SISTEMA DE COMUNICACIÓN VÍA ADS

El sistema de  (ADS) o Automatic dependent surveillance (ADS) es un conjunto de aparatos y procedimientos de vigilancia cooperativa para el control del tráfico aéreo. El avión determina su posición mediante un sistema de posicionamiento por satélite (GNSS) y por medio del ADS-B envía periódicamente dicha posición a otras aeronaves próximas y a las estaciones de tierra. A diferencia de los sistemas convencionales de vigilancia, en los que la posición de la aeronave se determina directamente desde la estación de tierra, con el ADS las medidas de posición se realizan a bordo, con la información de navegación, y posteriormente se envían a los centros de vigilancia.

El ADS-B que consiste en dos servicios diferentes, "sin ADS-B" y "con ADS-B" podría ser el remplazo del radar como método primario de vigilancia para aeronaves en todo el mundo. En los Estados Unidos el ADS-B es un componente integral de la nueva generación en estrategias del espacio aéreo nacional (NextGen) para mejorar o actualizar la infraestructura de la aviación y sus operaciones. El sistema ADS-B también puede proporcionar información sobre el tráfico e información meteorológica gráfica a través de aplicaciones TIS-B y FIS-B. El ADS-B aumenta la seguridad al hacer una aeronave visible en tiempo real para el control de tráfico aéreo y otras aeronaves equipadas debidamente, gracias a los datos de posición y velocidad transmitidos cada segundo. Los datos del ADS-B pueden ser registrados y descargados para análisis posterior al vuelo, también proporciona la infraestructura de datos para seguimiento de vuelos de bajo costo y su planificación y despacho.

Los sistemas "sin ADS-B" difunden periódicamente información acerca de cada aeronave, tales como la identificación, posición actual, altitud y velocidad a través de un transmisor a bordo. También proporcionan a los controladores de tráfico aéreo, información como posición en tiempo real que es en la mayoría de los casos, más precisa que la información disponible de los sistemas basados en radar actualmente. Con una información más precisa, el controlador de tráfico aéreo podrá posicionar y separar aviones con una mayor precisión y oportunidad. El sistema "con ADS-B" es la recepción por las aeronaves de otros datos ADS-B, como la comunicación directa entre aeronaves cercanas. Los datos de difusión de la estación en tierra está normalmente solo disponible en presencia de un avión equipado con ADS-B, lo que limita la utilidad de los dispositivos. 

Se basa en dos componentes aéreos, una fuente GPS de alta integridad y un enlace de datos (unidad ADS-B). Hay varios tipos de enlaces de datos ADS-B certificadas, pero lo más comunes operan a 1090 Mhz, esencialmente un transpondedor en Modo S o en 978 Mhz. La FAA prefiere que los aviones que operen exclusivamente por debajo de los 18.000 pies (5.500 metros) utilicen el enlace 978 Mhz, ya que esto ayudará a aliviar aún más la congestión de la frecuencia de 1090 Mhz.

La vigilancia dependiente automática (ADS) es una técnica de vigilancia por la que una aeronave transmite, vía enlace de datos, una serie de parámetros extraídos de los sistemas de navegación y posicionamiento de a bordo.

La técnica ADS proporciona:

•         La identificación de la aeronave.
•          La posición de la aeronave.
•          Información adicional, como la intención del vuelo.

La ADS ha sido desglosada en dos técnicas que están basadas en los mismos principios: ADS-B (Broadcast) y ADS-C (Contract).

·         La ADS-B: consiste en la radiodifusión, mediante enlace de datos, de ciertos parámetros de a bordo a intervalos frecuentes y regulares. Se caracteriza por:

1.       Los datos que recoge la ADS-B son enviados y radiodifundidos periódicamente por las aeronaves.

2.       La característica principal de la ADS-B es que permite la transmisión de datos aire / tierra y aire / aire.

3.       La transmisión de datos aire / aire permite la representación del tráfico circundante en una pantalla dentro del avión, CDTI (Cockpit Display of Traffic Information).

