TEMA 4 PARTE 2.pdf

2.4.6 Derrota Se define la derrota como la proyección sobre el suelo de la trayectoria que ha seguido la aeronave al intentar sobrevolar una determinada ruta. Por lo tanto, es el resultado de la corrección de los distintos rumbos tomados por la aeronave para seguir su ruta. La derrota se debe princi...

2.4.6 Derrota Se define la derrota como la proyección sobre el suelo de la trayectoria que ha seguido la aeronave al intentar sobrevolar una determinada ruta. Por lo tanto, es el resultado de la corrección de los distintos rumbos tomados por la aeronave para seguir su ruta. La derrota se debe principalmente a los vientos, ya que no siempre es sencillo sobrevolar una ruta determinada y, generalmente, a lo largo de un vuelo se han de hacer sucesivas correcciones de rumbo para evitar abandonar la ruta. Representación de la derrota 2.5 Sistemas de referencia terrestre El trazado de un mapa requiere el establecimiento de un método que permita localizar puntos concretos de la superficie terrestre, para su posterior representación. Con este objetivo, se han desarrollado diferentes modelos matemáticos caracterizados básicamente por: 1. Un sistema de coordenadas, que permite posicionar puntos sobre el elipsoide. 2. Datum: Conjunto de parámetros que fijan el origen, la orientación y la escala del sistema de coordenadas con respecto a un elipsoide de referencia (un modelo asociado de la forma de la tierra). 2.5.1 Sistema de coordenadas geográficas El sistema de coordenadas geográficas es uno de los métodos más utilizados en la determinación de puntos sobre la superficie terrestre. Dicha localización se realiza mediante dos distancias angulares tomando como referencia una aproximación esférica de la Tierra: Longitud y Latitud.  Latitud: Se llama latitud de un punto de la superficie terrestre a la distancia angular, medida en grados sobre un meridiano, entre dicho punto y el Ecuador, que es la línea que se toma como origen de latitudes. Se mide en grados, minutos y segundos. Varía de 0º a 90º y puede ser: o Norte o positiva (N): si el punto se encuentra por encima del Ecuador. o Sur o negativa (S): si el punto se encuentra por debajo del Ecuador. Según la definición de latitud, los puntos situados sobre el Ecuador tienen como latitud 0º y los Polos tienen como latitud 90º, por tanto, todos los puntos de un mismo paralelo tienen la misma latitud. Todos los puntos situados en el mismo paralelo tendrán la misma latitud Cualquier punto situado sobre el Ecuador tendrá latitud 0 Representación de la latitud  Longitud: se llama longitud de un punto a la distancia angular, medida en grados sobre el Ecuador, entre el meridiano del lugar y el meridiano de origen o de Greenwich. Se mide en grados, minutos y segundos. Varía de 0º a 180º y puede ser: o Este o positiva (E): si el punto se sitúa a la derecha del meridiano origen. o Oeste o negativa (W): si el punto se sitúa a la izquierda del meridiano origen. Según la definición de longitud, los puntos situados en el meridiano origen tienen como longitud 0º, por tanto, todos los puntos situados en un mismo meridiano tienen la misma longitud. Representación de la longitud 2.5.2 Datum WGS84 La ambigüedad en el cálculo de coordenadas, ocasionada por el uso de diferentes datums, puso de manifiesto la necesidad de normalizar un modelo único de referencia que pudiera ser utilizado en diferentes aplicaciones. Con este objetivo, el Departamento de Defensa estadounidense desarrolló el World Geodetic System 1984 (WGS84), un sistema de referencia geodésico universal con cobertura para toda la superficie terrestre, definido por los siguientes parámetros: 1. Origen: centro de masas de la Tierra. Sistemas de ejes coordenados: 2. Eje Z: dirección del polo medio convencional terrestre definido por el IERS (Servicio Internacional de Rotación de la Tierra), perpendicular al plano fundamental (Ecuador medio). Coincidente con el eje medio de rotación de la Tierra. 3. Eje X: formado por la intersección determinada por el plano del Ecuador y el meridiano de Greenwich también definido por el IERS. 4. Eje Y: situado sobre el plano del Ecuador medio y a 90° a la derecha del eje X formando junto con el eje Z un triedro a derechas siendo el origen del triedro el centro de masas de la Tierra. 