Breve historia de las radioayudas a la navegación aérea

Los precursores

En 1865, James Clerk Maxwell publicó "Una teoría dinámica del campo electromagnético". Dentro de esta obra, describió las ondas electromagnéticas (ondas de radio) con un conjunto de fórmulas conocidas como las “Ecuaciones de Maxwell”. En la misma publicación también asumió que la luz es un tipo de onda electromagnética. 21 años después (1886), Heinrich Rudolf Hertz fue la primera persona en demostrar de manera concluyente la existencia de ondas electromagnéticas mediante instrumentos que transmitían y recibían pulsos de radio. Por lo tanto, pudo demostrar la existencia de las ondas electromagnéticas descritas por las ecuaciones de Maxwell. 

Los experimentos de Hertz provocaron un gran interés en la investigación de radio que finalmente produjo telegrafía inalámbrica, radio y televisión. Por su importancia, en 1930, la nueva unidad de frecuencia fue nombrada "Hertz" en honor a su descubridor. La expresión "onda electromagnética" se suele utilizar en los ámbitos académicos y describe mejor el carácter físico de las ondas de radio. Sin embargo, la expresión "onda de radio" se usa con más frecuencia en la aviación y es por ello que aquí se utilizará indistintamente. 

En 1884 aparece la radiotelegrafía, con la introducción del código Morse, lo que abre las puertas a la comunicación a distancia. Los primeros experimentos para detectar la dirección desde la que venían las ondas de radio (RDF o Radio Direction Finder) se llevaron a cabo en 1888 cuando Heinrich Hertz descubrió que con un cable a modo de antena podría calcularse la dirección de la transmisión. Cuando la antena se alineaba de manera que apuntaba a la señal, producía la máxima ganancia y daba una señal nula cuando estaba de frente. Esto significaba que siempre había una ambigüedad en la ubicación de la señal ya que siempre se obtendría el mismo resultado tanto si la antena estaba situada de frente o de espaldas. Posteriormente se refinaron las antenas y los procedimeintos para que no existiera la ambigüedad. Estos experimentos no pudieron ser probados en los aviones hasta mucho más tarde. 

El español que inventó la radio

Se acepta generalmente que Marconi fue el inventor de la telegrafía sin hilos. La eficacia de este sistema fue probada en diciembre de 1901, pero Marconi no trabajó en la radio hasta 1913, tal y como señala él mismo en un documento de la época.  Existe más controversia con el origen de la radiotelefonía, que normalmente se atribuye a varias personas, como John Ambrose Fleming o Lee de Forest entre otros. De todos ellos destaca el inventor español Julio Cervera Baviera, quien según el escritor Ángel Faus fue el verdadero inventor de la radiotelefonía.

Julio Cervera Baviera trabajó con Marconi en Londres y a su regreso a España desarrolló los principios de la radiotelefonía. El autor afirma que fue el comandante Cervera, junto con su ayudante George Kemp, los que en 1899 resolvieron las dificultades de la telefonía sin hilos. Cervera obtuvo sus primeras patentes antes de que terminara ese año. Julio Cervera constituyó el 22 de marzo de 1902 la Sociedad Anónima Española de Telegrafía y Telefonía sin Hilos ante el notario de Madrid Antonio Turón y Boscá.

Angel Faus subraya asimismo que Cervera aportó a la sociedad sus patentes para la radiotelefonía sin hilos obtenidas a su nombre en España, Bélgica, Alemania e Inglaterra. Al respecto, explica que “las inglesas son significativas ya que se consiguieron sin oposición de Marconi y su entorno empresarial, lo que indica que se trata de un sistema distinto”, y sostiene que esto le convierte en “pionero indiscutible de la radiotelegrafía en España y la radiotelefonía en el mundo entero´´. Las patentes de Cervera son cuatro años anteriores a los primeros diseños del audión de Lee de Forest y también al funcionamiento del robot teledirigido de Leonardo Torres Quevedo en París. En agosto de 1899 Cervera presentó, además, la patente del telemando de equipos y sistemas, el mando a distancia tan común en aplicaciones civiles y militares.

