): Sistema de aumentacin basado en el espacio.

En un sistema de amplia cobertura (rea Regional), por el cual el usuario recibe informacin de aumentacin transmitida desde un satlite. El SBAS complementa las constelaciones principales de satlites aumentando la exactitud, integridad, continuidad y disponibilidad para la navegacin, suministradas dentro de un rea de servicio que ordinariamente abarca mltiples aerdromos.

Las funciones del SBAS son las siguientes:

Telemetra: proporcionar seal adicional de pseudodistancia con indicador de exactitud a partir de un satlite SBAS.

Estado de los satlites GNSS: Determinar y transmitir el estado de funcionalidad de los satlites GNSS.

Correcciones diferenciales bsicas: Correcciones de efemrides y de reloj de los satlites GNSS (rpidas y a largo plazo) que han de aplicarse a las medidas de pseudodistancia.

Correcciones diferenciales precisas: determinar y transmitir correcciones ionosfricas.

El SBAS se pens para ser un sistema a utilizar desde la fase de vuelo en ruta hasta aproximaciones de precisin de categora I5

GBAS (Ground Based Augmentation System): Sistema de

aumentacin basado en estaciones terrestres.

En este sistema la informacin en cuanto a aumentacin recibida por el usuario proviene directamente de un transmisor terrestre.

5 El diseo se realiza para alcanzar la CAT I, con posterioridad se comprueba que las prestaciones exigidas para esta categora no se conseguiran con este sistema.

El GBAS complementa las constelaciones principales de satlites aumentando la exactitud, integridad, continuidad y disponibilidad para la navegacin, suministradas dentro de un rea de servicio local.

Las funciones del GBAS son las siguientes:

Proporcionar correcciones locales de pseudodistancia. Proporcionar datos relativos al GBAS. Proporcionar datos del tramo de la aproximacin final. Proporcionar datos pronosticados de disponibilidad de fuente

telemtrica; y Proporcionar vigilancia de la integridad de las fuentes telemtricas

GNSS.

El GBAS es un sistema cuyas prestaciones permitiran realizar aproximaciones de precisin en cualquiera de sus categoras.

ABAS (Airborne Based Augmentation System): Sistema de

aumentacin basado en la aeronave.

En este sistema la informacin en cuanto a aumentacin recibida por el usuario proviene directamente de la informacin disponible en la aeronave.

El ABAS es una aumentacin para proporcionar datos de navegacin en las fase de vuelo en ruta. Investigaciones recientes van encaminadas a demostrar la viabilidad de su utilizacin hasta en diversos procedimientos de aproximacin.

Navegacin Convencional y Navegacin de rea (RNAV) En la navegacin convencional las rutas o segmentos de los procedimientos sobrevuelan la vertical de las instalaciones que los definen. Esta situacin hace que la capacidad en determinados sectores del espacio areo sea pequea en comparacin con la demanda existente. Para incrementar esta capacidad una de las soluciones es que el diseo de las rutas ATS fuese menos restrictivo es decir, salvar la necesidad de dirigirse hacia las estaciones. Se debera disponer de la posibilidad de disear rutas ms directas, adaptndose a las necesidades operativas reales. Esta situacin es facilitada por la navegacin de rea, usualmente conocida como RNAV. En la navegacin de rea, la aeronave puede volar en cualquier trayectoria marcada por puntos que a su vez, son fijados por las distintas radioayudas, no siendo necesario el sobrevuelo de las mismas. En la figura 2 se muestra una representacin de rutas convencionales y una ruta RNAV Con carcter terico la navegacin de rea podra realizarse utilizando distintos sensores, as podr haber navegacin de rea VOR/DME, DME/DME, GNSS.

