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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIÓN UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA Trabajo Fin de Grado Estudio y análisis de los sistemas de radionavegación en aeropuertos AUTOR: Yaroslav Marchukov DIRECTOR(ES): Juan pascual Garcia julio 2012 Estudio y análisis de los sistemas de radionavegación en aeropuertos Autor Yaroslav Marchukov E-mail del Autor yarikm@hotmail. es Director(es) Juan Pascual García E-mail del Director Título del TFG 2012 5 p Grado en Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación Departamento de Tecnologías de la Información y
Comunicaciones Julio – 2012 página 1 NDICE 1. INTRODUCCIÓN 3 2. ILS (Instrument Canding System) 2. 1 . Localizador………………… 5 2. 2. Senda de planeo . 7 3. MLS (Microwave Landing System). 3. 1. Principio de funcionamiento 9 3. 2. Ventajas frente a ILS — 10 4. PAR (Precision Approach Radar) „ . 12 5. DME (Distance Measuring Equipment) — . 14 6. VOR (VHF omnidirection Navigatlon) . „ 18 8. LORAN (Long RAnge Navigation) . 20 9. Conclusiones — 22 10.
Bibliografía . 24 Página 2 En el año 1902 se patentaba el primer sistema de detección de dirección. Dicha atente la realizaba John Stone Stone, un famoso inventor de la época sobre todo por su trabajo en la telegrafía inalámbrica. Su intención era crear un sistema capaz de detectar la dirección de la cual proced(a un mensaje enviado. Estaba pensado para transmisiones de largo alcance, de entre 20 y 70 millas, que pretendía poder ser utilizado sobre todo en los barcos.
Este invento era innovador, ya que era un sistema de localización más eficiente frente a condiciones meteorológicas desfavorables que los sistemas usados en aquella época [1]. A partir del año 1930, este invento fue implementado y esarrollado por el cientifi 3 OF as escocés Robert Watson-W sterior uso por parte de la (RDF), y que más tarde iba a conocerse como RADAR A lo largo de la Segunda Guerra Mundial tuvo una gran importancia, ya que permitió adquirir ventaja táctica de las fuerzas aéreas inglesas frente al ejército alemán, pues se podía conocer la posición del enemigo.
De esta manera, los sistemas de radionavegación toman un papel fundamental durante la época y los distintos países comienzan a desarrollar el suyo propio: Alemania desarrolla sistemas de radionavegación para bombarderos nocturnos, en 1942 el Reino Unido desarrolla el sistema GEE (primer sistema hiperbólico)y EEUU crea LORAN (el cual todavía está en uso). A raíz de su gran utilidad durante el transcurso de la guerra, los radionavegación fueron adaptados a su uso civil.
A lo largo de las siguientes décadas fueron creados algunos sistemas para la ayuda de aproximación y de aterrizaje de aeronaves, de los cuales algunos siguen en uso. Entre los más importantes se pueden destacar Sistema DECCA: creado en el año 1945, utilizado sobre todo para uso marítimo. por satélite creado en 1969 y en funcionamiento hasta 1996. Sistema GPS: operatividad completa del sistema en el año 1 995, sustituyendo a TRANSIT.
Así pues, en el presente trabajo fin de grado se va a hacer un estudio de los sistemas de ayuda la aproximación aterrizaje, denominados sistemas radionavegación aérea, que son utilizados en los sistemas de comunicaciones en los aeropuertos. Se realizará, s OF as roducción, un breve una serie de aterrizajes sentado en el asiento trasero con la cabina completamente cubierta y guiándose exclusivamente con los instrumentos de abordo. Podemos decir que había comenzado l aterrizaje instrumental, que permitía ayudar a los pilotos a realizar maniobras ante unas situaciones meteorológicas desfavorables [3].
Como ya se ha mencionado se trata de un sistema de aterrizaje instrumental. Es el sistema de ayuda a la aproximación y el aterrizaje establecido por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) como sistema normalizado en todo el mundo. Define una trayectoria rectilínea de débil pendiente dada por la intersección de dos superficies más un sistema de Información de la distancia a la pista Todo sistema ILS está formado por los siguientes elementos [8]: Localizador: define el plano vertical en el eje de la pista.