La radio llega a los aviones

En abril de 1915, el capitán J.M. Furnival fue la primera persona en escuchar una voz desde tierra cuando el mayor Prince dijo: «Si pueden oírme ahora, será la primera vez que se comunique una voz a un avión en vuelo». En junio de 1915, la primera transmisión de voz aire-tierra del mundo tuvo lugar en Brooklands (Inglaterra) a lo largo de unas 20 millas (la transmisión tierra-aire se realizó inicialmente mediante Morse, pero se cree que para julio de 1915 se lograron las comunicaciones de voz bidireccionales). A principios de 1916, la Compañía Marconi (Inglaterra) comenzó la producción de transmisores/receptores de radio aire-tierra que se utilizaron en la guerra de Francia.

Aplicaciones de las ondas de radio a la navegación

Al principio el vuelo fue visual con reconocimiento del terreno, (carreteras, postes de teléfono, edificios, vías férreas, etc.). Esto es lo que se conoce como navegación observada. Muchos pilotos solían usar mapas de carreteras para la navegación. Lógicamente solo se podía volar en días con buen tiempo y por las noches siguiendo las técnicas de navegación astral introducidas por la marina. En las inmediaciones de los aeródromos solo se podía utilizar señalización de tipo visual. Un paso más allá de la navegación observada fue la navegación a la estima. En este tipo de navegación, el piloto determina la posición de la aeronave en relación con la dirección, distancia y tiempo transcurrido desde el paso sobre una posición conocida hasta la posición actual. Los dos únicos instrumentos para ello eran la brújula y el cronómetro.

En la década de 1910 se utilizan hogueras y faros para poder aterrizar por las noches. La implicación del estamento militar durante la gran Guerra dio lugar a muchos avances en el campo de la aeronáutica y de la navegación en general. De esta manera comenzó el servicio postal aéreo de los Estados Unidos (15 de mayo de 1918, volado por pilotos del Ejército). En 1919, Alcock y Brown cruzan por primera vez el Atlántico sin escalas a los mandos de un bimotor Vickers Vimi (Ilustración inferior).

Debajo se puede ver a W.G. Wade recibiendo señales de un bobinado de cobre a modo de antena que se solía usar para indicar la dirección en Kennsington Maryland field (USA) en 1919. El ingeniero británico Frank Adcock patenta en 1919 las antenas que llevan su nombre. Este dispositivo es un conjunto de antenas que consta de cuatro elementos verticales equidistantes que pueden utilizarse para transmitir o recibir ondas de radio e identificar la dirección de la transmisión. Inicialmente fue un sistema concebido para frecuencias en LF y más tarde MF. Con el tiempo se adaptó también para VHF y UHF. 

En los años 20, durante operaciones con mal tiempo y nocturnas, se empezaron a usar las mangas del viento, las luces de los límites del aeropuerto y los faros rotatorios montados en torres. Se empiezan a iluminar ciertas rutas importantes. Debajo se puede ver uno de los primeros faros aeronáuticos en Europa. Se trata del faro de Le Perthus en la línea Barcelona-Perpignan-Toulouse. Inicialmente estaban destinados a los vuelos de correos, tal como nos cuenta Saint-Exupéry en su fantástico libro Vuelo nocturno. Estos faros eran iluminados poco antes del paso del avión, generalmente por un habitante local (maestro, jardinero, molinero) que recibía la solicitud por correo o telegrama.

 En esta década también se introducen la brújula y el altímetro barométrico, el anemómetro y el reloj. En los aeródromos se estandariza el uso de mangas y el balizamiento de las pistas.

Durante las décadas de los 20 y 30 un joven piloto que trabajaba para Varney Air Lines empezó dibujando una especie de cartas aeronáuticas para su uso personal. Estas cartas, aunque muy rudimentarias, incluían mucha información interesante para cualquier piloto, como por ejemplo los teléfonos de los granjeros sobre los que pasaba la ruta trazada.

Estos podían informar del tiempo meteorológico y confirmar la posición. Con el tiempo otros aviadores fueron aportando datos interesantes y la información se recopiló en un libro con tablas y esquemas. Todo el mundo vio rápidamente los beneficios de usar estas tablas y el joven piloto empezó a vender copias por 10 dólares. Este hombre se llamaba Elrey Borge Jeppesen y en 1934 fundó la compañía que lleva su nombre. 