Sin embargo cuando se intenta llevar a la prctica, pueden requerirse muchas estaciones terrestres en el caso del VOR/DME o DME/DME, especialmente si se pretenden disear procedimientos de aproximacin o salida instrumental, en los cuales por encontrarse la aeronave a bajas altitudes, la posibilidad de recepcin de las estaciones terrestres disminuye. Con esta situacin se prev que el GNSS con sus distintos elementos o configuraciones se convertir en el principal sistema de ayuda a la navegacin para facilitar este tipo de navegacin.

Figura 2: Navegacin Convencional/Navegacin de rea

Ruta RNAV

Ruta Convencional

Estrategia de navegacin para la CEAC La planificacin de la implantacin de las aplicaciones RNAV para los Estados de la CEAC6 es la que Eurocontrol presenta en su Estrategia de Navegacin y que se incluye en la figura 3.

Figura 3: Implantacin de aplicaciones RNAV en la CEAC

6 CEAC: Conferencia Europea de Aviacin Civil.

Como hitos importantes en la implantacin de la RNAV, se menciona que en Abril del 98 se puso en servicio la BRNAV7 por encima del nivel de vuelo 245 en los Estados de la CEAC. Actualmente se est en proceso de implantacin de la PRNAV 8 en determinadas reas Terminales (TMAs). En un futuro prximo se estar en disposicin de implantar la RNP RNAV9, aplicacin que presentar todos los beneficios de la RNAV en conjuncin con la no dependencia de un sensor de navegacin determinado. Para todas estas aplicaciones, el GNSS ser sin duda alguna el elemento tcnico clave del xito. Racionalizacin de la infraestructura De forma similar, Eurocontrol tambin ofrece en su estrategia de navegacin unas lneas generales en cuanto a la planificacin del despliegue/retirada de la infraestructura de navegacin para todas las fases de vuelo. Por supuesto las fechas son orientativas y deben utilizarse como declaracin de intenciones que los Estados deben considerar al realizar sus planificaciones.

Figura 4: Planificacin despliegue/retirada de infraestructura Observando la figura 4 puede comprenderse la importancia que tendrn en el futuro de la navegacin el sistema DME y los sistemas GNSS en sus distintas configuraciones. Se prev el uso del DME en la navegacin de rea, especialmente en el rea terminal por proporcionar exactitudes de 1 NM. Los sistemas GNSS sern utilizados en cualquier fase de vuelo 7 BRNAV: Navegacin de rea bsica. Exactitud 5NM en el 95% del tiempo de vuelo 8 PRNAV: Navegacin de rea de precisin. Exactitud 1NM en el 95% del tiempo de vuelo 9 RNP RNAV: Prestaciones de Navegacin Requeridas (Required Navigation Performance) RNAV. Aplicacin de navegacin en la que no se especifica el sensor utilizado.

Procedimientos futuros en el espacio areo terminal Si la implantacin de la navegacin de rea est suponiendo un cambio sustancial en la organizacin, diseo y gestin del espacio areo en general, donde realmente la situacin ser ms notoria es en el rea Terminal, en el cual la gestin del trfico es ms complicada por estar las aeronaves en vuelo de evolucin, es decir ascendiendo desde la fase inicial del despegue hasta incorporarse al vuelo en ruta o descendiendo desde sta hasta la fase de aterrizaje. La situacin que se prev en cuanto a los procedimientos de vuelo en el TMA en los prximos aos ser la siguiente: Procedimientos de salida instrumental (SIDs): Con aplicacin de la

PRNAV Procedimientos de llegada instrumental (STARs): Con aplicacin de la

PRNAV Transiciones al Localizador (desde el punto de finalizacin de las

llegadas hasta la aproximacin intermedia o final): Con aplicacin de la PRNAV (Vase figura 5).

Procedimientos de aproximacin instrumental: Convencionales, RNAV y RNP x RNAV, donde la x significa la exactitud requerida en millas nuticas.