5. Elipsoide WGS84: elipsoide de revolución definido por los parámetros: Semieje mayor (a) = 6 378 137 m. Semieje menor (b) = 6 356 752 m. Constante de Gravitación Terrestre: GM = (3986004.418 ± 0.008) x 108 m3 / s2. Velocidad angular: W= 7292115 x 10-11 rad/s. Coeficiente de forma dinámica: J2= -484,166 85 x 10-6. Representación del esquema del WGS84 Las coordenadas aeronáuticas publicadas en el AIP-ESPAÑA están referidas al sistema geodésico WGS84, de acuerdo con lo establecido en el Anexo 15 de la OACI. El Real Decreto 1071/2007, de 27 de julio, adaptación del mandato de la Comisión Europea de 1999, por el que se regula el sistema geodésico de referencia oficial en España, establece que se adopta el sistema ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) como sistema de referencia geodésico oficial en España para la referenciación geográfica y cartográfica en el ámbito de la península Ibérica y las Islas Baleares. En el caso de las islas Canarias, se adopta el sistema REGCAN95. Ambos sistemas tienen asociado el elipsoide GRS80 (Sistema de Referencia Geodésico 1980) y están materializados por el marco que define la Red Geodésica Nacional por Técnicas Espaciales, REGENTE, y sus densificaciones. Inicialmente, teniendo en cuenta la exactitud requerida para los diferentes datos establecidas en el Catálogo de Datos Aeronáuticos, ETRS89 y REGCAN95 se consideraron equivalentes a WGS84. Sin embargo, debido a la deriva existente entre estos sistemas, se han hallado discrepancias cada vez mayores que la exactitud requerida para algunos datos, por lo que los sistemas ETRS89 y REGCAN95 no se pueden considerar válidos para la publicación de coordenadas en AIP ESPAÑA. 3. Representación de la superficie terrestre Una vez que se ha estudiado la forma y las dimensiones de la Tierra, así como la localización de sus puntos y líneas más característicos, en este apartado se aborda el objetivo de examinar los distintos métodos que se utilizan para representar la superficie terrestre o parte de ella sobre un plano o una superficie desarrollable. 3.1 La escala En general, la representación gráfica de objetos es una tarea que suele plantear dificultades en relación con sus dimensiones. Si se pretendiera reproducir a tamaño real un objeto demasiado grande, sería necesario utilizar un formato de representación de medidas poco manejables. En el caso de objetos muy pequeños surgiría el inconveniente de la falta de precisión en su definición. Esta problemática se resuelve a través de la escala, que se define como la relación entre la dimensión real de un objeto y su representación gráfica. En otras palabras, la escala es un factor de reducción o ampliación que se aplica a la representación de un objeto, con el fin de ajustar su definición y obtener el formato de dibujo deseado. Existen diversas formas de expresar la escala, pero las dos más comunes son la gráfica y la numérica. 3.1.1 La escala numérica Se formula mediante una fracción cuyo numerador es la medida de la distancia lineal de un objeto en su representación sobre el plano, y cuyo denominador refleja la magnitud real de esa misma distancia. E= Longitud en el plano/ Longitud en el terreno. Ejemplo: si la escala de un plano es 1:10 una distancia en el plano de 5 cm=> Equivale a una distancia en el terreno de 5x10= 50 cm. Se han de utilizar siempre las mismas unidades ya que, de no ser así, se perderían las proporciones.  Escalas de reducción: cuando el numerador es menor que el denominador o Una escala es grande, cuando el denominador es pequeño, es decir, abarcan poco terreno; se emplean para representar ciudades, fincas, caminos, etc. Ejemplo: 1:5.000, 1:10.000. o Una escala es pequeña, cuando el denominador es grande, es decir, abarcan mucho terreno; se emplean para representar países y continentes. Ejemplo: 1:5.000.000, 1:7.000.000.  Escala de ampliación: Si el numerador de la fracción es mayor que el denominador.  Escala natural: corresponde a la representación de un objeto a tamaño real (1:1). REALIDAD DIBUJO 1/1 NATURAL 1/2 REDUCCIÓN AMPLIACIÓN 2/1 Esquema de tipos de escala Ejemplos de diferentes tipos de escala 3.1.2 La escala gráfica Se expresa a través de una línea graduada en distintas divisiones, asignando a cada una de ellas su equivalencia con la magnitud real. A través de este método, se puede reconocer las proporciones reales sobre una representación de una manera visual y sin cálculos. Por ejemplo, para una escala 1/5.000.000, una división de la escala gráfica de un centímetro aparecerá graduada en 50 Km, que es la longitud equivalente en la realidad. Dimensiones en la realidad. Dimensiones en la realidad. 