Durante los 20 y los 30 también se desarrolla la radio comunicación en dos direcciones (mensajes de información meteorológica y petición de ayuda a la navegación). Las frecuencias que se utilizaban eran la LF y MF. Una de las lecciones aprendidas durante la primera contienda mundial es el uso de la FM en vez de la AM. En 1923 se comienza la emisión de señales horarias por radio. Durante estos años surge el radiogoniómetro y la radiogoniometría, que no es más que el uso de señales de radio (comerciales o aeronáuticas) para guiarse hacia las torres transmisoras. Son estos procedimientos los que se consideran realmente como las primeras emisiones de ondas de radio para ayudas a la navegación (Radio Marker Beacons, 4-course radio range system). 

Aparecen los radiofaros (radio ranges o RNG) para indicar puntos fijos que definen rutas. En 1929 se lleva a cabo el primer vuelo real y completamente instrumental de la historia (en 1927 se habían efectuado otros vuelos parcialmente instrumentales). El osado aviador que voló a ciegas su Consolidated NY-2 Husky totalmente capotado era ni más ni menos que Jimmy Doolittle. Este pionero sirvió como oficial de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. Obtuvo la Medalla de Honor por su valentía y liderazgo como comandante de la famosa Incursión Doolittle que dio lugar a la famosa película 30 segundos sobre Tokio.  Debajo se puede ver al aviador y su cockpit con la capota replegada.

A principios de la década de 1930, la antena de Adcock (que transmitía en las bandas LF/MF) se convirtió en una característica clave del sistema de navegación por radio para aviación recientemente creado. Esta red de radio de baja frecuencia (LFR) también llamada "Adcock Radio Range" consistía en cientos de conjuntos de antenas Adcock diseminados en un área muy grande.

En aquel entonces se utilizaron estas antenas para definir las vías aéreas utilizadas por las aeronaves en vuelo instrumental. El LFR se mantuvo como la principal tecnología de navegación aérea hasta que fue reemplazado por el sistema VOR en las décadas de 1950 y 1960.

En 1935 aparece la radiotelefonía en dos direcciones usando la HF y la UHF. En la misma década de los 30 aparecen los radiofaros, como el VOR y el NDB y la radionavegación se empieza a desarrollar mucho más deprisa con la invención del RADAR (1938) y la aplicación de sistemas basados en ondas de radio. De esta forma surgen los famosos sistemas de navegación hiperbólicos, tales como el LORAN y el OMEGA. 

• OMEGA: Fue realmente el primer sistema de radionavegación global para la aviación, desarrollado por los Estados Unidos en cooperación con otras seis naciones amigas. una cobertura global utilizando solo 10KW de potencia irradiada. Había nueve estaciones Omega en total. 

• LORAN : Es un sistema de ayuda a la navegación electrónico hiperbólico que utiliza el intervalo transcurrido entre la recepción de señales de radio transmitidas desde tres o más transmisores para determinar la posición del receptor. La versión más moderna es LORAN-C que funciona en frecuencias del espectro electromagnético entre 90 y 100 Khz . El uso de LORAN ha desaparecido casi por completo debido al GPS. 

El radar merece una mención aparte en otro artículo. Por ahora basta decir que el invento del radar no se puede atribuir a un país o persona en concreto, sino que fue el resultado de diversas investigaciones y descubrimientos que dieron lugar a este sistema. Aquí se puede ver un anuncio del radio compas Kolster (1930).

El salto tecnológico de la IIGM

En las décadas de los 40 aparece el ILS de forma generalizada. En 1929 se hace la demostración del primer sistema de aterrizaje por instrumentos, pero es en 1946 cuando la OACI provisionalmente selecciona el ILS como radio ayuda para los aterrizajes en los aeropuertos internacionales (“Trunk airports”). Hoy en día el ILS tiene tres categorías definidas de acuerdo a la altura mínima de decisión y a la distancia visual: CAT I, CAT II y CAT III. Aparecen el radar altímetro y el radio altímetro, el DME y el radar meteorológico. Para larga distancia aparecen los sistemas SOL, que son los precursores del famoso CONSOL (Sonne en alemán). También durante la II GM se desarrolló el LORAN y otros sistemas de navegación hiperbólica, como el famoso DECCA. El sistema DECCA utilizaba la comparación de fase de bajas frecuencias (70 a 129 kHz) para calcular la posición, a diferencia de los sistemas basados en intervalos de tiempo de impulsos como el Gee (creado por los británicos para la RAF) o el LORAN.