Figura 5: Transiciones al Localizador. Ejemplo En un futuro un poco ms lejano se utilizar en todos ellos la aplicacin RNPxRNAV con unos valores de exactitud inferiores a 0,3 es decir inferiores a 0,3 NM. En resumen, el futuro ser:

a corto plazo: la RNAV en sus distintas aplicaciones a medio y largo plazo: la RNP RNAV

En estos momentos con el fin de normalizar conceptos relativos a la navegacin de rea se est desarrollando un nuevo concepto que es el de Performance Based Navigation (PBN) 10 dentro del mismo se incluyen la RNAV y la RNP, sin embargo debido a que el concepto an est en desarrollo y por ello sujeto a modificaciones, no se desarrollar en este texto. Procedimientos de aproximacin instrumental Previamente a la aparicin del GNSS los procedimientos de aproximacin se clasificaban en dos grupos, Precisin y No Precisin Los procedimientos de Precisin (PA) son los que disponen de guiado electrnico horizontal y vertical en la aproximacin final. La aeronave vuela el procedimiento utilizando el concepto de Altitud de Decisin (DA), es decir cuando se llega a ese punto si no se han obtenido las referencias visuales exteriores se interrumpe la aproximacin y se comienza la aproximacin frustrada. La figura 6 muestra este concepto.

OCA/HDA/H

RWY

AproximacinFinal

Aproximacin de Precisin

AproximacinFrustrada

Figura 6: Aproximacin de Precisin La aproximacin de No Precisin (NPA) es aquella en la que solo existe guiado horizontal en la aproximacin final, utilizndose por ello el concepto de mnima altitud de descenso (MDA). La aeronave sin guiado vertical desciende hasta esta altitud, continua en vuelo horizontal hasta el punto de aproximacin frustrada, llegado al cual si el piloto no ha obtenido las referencias visuales exteriores se interrumpe la aproximacin comenzndose la aproximacin frustrada. La figura 7 muestra este concepto.

10 Performance Based Navigation: Este es un nuevo concepto promovido por la OACI para armonizar y clarificar el concepto de Prestaciones de Navegacin Requerida (RNP) dentro de un escenario RNAV.

Figura 7: Aproximacin de Precisin

OCA/H

MDA/H

RWY

AproximacinFinalAproximacin

Frustrada

Aproximacin de No Precisin

Con la aparicin del GNSS se comenzaron a analizar las posibilidades de este sistema para soportar aproximaciones instrumentales. El sistema ofreca guiado horizontal y vertical, sin embargo sus prestaciones operacionales no eran suficientes para que se pudiesen realizar con l aproximaciones de Precisin. Se decidi por ello incluir una nueva categora de las aproximaciones la cual se denominara en un principio procedimientos NPV (Non Precision Approach with Vertical Guidance), Aproximacin de No Precisin con Guiado Vertical. Dado que esta denominacin contena conceptos opuestos (No precisin implica sin guiado vertical), se decidi sustituir el trmino NPV por el de APV (Approach Procedure with Vertical Guidance) Procedimiento de Aproximacin con Guiado Vertical, trmino que se mantiene en la actualidad. En la figura 8 se muestra la nueva clasificacin de los procedimientos de aproximacin, si bien es cierto que en estos momentos se est trabajando mucho en este campo existiendo ciertos desacuerdos entre los expertos, por lo que la clasificacin final puede ser algo diferente.

Sistemas de Navegacin Procedimiento de Aproximacin

Convencional Navegacin de Area RNAV

No Precisin NPA NDB VOR LOC

VOR/DME DME/DME

GNSS Bsico

APV-I -------

Guiado lateral: Igual a NPA.