2500 m 500 1000 1 cm 1500 Ejemplo de escala gráfica 2000 2500 m 3.2 Las proyecciones cartográficas 3.2.1 Concepto Se entiende por sistema de representación o proyección cartográfica a las trasformaciones matemáticas que permiten representar o proyectar la Tierra en un plano. Esquema conceptual de una proyección cartográfica Dado que no existe la posibilidad geométrica y/o analítica de transformar un área esférica en una plana sin deformarla, cualquier mapa generado a partir de una proyección cartográfica, llevará implícitas una serie de distorsiones respecto a la superficie real que representa, que tienen que ver con las distancias entre puntos, los ángulos entre líneas o curvas, y la equivalencia entre áreas. Por este motivo, las proyecciones cartográficas no sólo estudian la forma de reproducir la superficie terrestre, sino que también intentan minimizar, en la medida de lo posible, las alteraciones causadas en el proceso. La elección del tipo de proyección a utilizar en un caso determinado dependerá principalmente de dos factores: 1. La zona de la superficie terrestre que se quiera representar. 2. La especialización del mapa, es decir, la finalidad para la que se construya. Éste es un factor clave, ya que el uso de una proyección concreta puede evitar determinadas distorsiones geométricas que dificulten la utilización práctica del mapa. 3.2.2 Clasificación. Las proyecciones cartográficas se pueden clasificar de diferentes maneras: a. Atendiendo al tipo de magnitud geométrica que el mapa sea capaz de conservar respecto a la real. b. Atendiendo a la forma de proyección  Atendiendo al tipo de magnitud geométrica que el mapa sea capaz de conservar respecto a la real. Proyecciones Conserva el ángulo entre dos puntos medidos en la conformes superficie de referencia y el mapa. Proyecciones Conserva la proporcionalidad entre las áreas. A este equivalentes respecto, es necesario aclarar que la equivalencia no es posible sin deformar considerablemente los ángulos originales. Por lo tanto, ninguna proyección Proyecciones Guardan la proporcionalidad entre las distancias. En equidistantes la práctica, no existe ninguna proyección capaz de conservar esta propiedad a lo largo de todo el mapa. Sin embargo, puede conservarse a lo largo de Proyecciones No poseen ninguna de las tres propiedades señaladas. afilácticas Está matemáticamente demostrado que no existe ningún sistema de proyección en el que se mantengan las tres dimensiones, sino solamente una de ellas.  Atendiendo a la forma de proyección: Se dividirán en: 1. Proyecciones puras 2. Proyecciones modificadas PROYECCIONES PURAS Resultan de la verdadera proyección geométrica de la superficie terrestre, o parte de ella, sobre un plano o una superficie desarrollable. Ortográficas: el foco de proyección se encuentra fuera de la superficie terrestre y a una distancia infinita de la misma. Escenográficas: el foco de proyección se encuentra fuera de la superficie terrestre, a una distanciafinita. Según el lugar donde se sitúe el centro de proyección Estereográficas: cuandoelfocodeproyección se encuentra sobrela superficie terrestre. Gnomónicas: el foco de proyección se encuentra en el centro de la superficie terrestre. Proyecciones planas o perspectivas Resultan de la proyección geométrica de los puntos de la superficie terrestre sobre un plano. Polares: el plano el cuadro es tangente a la superficie terrestre en uno de sus Polos. Ecuatoriales: el plano de proyección es tangente en algún punto del Ecuador. En función de la posición del plano de proyección Horizontales: el plano de proyección es tangenteaalgún puntonosignificativo de la superficie terrestre. Dependiendo de la posición relativa de la superficie de proyección Directa TIPOS Proyecciones por desarrollo Resultan de la proyección geométrica de los puntos de la Tierra sobre una superficie desarrollable. Cónicas: aquéllas en las que la superficie de proyección es un cono tangente o secante a la superficie terrestre de referencia. Cilíndricas: aquéllas en las que la superficie de proyección es un cilindro tangente o secante a la esfera. el eje de la superficie de proyección es paralelo al eje de rotación terrestre Transversal Oblicua el eje de la superficie de proyección es perpendicular al eje de rotación terrestre. el eje de la superficie de proyección forma un ángulo comprendido entre 0º y 90º con el eje de rotación PROYECCIONES MODIFICADAS - Recurren a distintos artificios geométricos y analíticos para conseguir que una determinada proyección pura adquiera alguna propiedad que no posea originariamente, con el fin de disminuir las distorsiones geométricas en determinadas áreas que resulten de interés para el uso de la carta. 