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Sistemas de navegación hiperbólicos
Los sistemas de navegación hiperbólica
• Son aquellos sistemas cuya técnica de localización de la posición de la aeronave se basa en la intersección de hipérbolas.
Características
Sistemas de largo alcance.
Utilización en vuelos
intercontinentales y transoceánicos.
Hipérbola
• La hipérbola es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya diferencia de distancias a los puntos fijos llamados focos es constante.
Funcionamiento
La aeronave consta del equipo necesario.Determine la
diferencia de las distancias que
separan 2 estaciones terrestres
Suponiendo que:
Las dos estaciones terrestres emiten
radiaciones electromagnéticas en
todas direcciones.
La aeronave recibe las ondas y determina la
diferencia de distancias que separan las estaciones.
Dado ese punto donde se localiza la aeronave se da por
hecho que esta se ubica en cualquier punto de la curva geométrica pero no se sabe
con exactitud en donde, por lo que se recurre a:
Se requieren dos hipérbolas (tres estaciones) para
minimizar la indeterminación a dos
posibles puntos.
O en dado caso tres hipérbolas para localizar a
la aeronave en un solo punto.
Con dos curvas sobra precisión para la
localización, ya que se descarta el punto que no
tienen sentido.
• Han existido diversos sistemas de navegación hiperbólicos, pero la mayoría ya no opera o en dado caso han sufrido modificaciones, tales como:
GEE
LORAN A
LORAN B
LORAN C
LORAN D
DECCA
OMEGA
Técnica de impulsos-tiempos
• Conociendo la velocidad de la propagación de las ondas electromagnéticas (c), se relaciona el tiempo medido con la distancia recorrida, mediante: donde
• Pero t0 representa conocer en el receptor el momento exacto en el que se produjo la transmisión, lo que hace complicada la ecuación.
• En el problema anterior desaparece este termino, debido a que se conoce una diferencia de las distancia de las dos estaciones.
• De esto surge la definición de la técnica “impulsos-tiempos”.
“Impulsos-tiempos”
• Consiste en la transmisión sincronizada de impulsos radioeléctricos desde dos estaciones terrestres.
Empieza la transmisión en un
tiempo t0.
“Estación maestra” “Estación esclava”
F2 recibe el impulso en:
Un instante después r (retardo de sincronización, que es el tiempo necesario para ajustar el sincronismo), la “estación esclava” transmite un impulso idéntico al
transmitido por la “estación maestra”.
La antena receptora P, recibe el impulso de la “estación maestra” y cuenta el tiempo transcurrido hasta que le llega el mismo impulso emitido por la
estación esclava .
Se observa como el segundo impulso llega a la antena receptora de la aeronave .
Se debe aclarar que las estaciones terrestres deben de estar ubicadas en la superficie terrestre y la antena receptora se sitúa a la altitud de vuelo de la aeronave.
GEE
• El “GEE” o “AMES tipo 7000” es un sistema de navegación extinguido desde hace mas de medio siglo. Fue hecho por la Gran Bretaña y utilizado durante la Segunda Guerra Mundial.
Datos generalesTécnica utilizada: Impulsos tiempos.
Los impulsos de frecuencia50 MHz
duraban 5 μs
Al tener una frecuencia relativamente alta (20 a 85 MHz), el alcance era
pequeño.
Se empleo para guiar barcos y bombarderos
británicos.
El sistema se agrupaba en cadenas de estaciones
formadas por una estación maestra y dos esclavas “A” y “B” .
Que estaban separadas una distancia
comprendida entre 80 y 160 kilometros.
Deja de funcionar en 1970.
Era muy deficiente en lanzamientos al blanco.
Fue sustituido por “OBOE” o “AMES tipo
9000”.
LoranLOng RAnge Navigation (navegación de largo
alcance).
Sistema electrónico hiperbólico.
Utiliza el intervalo transcurrido entre la
recepción de señales de radio.