Guiado Vertical: VNAV-Baro

SBAS GBAS

Aproximacin con guiado vertical

APV-II ------- SBAS GBAS

PA-I ILS MLS SBAS GBAS

PA-II ILS MLS GBAS Precisin

PA-III ILS MLS GBAS

Figura 8: Aproximacin de Precisin

En la figura 8 se muestran las tres categoras NPA, APV y PA. Dentro de las APV existen dos tipos de procedimientos APV I y APV II, los cuales se refieren a distintas prestaciones operacionales, de forma similar a las categoras I, II y III de las de Precisin. En la misma figura se incluyen los sistemas que podrn soportar cada uno de los procedimientos, llamando la atencin que si el futuro es la navegacin de rea, los procedimientos sern realizados utilizando algn elemento del GNSS. Nueva Terminologa en las IACs La utilizacin del GNSS en los procedimientos de aproximacin instrumental ha suscitado la necesidad de definir nuevos mtodos y trminos, en particular en lo relativo a la publicacin de los valores de la OCA/H11 segn el tipo de guiado disponible. En la figura 9 se muestra el mtodo para publicar los valores de la OCA/H en un procedimiento convencional de no precisin. En la tabla inferior izquierda de la figura se muestra para las categoras de aeronave A, B, C y D el valor de la OCA/H que en el ejemplo es 2330/400 pies.

OCA/H

MDA/H

RWY

AproximacinFinalAproximacin

Frustrada

Aproximacin de No Precisin

Figura 9: Publicacin de la OCA/H en un NPA

11 OCA/H. Altitud/Altura de franqueamiento de obstculos. Es la altitud o altura por debajo de la cual no se podr continuar la aproximacin en condiciones instrumentales.

Actualmente, al disponerse de nuevos medios tcnicos los cuales proporcionan tambin distintos niveles de prestaciones, se est trabajando para normalizar la publicacin del valor de la OCA/H en un entorno RNAV segn el tipo de guiado ofrecido en la aproximacin. Segn se muestra en la figura 10 se propone utilizar tres nuevas lneas12 en la tabla de la OCA/H.

LNAV (Lateral Navigation) corresponderan al valor de la OCA/H cuando solo existe guiado lateral. Dentro de esta clase existen a su vez dos subgrupos

o Con perfil vertical volado manualmente, equivalente a un

procedimiento de no precisin y utilizando el concepto de MDA/H descrito anteriormente. El guiado lateral sera ofrecido por GPS + RAIM13 o SBAS.

o Con perfil vertical volado automticamente. A efectos de diseo

del procedimiento es un procedimiento de no precisin, con la diferencia de que se vuela bajo el concepto de DA en lugar de MDA. Los sistemas que pueden utilizarse para el guiado lateral son los mismos que en el caso anterior y para el guiado vertical se puede utilizar la informacin procedente el baroaltmetro. Como el procedimiento se vuela bajo el concepto DA debe aumentarse el valor de la OCA/H para considerar la prdida de altura al iniciar la frustrada.

LNAV/VNAV (Lateral/Vertical navigation). Esta lnea de la tabla

correspondera a un procedimiento con prestaciones APV (existe guiado vertical). El procedimiento se calcula como APV, se vuela con concepto DA y los sensores que se utilizan para el guiado lateral son GPS+RAIM o SBAS y para guiado vertical la informacin baromtrica. En Estado Unidos para el guiado vertical tambin se utiliza el SBAS.

LPV (Localizer Performance with vertical guidance). Es un procedimiento

en el cual el guiado lateral tiene las mismas prestaciones que el proporcionado por el Localizador del ILS, siendo en este caso proporcionado por el SBAS. El perfil vertical se vuela automticamente utilizando para ello la informacin obtenida del SBAS. Es un procedimiento con prestaciones APV volado con el concepto DA.

12 Esta propuesta est en estudio por lo que no se descarta que exista alguna modificacin en el sentido de ampliar con alguna lnea ms. 13 RAIM: Receiver Autonomous Integrity Monitoring. Funcin del receptor para asegurar el

cumplimiento de la integridad.