El RADAR se introduce en la aviación civil a partir de 1945. A partir de 1947 (creación de la ICAO) se posibilita el desarrollo homogéneo del sistema de navegación aérea. En la ilustración inferior se ve el cockpit de un B-36 con los instrumentos de la época.

Los años de posguerra

En los años 50, se establece el uso de los VOR para la creación de la estructura de aerovías. Las famosas “Victor Airways”, que todavía se usan hoy en día.  Los VOR se idearon para sustituir a los radiofaros y poder navegar con mayor precisión.

Arriba: Avenal VOR en una carta sectorial USA. Doppler VOR (debajo).

A finales de los 50 se desarrolla el primer sistema de navegación por satélite. Es el famoso TRANSIT precursor de los sistemas de posicionamiento global. El desarrollo comenzó en 1958.  Se lanzó un prototipo de satélite, Transit 1A, en septiembre de 1959. Un segundo satélite, Transit 1B, fue lanzado con éxito el 13 de abril de 1960 por un cohete Thor-Ablestar y las primeras pruebas se realizaron en 1960. El Transit entró en servicio en 1964. De finales de los 50 y principios de los 60 también es el famsoso TACAN o "tactical air navigation system" de uso militar, aunque parte del sistema puede ser utilizado por la aviación civil.

Años 60

Desde los años 60 el VOR se adopta en la OACI como base de la aviación civil y el DME se convierte en la radio ayuda básica para el cálculo de la distancia. En 1961 se establece el servicio regular (sintonización por el piloto), en la PBN el DME se usa en sintonización automática. (Auto-Tunning). De estos años también son los primeros intentos de guiado inercial. Se implantan los sistemas basados en radar secundario (SSR), que a su vez vienen de los famosos sistemas de identificación amigo/enemigo (IFF). El transponder o transpondedor, por ejemplo, es un sistema que establece una comunicación electrónica entre el equipo a bordo de la aeronave y la estación en tierra. Todos estos sistemas son herederos del Oboe británico. Dabajo se muestra un transponder clásico basado en los conceptos de radar secundario.

Este es un instrumento de medición de distancia clásico (DME) 

Una estación DME en tierra.

Los años 70

En los años 60 se desarrolla en los USA la navegación de área (RNAV), su puesta en práctica se realiza en los años 70 y se generalizará en los 80. Este moderno sistema de navegación dota a los pilotos de una gran flexibilidad a la hora de decidir la ruta que desean volar, ya que no se ven obligados a sobrevolar las radioayudas convencionales. 

Definición de RNAV: La "Navegación de área" (RNAV) puede ser definida como un método de navegación que permite a los aviones operar en cualquier rumbo deseado dentro de la cobertura de las radio ayudas o dentro de los límites de un sistema embarcado autónomo, o combinando ambos. En otras palabras, este sistema de navegación IFR nos permite elegir cualquier rumbo dentro de la cobertura de las ayudas en tierra, en lugar de volar directamente de una radio ayuda a otra.

En la década de los 70 el sistema de navegación inercial se aplica a la navegación aérea. En 1978 se lanza el primer satélite Navstar que daría lugar al GPS. El MLS se establece como un sistema independiente de aterrizaje de precisión alternativo al ILS. Debajo se puede ver una cabina de vuelo de un 747 clásico.

Controladores de ruta en Washington ARTCC

Años 80

La navegación de área se generaliza en todo el mundo, ya no es necesario volar de estación a estación. Se generaliza también el uso de los famoso Waypoints o puntos de ruta. Aparecen los primeros sistemas integrados FMS+IRS (también los GPS +IRS) y comienza la revolución del "Glass Cockpit", con AIBUS a la cabeza. Empiezan a llegar a las cabinas los ND o Navigation Displays, los PFD y la nueva simbología digital propia de los sistemas EFIS. También se desarrollan los sistemas de navegación con Bases de Datos para los sistemas FMS.

En 1983 el presidente Reagan declara que el GPS debe de ser autorizado para su uso civil después del derribo de un avión comercial (KAL007) por parte de la aviación militar de la URSS. En el año 2000 se produce la derogación sine die de la SA o Selective Availability (degradación intencional de la señal GPS). El Congreso de los Estados Unidos declara que la precisión del GPS se incrementa para su uso civil y que la degradación de la señal de forma intencional no se producirá más. En esta década surge también el sistema GLONASS que es el equivalente soviético del GPS. 