3.2.3 Aplicación de las proyecciones cartográficas en la aeronáutica Las proyecciones cónicas tienen un uso muy extendido en la cartografía aeronáutica, especialmente en lo referido a la navegación en ruta, debido a la facilidad y exactitud con la que se pueden representar las trayectorias. Las cónicas más utilizadas son las gnomónicas-directas, en las que el plano cónico es tangente a la superficie terrestre a lo largo de un paralelo que se denomina estándar. Este tipo de proyección tiene varias características importantes: 1. Los meridianos se transforman en rectas concurrentes en el Polo y los paralelos en arcos de circunferencias concéntricas en el punto de concurrencia de los meridianos. Ambos tipos de línea mantienen un ángulo constante de 90º. 2. La proyección es conforme, por su propia construcción, a lo largo de toda la representación. Las distorsiones lineales y superficiales son mínimas en las inmediaciones del paralelo estándar (único automecoico, es decir, sin deformación lineal) y aumentan según se aleja de esta línea. La proyección cónica conforme de Lambert es una proyección modificada que se basa en la directa-gnomónica, pero sustituye el cono tangente por uno secante. Lambert calculó matemáticamente la posición de los paralelos de corte del cono de proyección con la superficie terrestre: a. consiguiéndose dos paralelos estándares automecoicos y b. logrando que las deformaciones lineales queden reducidas a la mitad del valor absoluto de las que se producirían en el caso de usar un cono tangente. De este modo, no sólo se mantiene una constancia en la escala bastante extendida en la carta, sino que, además, por ser ésta conforme, la distorsión de las áreas es mínima. Proyección cónica conforme de Lambert La proyección cónica conforme de Lambert resulta de enorme utilidad para la navegación aérea por diversos motivos: o Al tratarse de una carta conforme y prácticamente equidistante, se pueden medir los rumbos y las distancias directamente sobre ella con bastante precisión. o La ortodrómica se representa -con gran aproximación- por una recta, por lo que el trazado de una ruta de estas características puede realizarse uniendo directamente los puntos sobre la carta. o La loxodrómica está representada por una curva con la concavidad orientada hacia el vértice de la proyección. 3.3 Las representaciones topográficas La topografía es la ciencia que se ocupa de la representación de pequeñas extensiones de la superficie terrestre. En esta labor, la principal dificultad reside en el alto grado de irregularidad que presentan normalmente los terrenos naturales. A efectos prácticos, cuando la superficie terrestre a representar no abarca grandes dimensiones, se puede obviar su esfericidad y aproximarse a un plano, sin cometer grandes errores de precisión. En estos casos, el procedimiento más utilizado para el trazado del relieve se basa en la comparación de las altitudes de sus puntos respecto al plano correspondiente al nivel medio del mar. Por esta razón, se suele emplear el sistema de planos acotados, un método de representación que emplea un único plano de proyección -denominado plano de referencia o del cuadro sobre el que se trazan los objetos mediante una proyección cilíndrica y ortogonal3. Rayos proyectantes B1 Plano de proyección Sistema de planos acotados En este sistema, un punto quedará definido por sus coordenadas planas en el cuadro y la distancia vertical al mismo (cota), afectada del signo + o - según esté situado por encima o por debajo. No obstante, si sólo se realizara una representación puntual del terreno, se correría el riesgo de perder precisión en el plano (en el caso de escoger un escaso número de puntos) o de hacerlo ininteligible (en caso de representar demasiados). Por este motivo, se usa el sistema de curvas de nivel que se expone a continuación. 3.3.1 El sistema de curvas de nivel El sistema de curvas de nivel es un procedimiento de representación del relieve basado en el sistema de planos acotados, que consiste en «cortar» el terreno por planos paralelos que contienen puntos que están a la misma altitud sobre el nivel del mar o sobre cualquier otro nivel de referencia. Dichos planos se encuentran separados por una misma distancia vertical denominada equidistancia. Cada sección produce un perímetro orográfico de igual cota que se proyecta en el plano del cuadro formando las denominadas curvas de nivel o isohipsas. Sistema de curvas de nivel Una de las ventajas de este sistema es que permite realizar cálculos sencillos – tales como la determinación de distancias, áreas, ángulos e incluso volúmenes- de una forma