4.       Las tecnologías que pueden ser utilizadas para implantar la ADS-B son principalmente tres: Modo S Extended squitter, VDL Modo 4 y UAT.

·         La ADS-C: implica la transmisión de ciertos datos entre la aeronave y una estación de tierra. Éstas son sus principales características:

1.       Sólo se transmiten los datos cuando se ha establecido un contrato con una estación de tierra determinada; se pueden mantener varios contratos independientes con varias estaciones de tierra.

2.       La estación de tierra decide la frecuencia de las transmisiones y los parámetros de las mismas.

3.       Hay cuatro tipos de contratos: periódicos, bajo demanda, por un evento concreto y de emergencia.

4.       Las tecnologías que utiliza la ADS-C son fundamentalmente dos: FANS-1/A, que parte del enlace de datos ACARS, y el sistema ATN ADS-C.

Beneficios

Los sistemas ADS-B ofrecen muchos beneficios a los pilotos y controladores de tráfico aéreo, como mejorar la seguridad y eficiencia del vuelo.

1.     Tráfico: Cuando se utiliza el sistema ADS-B, un piloto puede ver información sobre el tráfico que rodea el avión. Esta información incluye altitud, rumbo, velocidad y distancia a las aeronaves.

2.     El tiempo: Las aeronaves equipadas con un trasceptor de acceso universal (UAT) ADS-B, serán capaces de recibir informes del tiempo y acceso a los radares meteorológicos a través de servicios de radiodifusión (FIS-B).

3.     Terreno: La tecnología ADS-B emite una superposición de terreno para que los pilotos lo vean en la cabina.

4.     Información de vuelo: El servicio de información de radiodifusión (TIS-B) trasmite información de vuelo legible como las restricciones temporales de vuelo y NOTAM a las aeronaves equipadas con estos sistemas.

5.     Gastos: Las estaciones terrestres ADS-B son significativamente más baratas de instalar y operar en comparación con los sistemas de radar primario y secundario.

A diferencia de algunos servicios meteorológicos durante el vuelo que se ofrecen actualmente en el mercado, no hay cuotas de suscripción para utilizar los servicios ADS-B o sus diversos beneficios en los Estados Unidos. El propietario de la aeronave pagará por el equipo y la instalación, mientras que la Administración Federal de Aviación pagará por la administración y difusión de los servicios relacionados con la tecnología.

FUENTES:

http://www.wikitel.info/wiki/Sistema_de_Vigilancia_Dependiente_Autom%C3%A1tica_(ADS)

http://www.enaire.es/csee/Satellite/navegacion-aerea/es/Page/1043829981402/

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Vigilancia_Dependiente_Autom%C3%A1tica

SISTEMA DE COMUNICACION VIA RADAR

El radar irradia un pulso de energía radioeléctrica y recibe parte de esa energía que se ha reflejado en el recubrimiento metálico de la aeronave. Mediante el análisis del tiempo de viaje de ida y vuelta de dicha energía determina la distancia entre el radar y la aeronave; el azimuth lo determina correlacionando la posición de la antena rotante.

Permite detectar la localización o la velocidad de un objeto.

 Según definición Radar  es un Sistema de detección de objetos empleado en aeronáutica, navegación, astronomía, etc., que sirve para indicar la presencia de un objeto y determinar la distancia a la que se halla, mediante la emisión de ondas especiales de altísima frecuencia reflejadas en él. O también podemos llamar radar a Antena que capta ondas emitidas desde un satélite y permite sintonizar emisoras de radio y de televisión situadas a gran distancia.

Lo que hace el radar es emitir ondas electromagnéticas que se reflejan en el objetivo y se reciben en la misma posición del emisor. Esa especie de eco permite procesar diversas informaciones, como distancias, velocidades, altitudes y direcciones de objetos móviles o estáticos.

¿Cómo FUNCIONAN LOS RADARES?