Actualidad

El concepto de navegación por satélite se amplía y ya se habla de sistemas GNSS. Un sistema GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) es un conjunto de satélites que transmiten señales para permitir la localización y navegación precisas en cualquier lugar del mundo. Es un término general que engloba a varios sistemas de navegación, como el GPS (EE.UU.), Galileo (Europa), GLONASS (Rusia) y BeiDou (China). Para determinar una posición, un receptor GNSS necesita recibir señales de al menos cuatro satélites y utiliza el principio de la trilateración para calcular la latitud, longitud, altitud y tiempo. 

Para evitar errores y aumentar los parámetros de preción, integridad, disponibilidad y continuidad, se desarrollan los conceptos de aumentación de la señal. Conceptos como el GBAS, ABAS, RAIM, y otros como EGNOS (Europa), WAAS (EE.UU.) y LAAS serán tratados con detenimiento en otros artículos. Gracias a estos avances la navegación radioeléctrica futura se basará cada vez más en el uso de satélites y menos en estaciones terrestres.

De la RNAV o navegación de área (un método de navegación basado en el área comentado anteriormente), surge la llamada RNP (Required Navigation Performance), que incorpora además los requisitos de precisión y monitorización de errores. RNP es un subconjunto más avanzado y exigente dentro del concepto inicial de la RNAV.

También se pone en práctica el concepto de la PBN (Performance Based Navigation), que es un hito histórico en la aviación. Hay que hacer notar que, la PBN o navegación basada en prestaciones, no es ninguna clase nueva de sistema de aviónica. La PBN es una nueva forma de organizar el guiado de un avión (y el espacio aéreo) y también se puede considerar una evolución del concepto RNP (Required Navigation Performance) donde el piloto recibe alertas si los criterios de precisión e integridad disminuyen por debajo de los límites aceptados. 

Con la filosofía PBN se maximiza la utilización de la infraestructura de radionavegación estableciendo rutas, aerovías y procedimientos de aproximación y salida con trayectorias definidas y repetibles con gran nivel de precisión. Se hablará más en profundidad de todos estos temas en otros artículos.

En la actualidad son habituales las aproximaciones RNP basadas en GNSS + Aumento de la señal. Las rutas ya no dependen simplemente de sistemas de radioayudas. Gracias al aumento de precisión en la posición, las distancias verticales y horizontales se reducen para dar cabida al aumento del tráfico aéreo. Las rutas RNAV son predecibles y replicables por todos los aviones capaces de este tipo de navegación. Debajo se puede ver la comparativa entre las rutas de salida de un aeropuerto voladas antes de la navegación de área (RNAV) y después.

El término Navegación de área (RNAV) se define en el Anexo 11 de la OACI: Un método de navegación que permite la operación de la aeronave a lo largo de cualquier ruta de vuelo deseada dentro de la cobertura de ayudas de navegación terrestres o espaciales o dentro de los límites de la capacidad de las ayudas autocontenidas, o una combinación de estos. 

Debajo se muestra una ilustración donde se compara la navegación tradicional y la nueva RNAV.

Comparativa técnica entre el ILS, MLS y GLS (GBAS) 

1.- Exactitud real (vuelo A320, DLR):

    Desviación estándar en aproximación final:

• ILS: σ_LOC = 2.9 m, σ_GS = 1.9 m
• GBAS: σ_LAT = 0.1 m, σ_VERT = 0.4 m → guiado 5-7× más estable y con menos ruido .

2.- Flexibilidad de procedimientos:

• ILS solo permite linea recta; MLS y GBAS permiten trayectorias curvas, segmentadas o con GPA variables .

3.- Instalación y costes:

• ILS necesita dos transmisores calibrados por extremo de pista.
• MLS requiere antena de barrido por cada sentido.
• GBAS utiliza una sola estación para todo el aeropuerto y puede definir hasta 26 procedimientos distintos .

4.- Categorías de precisión:

• ILS: CAT I/II/III plenamente operativas.
• MLS: CAT I-III aprobadas teóricamente; pocos aeropuertos equipados.
• GBAS: CAT I aprobada (ICAO Annex 10); estándares CAT II/III en desarrollo, con validaciones de 2023-25 .