bastante precisa y simple, en base al alzado del perfil topográfico de la zona. Dado que en una proyección de este tipo las deformaciones son prácticamente nulas, las operaciones se pueden hacer conforme a medidas directas de las distancias horizontales en el plano y el valor de la equidistancia. La precisión de los planos obtenidos por este sistema depende del valor de la equidistancia y la escala. La definición aumentará con el tamaño de la escala, pero para poder reflejar pequeños detalles será preciso tomar curvas de nivel muy cercanas entre ellas, es decir, disminuir la equidistancia. La topografía basada en curvas de nivel es muy común en determinadas cartas aeronáuticas que sirven de información para la navegación visual, representan aeródromos o definen superficies delimitadoras de obstáculos. 3.4 Simbología En el ámbito cartográfico y topográfico, los símbolos son figuras gráficas diseñadas para identificar en el mapa o el plano correspondiente aquellos objetos y/o elementos geográficos que, o bien resulten imperceptibles en la propia representación o bien proporcionen una determinada información útil para la funcionalidad demandada por parte de los usuarios. Los símbolos se crean conforme a signos evocadores, figurativos, cuantitativos o ideogramas que produzcan una percepción significativa asociada a la realidad que pretenden representar. En función de la especialización de los mapas o planos, el diseño de la simbología específica se suele ajustar a las normas que dicten los organismos correspondientes en cada caso. En el caso de la cartografía aeronáutica, la simbología empleada está normalizada en el Anexo 4 de OACI. En España por las necesidades de su cartografía ha sido necesario idear símbolos distintos a los de la OACI, estos vienen recogidos en el GEN 2.3 del AIP-España indicados con un * que hace referencia a: “No incluidos en el ANEXO 4 de OACI”. Además de los símbolos, los mapas y planos –según su propósito- también suelen incluir nombres, números, siglas, valores, etc., teniendo en cuenta la adecuación del color, la forma, la dimensión, la orientación y la ubicación. 4. Cartas aeronáuticas La carta aeronáutica se define como la representación de una porción de tierra, su relieve y construcciones, diseñada especialmente para satisfacer los requisitos de la navegación aérea. La seguridad de la navegación aérea exige el establecimiento oportuno de cartas aeronáuticas actualizadas y precisas, que respondan a las necesidades actuales de la aviación. En la actualidad, la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) se erige como el mayor órgano de regulación mundial para la aviación civil, que dictamina las normas y las recomendaciones necesarias para la seguridad, eficiencia y ordenación del transporte aéreo internacional, indicando que cada Estado tiene la obligación de proporcionar información del propio territorio a través de las cartas aeronáuticas. a. Las cartas aeronáuticas se desarrollan en el Anexo 4 y en el Documento 8697 de la OACI. b. En el Anexo 15 «Servicios de Información Aeronáutica» recoge que es el Servicio de Información Aeronáutica (AIS) responsable de la producción de la cartografía aeronáutica necesaria utilizada por la aviación civil, tanto nacional como internacional, en territorio español y en aquellas zonas donde el Estado tenga la responsabilidad de suministrar servicios de tránsito aéreo. En España este servicio está gestionado por ENAIRE y, específicamente en cuanto a la cartografía aeronáutica, recae sobre la División AIS. 4.1 Anexo 4 de OACI «CARTAS AERONÁUTICAS» 4.1.1 Generalidades Cada Estado es responsable de su propia producción cartográfica, atendiendo a las necesidades de sus servicios de tránsito aéreo. Además de cumplir con las especificaciones de OACI (Anexo 4 y 15), puede desarrollar cartografías específicas con el propósito de adecuar la información publicada a sus necesidades. El Anexo 4 establece que las cartas deben ser de interpretación rápida y deben dejar abierto el camino para posibles mejoras de diseño, es preciso encontrar un equilibrio entre la uniformidad de presentación de las cartas, los requisitos operacionales y la aplicación de técnicas eficaces y económicas, para ello la cooperación entre estados es fundamental. Se hace necesaria una organización cartográfica adecuada en cada Estado. Todas las ramas de actividad implicadas en la realización y difusión de las cartas aeronáuticas deben estar al tanto de la relación funcional entre las cartas, así como de las especificaciones y necesidades correspondientes.