Los radares cumplen con tres funciones fundamentales según la necesidad: detectar un objeto a la distancia, su velocidad y ubicarlo en un mapa. Para esto usan dos elementos comunes, el eco y el efecto Doppler. Veamos en detalle todo sobre los radares.

Los radares tienen múltiples usos. Pueden ser utilizados por las fuerzas armadas para conocer la posición y los movimientos de diversos blancos; por la policía para medir la velocidad con que circulan los automóviles por una carretera; por la seguridad aeroportuaria para dar indicaciones a los aviones y evitar las colisiones; por el capitán de un barco para guiarse en alta mar; o por el servicio meteorológico para detectar precipitaciones, entre otras utilizaciones.

En la actualidad, el tipo de radar que más se suele utilizar y que afecta a la población de a pie es el radar que se emplea para llevar a cabo lo que son los controles de velocidad. En España la DGT (Dirección General de Tráfico) es la que se encarga de proceder a establecer esos citados radares por las distintas provincias.

Sin embargo, hay que decir que esos radares tienen “enemigos”. Y es que de cara a evitar que los conductores sean multados han llegado incluso a surgir apps que avisan de donde están situados los correspondientes radares de tráfico.

 El radar de clima permite realizar pronósticos inmediatos, así como también permite realizar estudios sobre algunos aspectos de la atmósfera como lo es la observación de los patrones del viento.

Elementos de un radar

El eco ocurre cuando un sonido se refleja en una superficie y vuelve hasta tu oído. El tiempo entre que realizas el sonido y escuchas el eco es determinado por la distancia con la superficie. El efecto Doppler en cambio, tiene que ver con el sonido que es generado o reflejado en un objeto en movimiento. Por ejemplo, cuando un auto se aproxima, primero escuchamos el sonido crecer y hacerse más agudo a medida que se acerca y decrecer y hacerse grave cuando se aleja.

El efecto Doppler puede ser usado para determinar la velocidad a la que se mueve un objeto, si tenemos en cuenta el sonido que genera con su movimiento. A su vez el eco puede determinar la distancia a la que se encuentra un objeto. Mediante estos dos procesos se creó el radar de sonido, usado generalmente en botes y submarinos. Aunque puede ser usado en el aire, el ruido que produce sería una molestia, y el eco resultaría muy tenue, haciendo complicada la detección. Como el sonido no es muy útil, fue que se inventó el radar con ondas de radio, las cuales son invisibles a los humanos y fáciles de detectar.

Los radares que se encuentran en el aire son mucho más precisos que los que están en la tierra, porque no tienen objetos que interfieran en el camino de las ondas. Los radares de policía buscan solo el efecto Doppler y por tanto deben filtrar todo aquello que no lo es. Además, los los radares son usados en varios sitios, como la NASA o en actividades militares para detectar al enemigo. Son una tecnología de utilidad y no del todo complicada. 

FUENTE:

• http://www.aviacionargentina.net/foros/sistemas-de-armas.26/116-que-es-y-como-funcionan-los-radares.html

• http://definicion.de/radar/#ixzz4KcJDCKkA

• http://www.batanga.com/curiosidades/5445/como-funciona-un-radar

SISTEMA DE COMUNICACION VIA RED DE SENSORES INALAMBRICOS

Las redes de sensores inalámbricos dan una respuesta tecnológica a limitaciones. 

Las tecnologías de redes inalámbricas han tenido un rápido desarrollo en los últimos años.

Las redes inalámbricas de sensores (Wireless Sensor Networks) también se encuadra dentro de lallamada Inteligencia Ambiental. El concepto "inteligencia ambiental" es un terreno fronterizo entre los últimos avances en computación ubicua y los nuevos conceptos de interacción inteligente entre usuario y máquina. En el terreno práctico, la inteligencia ambiental consiste en la creación de una serie de objetos de uso cotidiano con cualidades interactivas "suaves" y no invasiva. El objetivo básico de la inteligencia ambiental es el dotar a objetos de capacidades de adquisición de información (tanto del entorno físico como del estado actual del objeto), procesamiento y comunicación, de tal forma que puedan comunicarse entre ellos y ofrecer nuevos servicios a sus usuarios.