5.- Riesgos:

• ILS/MLS: interferencias locales, reflexiones, terreno.
• GBAS: dependencia GNSS; puede verse afectado por jamming/spoofing, aunque los monitores de integridad alertan en segundos .

Tendencia

• ILS seguirá existiendo por su base instalada y certificación CAT III.
• MLS queda relegado a nichos militares.
• GBAS/GLS es el sistema preferido para nuevas pistas gracias a su precisión, flexibilidad y menores costes de mantenimiento; se espera certificación CAT II/III antes de 2030 .

Referencias para la comparativa:

•  Estudio DLR vuelos A320 – comparación ILS vs GBAS.
•  Wikipedia – ILS & GBAS infrastructure.
•  AviationHunt – Guía de aproximaciones y flexibilidad GBAS.
•  Artículo IJSRET – comparativa ILS/MLS/GBAS.
•  Airhead ATPL – precisión y ventajas operativas de GBAS.

Navegación tradicional Vs Navegación de área

La navegación tradicional:

• está relacionada con la precisión angular y la sensibilidad de visualización,
• depende de la altitud (altitud mínima en ruta, MEA),
• depende de la ubicación de la instalación de radio y
• se basa en una infraestructura costosa.

La navegación de área (RNAV; requiere un sistema informático adicional y capacidad de almacenamiento de datos. Ofrece:

• Gran precisión lineal y sensibilidad de visualización,
• estructura flexible de la vía aérea no vinculada a las ubicaciones de las instalaciones,
• establecimiento de rutas más directas que permitan reducir la distancia de vuelo
• establecimiento de rutas duales o paralelas para acomodar un mayor flujo de tráfico en ruta - establecimiento de rutas de derivación para aeronaves sobre áreas terminales de alta densidad de vuelo
• establecimiento de alternativas o rutas de contingencia sobre una base planificada o ad hoc
• establecimiento de ubicaciones óptimas para mantener patrones de vuelo repetibles
• infraestructura flexible no vinculada a un NAVAID específica
• reducción en el número de instalaciones de navegación terrestre
• Un sistema 2D RNAV es capaz de realizar RNAV en el plano horizontal.
• Un sistema 3D RNAV es capaz de realizar RNAV en el plano horizontal y en el plano vertical.
• System Un sistema 4D RNAV es capaz de realizar RNAV en el plano horizontal, en el plano vertical y tiene una función de temporización.

Todos los pilotos comerciales modernos deben de familiarizarse con la nueva terminología y tipos de aproximación. 

Las radioayudas a la navegación desde el punto de vista de su alcance

Corto alcance

• NDB (requiere infraestructura terrestre) (no se usa en PBN)
• VOR (requiere infraestructura terrestre)
• DME (requiere infraestructura terrestre)

Largo alcance

• Doppler (sistema autónomo) (no se usa en PBN))
• INS/IRS (sistema autónomo)
• GNSS (sistema pasivo, requiere de una constelación de satélites)
• Sistemas hiperbólicos (requieren infraestructura terrestre) (no se usa en PBN))

Dentro de la clasificación anterior se consideran los sistemas autónomos, embarcados o no dependientes de instalaciones en tierra (o el espacio), y los sistemas que necesitan una infraestructura exterior a la aeronave. En rojo se destacan los sistemas que no se utilizan en el concepto de la PBN debido principalmente a la cantidad de errores intrínsecos del sistema, a la falta de integridad o a una combinación de ambas. Es decir, no cumplen con los criterios de precisión, integridad y disponibilidad.

En el contexto de la PBN no se consideran los sistemas hiperbólicos ni los que se basan en el efecto Doppler embarcado. De la misma forma se ha descartado el uso de las estaciones NDB por ser poco precisas y muy sensibles a los errores producidos por fuentes externas. Como ya se viene diciendo a lo largo de este trabajo, la tendencia general es la de usar la navegación por satélite cada vez más. Esta navegación incluye en la actualidad las aproximaciones para el aterrizaje de no precisión.

Dentro de los aterrizajes de precisión destaca actualmente el GBAS. GLS es un sistema de aproximación que utiliza satélites (GNSS). A veces se conoce a este sistema con el acrónimo GBAS o sistema de aumentación de la señal GNSS por medio de otros sistemas en tierra. 