Senda de planeo (GS, glideslope): define el plano de descenso. DME (Distance Measuring Equipment): informa de la distancia a la interrogando a la estación terrestre (este elemento será descrito con mayor profundidad a lo largo de siguientes). análisis de los sistemas de radionavegación en aeropuertos El array localizador se coloca a unos 300m aproximadamente del final de la pista y suele estar formado por conjuntos de 8, 14 0 24 antenas direccionales. El equipo opera en la banda de frecuencias comprendida entre los 108. MHzy111. 75 MHz (según se establece en el Anexo 10 de OACI). Las señales de navegación transmitidas consisten en dos tonos: uno de go Hz y otro de 150 Hz, que modulan en AM a la portadora con un porcentaje de modulación del 20% cada uno de ellos. Estas señales pueden ser tres [4][5]: CSB (Carrier Side Band): señal resultante de la suma de los dos tonos (90 150). SBO (Side Band Only): señal resultante de la resta de los dos tonos. CLR (Clearance): se transmite con 8 kHz de diferencia respecto a la frecuencia de trabajo del localizador.
Sirve de relleno para evitar que las eronaves intercepten falsos nulos y se crea el estar 7 as interceptando el ele de observador se encuentre mirando al Localizador desde el umbral, a su derecha predominará el tono de 1 50 Hz y a su izquierda el de 90 Hz (Figura 1) Además de las señales de navegación, el Localizador transmite el indicativo de la estación ILS consistente en dos o tres letras en código Morse. Esta información se transmite modulando en amplitud a la portadora con un tono de 1020 Hz [4].
El rango de recepción del localizador es próximo a los 50 km Figura 1: Diagrama de radiación del localizador entro de los grados a cada lado del eje, y unos 25 km en un sector de ±35 0 Página 6 El receptor embarcado en las aeronaves, suele ser un receptor de VHF superheterodino, el cual recibe y procesa la señal aplicándose la resultante a un medidor diferencial llamado CDI. Cuando la diferencia es cero, la agua vertical del CDI se posiciona en el centro indicando que la aeronave está situada sobre el eje de la pista.
Además el CDI dispone de un indicado adicional llamado bandera, el cual sólo se activa para avisar que el nivel de señal que se recibe es demasiado bajo y la 8 OF as medida mostrada en el CD rada punto de contacto sobre la pista. El sistema transmisor de senda de planeo está constituido por un conjunto de antenas (normalmente dos o tres) situadas en vertical sobre un mástil y que se Sitúa a unos 300 m del principio de la pista y separado 120 m (aproximadamente) del eje de la misma.
Cabe destacar que las antenas utilizan el terreno que se encuentra frente a ellas como plano de reflexión, por lo cual el terreno forma parte del sistema y su influencia en la señal obtenida es muy importante como veremos más adelante Su principio de funcionamiento es semejante al del sistema ocalizador. Al igual que antes las señales están formadas por dos tonos de 90 y 150 Hz que modulan en AM a la portadora, con la diferencia que el porcentaje de modulación en este caso es del 40% cada uno de ellos [4].
La senda de planeo trabaja en una banda de frecuencias de 328. 6 a 335. 4 MHz, estando sus frecuencias apareadas con las del sistema localizador según se establece en el Anexo 10 de OACI [5]. El rango de operación es de unos 18 km en un sector de a cada lado del eje de pista y hasta un ángulo de 5. 250 en vertical. Página 7 as Figura 2: Trayectoria de ap uperficie de aproximación cónica con vértice en la base del mástil y perpendicular al plano de reflexión.
Mediante la intersección de esta superficie cónica y el plano vertical del localizador se obtiene la verdadera trayectoria de aproximación, como se puede apreciar en la Figura 2 [4][7]. Página 8 3. MLS (Microwave Landing System) Como su propio nombre indica se trata de un sistema de aterrizaje por microondas. Su funcionamiento es muy semejante al del ILS, salvo que opera en un rango de frecuencias de entorno de los 5 GHz. El sistema MLS surge como un sustituto del ILS, con el fin de aliar las limitaciones de su antecesor.
En el año 1986 se formó un comité especial dentro de la Comisión Radiotécnica para la Aeronáutica (Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA) que representaba tanto a autoridades civiles como militares y que intentó definir los requisitos y las especificaciones de un nuevo sistema de aproximación y aterrizaje. Cuatro años más tarde la ICAO comenzó un proceso de selección. Las propuestas más destacadas fueron una por parte de EE. UU denominada Time 0 DF 25 Reference Scanning Beam ritánica llamada Doppler