Una red de sensores (del inglés sensor network) es una red de ordenadores pequeñísimos («nodos»), equipados con sensores, que colaboran en una tarea común.

¿En qué consiste una red de sensores inalámbrica (WSN)?

Las redes inalámbricas de sensores (WSN ­ Wireless Sensor Network), se basan en dispositivos de bajo coste y consumo (nodos) que son capaces de obtener información de su entorno, procesarla localmente, y comunicarla a través de enlaces inalámbricos hasta un nodo central de coordinación. Los nodos actúan como elementos de la infraestructura de comunicaciones al reenviar los mensajes transmitidos por nodos más lejanos hacia al centro de coordinación. La red de sensores inalámbricos está formada por numerosos dispositivos distribuidos espacialmente, que utilizan sensores para controlar diversas condiciones en distintos puntos, entre ellas la temperatura, el sonido, la vibración, la presión y movimiento o los contaminantes. Los sensores pueden ser fijos o móviles. Los dispositivos son unidades autónomas que constan de un microcontrolador, una fuente de energía (casi siempre una batería), un radio­transceptor (RF) y un elemento sensor.

 El protocolo inalámbrico que seleccione depende en los requerimientos de la aplicación. Algunos de los estándares disponibles incluyen radios de 2.4 GHz basados en los estándares IEEE 802.15.4 o IEEE 802.11 (Wi-Fi) o radios propietarios, los cuales son regularmente de 900 Mhz. 

FUENTES:

http://iie.fing.edu.uy/investigacion/grupos/microele/papers/citrus10.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_sensores

http://www.mfbarcell.es/conferencias/wsn.pdf

http://cdn3.computerhoy.com/sites/computerhoy.com/files/styles/fullcontent/public/novedades/bateria_hidrogeno_smartphone.jpg?itok=nIQ1veIC

TRANSMISION DE INFORMACION VIA SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

El GPS funciona mediante 24 satélites en órbita sobre el  planeta, con trayectorias que cubren toda la superficie de nuestro planeta. Cuando se quiere saber una posición, se ultilizan un mínimo de 3 satélites, cuales emiten una señal al aparato receptor, indicando su identificación, coordenadas, etc de cada uno. El receptor, con estas coordenadas, mide las longitudes que hay entre el satélite, y localiza su posición en la tierra.

Es una constelación de 24 satélites artificiales uniformemente distribuidos en un total de 6 órbitas, de forma que hay 4 satélites por órbita. Esta configuración asegura que siempre puedan "verse" al menos 8 satélites desde casi cualquier punto de la superficie terrestre. Los satélites GPS orbitan la Tierra a una altitud de unos 20.000 km y recorren dos órbitas completas cada día. Describen un tipo de órbita tal que "salen" y se "ponen" dos veces al día. Cada satélite transmite señales de radio a la Tierra con información acerca de su posición y el momento en que se emite la señal. Podemos recibir esta información con receptores GPS (receptores GPS), que decodifican las señales enviadas por varios satélites simultáneamente y combinan sus informaciones para calcular su propia posición en la Tierra, es decir sus coordenadas de latitud y longitud (latitud y longitud) con una precisión de unos 10 metros. Hay receptores más sofisticados que pueden determinar la posición con una precisión de unos pocos milímetros.

El GPS se ha estado utilizando por algunas empresas para aparecer en los mapas como Google Maps, OVI Maps (solo para dispositivos Nokia) y Foursquare, por mencionar algunos, para mostrar la dirección de tal o cual empresa o negocio y así poder captar

De momento solo hay dos sistemas GPS  activo, el del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y el GLONASS  montado por la antigua Unión Soviética. Otros están en desarrollo como el Galileo, de la Unión Europea; y otro llamado Beidou, cual esta desarrollando la República Popular de China.