Que se transmiten desde tres o más transmisores para
determinar la posición del receptor.
Disminución de frecuencia para conseguir un alcance mayor.
Características de LORAN.
Los 5 primeros transmisores LORAN creados durante la primera guerra mundial, se pusieron en servicio en 1943.
Actualmente también se emplea en navegación marítima. Es un sistema de radionavegación y es barato.
-1.000 km en tierra. - 2.500 km en mar.
Una cadena estaba compuesta por un a por una estación maestra, y tres esclavas, formando así tres pares de estaciones, (tres hiperbólicas).
La separación entre ellas es de 500
km
Tipos de LORAN
LORAN A
LORAN B
LORAN C
LORAN D
Loran C Única versión existente en la actualidad, fue introducida en 1957.
En el mediterráneo existe una cadena LORAN C, que su estación maestra se encuentra en Sicilia,
y sus estaciones esclavas, se localizan
en Gerona, Libia y Turquía.
Países que hacen uso de loran C
Dos técnicas de resolución hiperbólicas
Onda continua- fases
Se obtiene una gran resolución, pero introduce
la indeterminación del numero entero de longitud
de onda.
Impulsos -tiempos
Con esta técnica se conoce el número exacto de
longitud de onda.
Empleando las dos técnicas,
obtenemos dos operaciones de
funcionamiento
FUNCION BUSQUEDA (SEARCH): Se explota la técnica de impulsos- tiempos. Y se determina la diferencia de tiempos en
periodos completos.
FUNCION SEGUIMEINTO (TRACK): Se aplica la técnica de onda continua –fases.
Se consigue una línea de situación precisa, sobre el exceso de periodos completos
Todas las estaciones transmiten la misma frecuencia de 100 KHz (un solo canal) con impulsos de 200 µs, pero los pares se distinguen por una recurrencia o periodo de repetición de impulsos diferentes.
Recurrencias básicas.
SS: su valor básico es de 100 ms.
SL: su valor básico es de 80 ms.
SH: su valor básico es de 60 ms.
S: su valor básico es de 50 ms.
L: su valor básico es de 40 ms.
H: su valor básico es de 30 ms.
El periodo de repetición de impulsos de
SH3 es de 59.7 µs y se
calcula de la misma manera que el loran A.
FuncionamientoLa estación maestra emite ondas electromagnéticas
de radio que son captadas por el avión y por la estación esclava, la cual envía sus propias señales
hacia la aeronave.
La aeronave recibe ambos impulsos midiendo la diferencia de tiempos y fases y mediante un tratamiento electrónico extrae la diferencia exacta de distancia.
Esa diferencia de tiempo determinara una línea de situación que debido a la posición relativa de las estaciones maestra y esclava, y al recorrido que deba efectuar las ondas hasta llegar a la aeronave, tendrá la forma de una hipérbola. Puede estar situada en cualquier punto de la hipérbola. Pues en cada uno de sus puntos, la diferencia de tiempo en la llegada de las señales de las estaciones LORAN, es constante.
DECCA
• Sistema de navegación de larga distancia.• Fue desarrollado por los británicos.• Técnica de “onda continua-fases”.
• Sistema terrestre consta de cuatro estaciones.
• Se identifican de cuatro colores.• Las estaciones forman una cadena de
frecuencia.
Partes con las que consta
• Una antena.• Cuatro amplificadores.• Multiplicadores.• Tres comparadores de fase.• Indicador triple.
Carta de navegación
• Tres conceptos para la carta:ZonaCalleLínea
• Zona: nos da la anchura equivalente de la red.
Por ejemplo: una anchura de 14kHz es de unos 10 Km.
• Calle: la anchura que tiene depende le la zona:
24 calles en el par rojo. 18 calles en el par verde. 30 calles en el par púrpura.
• Línea: es la centésima parte de la calle: Línea roja tiene una anchura de 417/100 Línea verde tiene una anchura de 555/100 Línea púrpura tiene una anchura de 333/100
Decómetro