En la IAC Volado como Performance MDA/DA Sistemas LNAV Sistemas

VNAV

LNAV con perfil vertical volado manual. MDA N/A

LNAV LNAV con perfil vertical volado automtico. Usa Baro como sensor

NPA

MDA volado como DA

GNSS (GPS + RAIM

o SBAS) Baro as Advisory

LNAV/VNAV APV/Baro VNAV, perfil vertical automtico. Altura baromtrica como sensor en el FMS

APV DA GNSS

(GPS + RAIM o SBAS)

Baro o SBAS (USA)

LPV APV/SBAS con perfil vertical automtico. Altura geomtrica como sensor.

APV DA GNSS (SBAS) GNSS (SBAS)

Figura 10: Significado de las nuevas lneas en las cartas de aproximacin Un ejemplo de aplicacin de esta nueva forma de publicar los valores de la OCA/H se muestra en la figura 11. Esta carta corresponde a un procedimiento con prestaciones APV utilizando como sensor de guiado lateral el GNSS o el DME/DME y como guiado vertical la informacin de altimetra baromtrica. Este procedimiento fue realizado dentro del 5 Programa Marco de la Comisin Europea en el proyecto denominado APPROVE.

OCA/HDA/H

RWY

AproximacinFinal

Aproximacin de Precisin

AproximacinFrustrada

APV

Figura 11: Proyecto APPROVE. AD Sevilla, Procedimiento APV

Conclusiones A lo largo de este texto se ha querido resaltar como la aparicin de los sistemas de posicionamiento por satlite est modificando el concepto de los procedimientos de navegacin area. Desde sus inicios, en los que no se tena experiencia en la utilizacin de los mismos, hasta el momento actual en el que habindose aprendido muchsimo se es consciente del largo camino que queda por recorrer. Durante este tiempo se ha avanzado principalmente en la mejora de las prestaciones de las constelaciones bsicas, lanzando satlites de nueva generacin los cuales cubren parte de las deficiencias de sus predecesores. Se ha lanzado un nuevo proyecto de sistema de posicionamiento global, el Galileo. En la especificacin de este sistema se ha utilizado la experiencia adquirida con los sistemas GPS y GLONASS proporcionando soluciones a sus limitaciones y principalmente identificando los servicios que los usuarios necesitan. El sistema Galileo est en fase de despliegue, habindose puesto en rbita con xito en estos momentos el primer satlite, el cul formar parte de la constelacin final. Por otro lado, se han desarrollado las especificaciones tcnicas y operacionales de la aumentacin SBAS, siendo al da de hoy sistemas disponibles, entre ellos el EGNOS (Sistema Europeo) y el WAAS (Sistema Americano). La aumentacin GBAS aunque tambin se ha desarrollado en gran medida, an no ha sido certificada para las aproximaciones de precisin de categora I; no obstante se espera que en breve tiempo se consiga este hito. Las categoras II y III debern esperar an algunos aos hasta verse implantadas. La utilizacin de estos sistemas en la navegacin area no ha hecho ms que empezar. Se est en la fase de adquisicin de experiencia, que por otro lado es un aspecto esencial si la implantacin quiere hacerse con seguridad. Como conclusin final cabe mencionar que en estos momentos no se est en disposicin de fijar fechas en cuanto a retirada de los sistemas tradicionales o si todos ellos se retirarn, lo que no cabe duda es que los sistemas de posicionamiento por satlite jugarn un papel esencial en los futuros procedimientos de navegacin area. Bibliografa

AIP Espaa Documentos de Trabajo del Grupo de Aproximaciones RNAV (RAFG

RNAV Approaches Focus Group) Eurocontrol.

Performance Based Navigation Manual, Vol I & II. Draft Version 1.1 RNP Special Operational Requirements Study Group (RNPSORSG). OACI, February 2006.

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Marzo 1999 Utilizacin del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) como

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Proyecto APPROVE. 5 Programa Marco. Comisin Europea

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GLONASS: Sistema de Navegacin por Satlite explotado por laEl ABAS es una aumentacin para proporcionar datos de navega