Los objetivos iniciales del desarrollo del Sistema de Posicionamiento Mundial, más conocido por su sigla en inglés GPS (Global Positioning System), fueron militares. El surgimiento de este sistema de gran utilidad mundial fue similar al de la actual Internet, creado e instalado a comienzos de los años 60 por el Departamento de Defensa, Transporte y la Agencia Espacial Norteamericana. Sin embargo, sus utilidades están hoy relacionadas con servicios que permiten mejorar la calidad de vida de las personas.

El GPS funciona a través de un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite establecer la posición de una persona, un vehículo o una nave en todo el mundo a través de la longitud, altitud y latitud. Los elementos que lo componen son: 

- Sistema de satélites: formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. 
- Estaciones terrestres: envían información de registro a los satélites para controlar las órbitas.
- Terminales receptores: indican la posición en la que se encuentran las personas, vehículos u objetos. A estas terminales se las conoce como Unidades GPS y pueden adquirirse en los comercios.

¿Cómo FUNCIONA?

Cuando hace falta establecer la posición de un determinado objeto o persona que llevan una unidad GPS, el terminal receptor utiliza un sistema de localización automática a través de, como mínimo, cuatro satélites de la red. De ellos recibe una señal indicando la posición y el reloj que marca cada uno. En base a estas señales, el receptor sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales y la distancia a los satélites. Por triangulación, computando cada una de las cuatro señales respecto al punto de medición, se determina la posición relativa respecto a los cuatro satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos a través de la señal que emiten se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. A su vez, se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que desde la tierra sincronizan a los satélites. De esta manera, conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los cuatro satélites.
Hasta el momento se utilizan mundialmente dos sistemas para lograr el posicionamiento de objetos y personas: el GPS, creado en Estados Unidos, y el GLONASS, desarrollado en Rusia. Con el objeto de evitar la dependencia a dichos sistemas, la Unión Europea está trabajando en el lanzamiento de su propio sistema de posicionamiento por satélite llamado “Galileo”.

¿Para qué sirven los sistemas de posicionamiento?

Las utilidades que brinda este desarrollo en las comunicaciones satelitales son variadas. Algunos ejemplos son: 

-Topografía y geodesia: permite la localización agrícola -también llamada agricultura de precisión- a partir de la cual se pueden recorrer campos en tiempo real con un mapa cargado de la zona para poder identificar y calcular áreas, zonas de bajo rendimiento y establecer tierras inundadas, por ejemplo. Los datos obtenidos permiten realizar cálculos de nivel y hectáreas poco aprovechables y lograr una administración óptima de recursos según la zona del campo y conocer cómo va evolucionando la siembra en tiempo real, entre otras funciones.
- Navegación terrestre, marítima y aérea: gran cantidad de automóviles lo incorporan en la actualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones, indicar la situación respecto de una grúa o ubicar la posición de un vehículo en caso de que éste haya sido robado.
- Salvamento: si una persona lleva consigo un receptor GPS puede ser localizada en forma rápida.
- Deporte, camping y ocio: en este tipo de actividades, el GPS es de gran utilidad ya que permite rastrear los caminos y reducir los riesgos a perderse.
- Para enfermos y discapacitados.
- Aplicaciones científicas en trabajos de campo: es muy útil para aquellas personas que deben realizar mediciones en campo dado que el GPS les permite obtener la coordenada exacta donde se debe medir, registrando posición correcta, hora y medidas.
- Se lo utiliza para el rastreo y recuperación de vehículos.
- Navegación deportiva.
- Interpretación de fotografías aéreas.
- Telefonía celular: este sistema es utilizado para el sincronismo en su funcionamiento.

Todas estas funciones del Sistema de Posicionamiento Mundial (GPS) señalan que la tecnología puede ser pensada y desarrollada para aumentar la calidad de vida.

FUENTES:

https://www.cfa.harvard.edu/space_geodesy/ATLAS/gps_es.html

https://sites.google.com/site/capllevantcomunicaciones/home/gps

https://ideanaranjamx.wordpress.com/2010/10/01/marketing-y-publicidad-via-gps/

http://www.inti.gob.ar/sabercomo/sc49/inti8.php