Un Sistema de Aumento Basado en Tierra (GBAS) garantiza la integridad de la señal recibida, de los satélites, por eso se dice que aumenta el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) (o cualquier otro, como el Glonass o el Galileo). El sistema proporciona correcciones a las aeronaves en las inmediaciones de un aeropuerto para mejorar no solo la integridad sino también la precisión de la señal satelital de navegación.

El objetivo de la puesta en marcha del GBAS es proporcionar una alternativa al Sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS) que garantice toda la gama de operaciones de aproximación y aterrizaje. Las instalaciones GBAS actuales ofrecen un servicio de aproximación de precisión de Categoría I (CAT-I). Los programas de trabajo de las autoridades de aviación civil se centran ahora en la validación de normas para un servicio de aproximación GBAS tipo D (GAST-D) (CAT-III mínimo). El programa calcula que un sistema GAST-D GBAS podría estar disponible ya en este mismo 2018. Aunque el GBAS/GLS utiliza satélites de posicionamiento al igual que las aproximaciones RNP, es importante darse cuenta de que no es parte de la PBN.

Debajo se pueden ver los mínimos de todos los sistemas.Los dos últimos no pertenecen a la PBN.

 

Para saber más:

1. Libros técnicos recomendados (nivel profesional)

“Avionics Navigation Systems” – Myron Kayton & Walter Fried (2ª ed.)

El libro más completo y riguroso sobre historia y funcionamiento de:

VOR, DME, NDB

ILS, MLS

Sistemas hiperbólicos (LORAN, Omega, Decca)

INS/IRS

GPS / GNSS

Integración y fusión de datos. Incluye fechas, diagramas, arquitectura, teoría de señales, errores y limitaciones.

“Principles of Avionics” – Albert Helfrick

Manual clásico para escuelas de aviónica.

Explica la evolución histórica de cada radioayuda.

Muy bueno para entender transiciones tecnológicas, causas y motivaciones.

“Global Navigation Satellite Systems, Inertial Navigation, and Integration” – Mohinder S. Grewal

Aunque centrado en GNSS/INS:

Incluye capítulos comparativos con radioayudas terrestres.

Explica por qué la navegación moderna reemplaza progresivamente radioayudas.

“Radio Navigation Systems for Airports and Pilots” – Andrew L. Gnau

Muy didáctico, accesible, pero técnicamente correcto:

Repasa cronología completa desde NDB hasta GBAS.

Es excelente como guía histórica y operativa.

2. Manuales oficiales (historia + normativa + operación)

Estos documentos oficiales son ideales para tener cronología, principios físicos, requisitos y evolución normativa.

ICAO – Annex 10 (Volumes I–III)

Historia resumida de cada radioayuda.

Estándares de funcionamiento, tolerancias, concepto operacional.

Explicación técnica muy fiable.

FAA – “Instrument Flying Handbook” (IFH) & “Instrument Procedures Handbook” (IPH)

Aunque más operacionales:

Repasan origen, función, limitaciones y uso actual de NDB, VOR, DME, ILS, RNAV, RNP, etc.

Muy útil para contrastar mitos y errores comunes.

FAA – “Radio Navigation Aids” (AC 90-97, 90-100 y posteriores)

Histórico, técnico y comparativo.

Explica por qué se retiran NDB/VOR y se adopta PBN.

3. Artículos técnicos y de divulgación avanzada

“The Evolution of Radio Navigation” – IEEE Spectrum

Excelente artículo sobre:

Radiofaros

Sistemas hiperbólicos

Era del radar

Transición al GPS

Muy bien escrito y con rigor.

Eurocontrol – “Navigation Domain” (White Papers)

Documentos que explican:

La transición europea hacia PBN

EGNOS y GBAS

Reducción de radioayudas tradicionales

Perspectiva histórica y económica

MIT Lincoln Laboratory – “History of GPS and its Predecessors”

Historia técnica del desarrollo militar/civil del GPS.

Cómo se integró en aviación.

4. Fuentes en español (de calidad)

ENAIRE – Manuales de Navegación Aérea

Historia de las radioayudas en España

Explicación técnica de DVOR, DME, ILS, GBAS

Documentos muy claros y profesionales.

AENA – Publicaciones Técnicas de Navegación

(Hay PDFs descargables)

Repaso histórico

Estado actual

Procesos de sustitución de radioayudas

Uso real en aeropuertos españoles