PBN (Performance Based Navigation)
En 1926 el Gobierno de los Estados Unidos comenzó a instalar los
primeros faros aeronáuticos destinados a facilitar los vuelos nocturnos y
así poder mantener una cierta regularidad en el incipiente Servicio
Postal Aéreo. Durante los cuatro años siguientes instaló el equivalente a
14.500 millas de “autopistas” para los aguerridos aviadores de la
época.
Esta, casi con toda seguridad, fue la primera ayuda a la navegación
aérea que daba la posibilidad de volar durante la noche por las “mismas
rutas” que durante el día.
Evidentemente el “buen” funcionamiento del sistema estaba supeditado a
la meteorología, a la posible confusión con las luces de pueblos y
ciudades y al desafío del continuo mantenimiento de una red extensa de
faros. Además, durante las horas diurnas perdía su eficacia.
Estos hándicaps forzaron a ir más allá, a comenzar a emplear el
conocimiento acerca de las ondas radioeléctricas, buscando las primeras
soluciones de navegación con sistemas basados en las bajas frecuencias
(LF), dado su alcance. Así nacieron los primeros sistemas de
radionavegación basados en un desplazamiento de radiofaro a radiofaro,
que luego terminarían en los NDB, VOR y DME. Esto revolucionó el
transporte aéreo comercial, principalmente en los EE.UU., y le dio un
impulso definitivo para su crecimiento y desarrollo durante los años 40.
Luego vendrían incluso sistemas que fundarían los principios de la
navegación global y de la navegación de área, la RNAV. Sistemas
inicialmente ideados para la navegación marítima pero aplicados también a
la aviación como el británico DECCA, el estadounidense LORAN-C o el
también norteamericano OMEGA, considerado como el primero creado para
una navegación global. Y no olvidándonos del autónomo sistema inercial,
basado en acelerómetros y giróscopos.
Por su parte, el aterrizaje instrumental pionero se producía el 26 de
enero de 1938 cuando aterriza, en medio de una tormenta de nieve, un
Boeing 247-D de las Pennsylvania Central Airlines
en el aeropuerto de Pittsburgh procedente de Washington D.C. empleando
el guiado de un ILS. Era el primer vuelo con pasajeros que empleaba este
nuevo sistema, culminando los trabajos de experimentación que habían
comenzado en 1929 en EE.UU.
La autoridad aeronáutica estadounidense autorizaba las primeras 6
instalaciones poco más tarde, en 1941. Hasta marzo de 1964 no llegaría
el primer aterrizaje ILS completamente automático en el aeropuerto de
Bedford, Reino Unido. Y ya en los años 70 llegaría el poco prolífico
MLS.
De esos momentos citados hasta ahora el avance en los sistemas
instrumentales de navegación y de ayuda al aterrizaje ha sido
gigantesco. Pero no sólo han cambiado los equipos.
Como se ha visto, tradicionalmente los sistemas, equipos y ayudas a
la navegación aérea han ido evolucionando gracias a una combinación de
avances técnicos y pruebas en vuelo que, tras su evaluación y posterior
certificación, después se han ido extendiendo en uso y aplicación.
Esta manera de evolucionar, de lo particular a lo global, también la
siguieron los primeros sistemas RNAV y RNP más modernos, incluso los que
comenzaron a emplear señal de satélite.
Es decir, la navegación aérea ha ido desarrollándose a partir del
avance de la tecnología y de las técnicas dando origen posteriormente a
algunos estándares que se han podido ir adoptando de manera generalizada
en la comunidad aeronáutica internacional, aunque otros sólo de manera
más localizada. Un ejemplo claro y actual de esto ha sido la P-RNAV en
Europa, la U.S. RNAV en Estados Unidos y RNP 1 en Oriente Medio,
similares pero no equivalentes de forma inmediata.
Esta forma de evolucionar ha provocado, sobre todo con los sistemas
RNAV y RNP, que hayan proliferado disparidad de especificaciones de
navegación, de aviónicas, de regulaciones nacionales y/o regionales y de
formación de las tripulaciones que han llevado a dificultar en cierta
manera la interoperabilidad cuando menos y, en algunos casos, incluso
hayan llevado a cierta afectación a la seguridad operacional.
El concepto de la navegación basada en prestaciones, la PBN
Así pues, la OACI, viendo la multiplicidad de desarrollos RNAV y RNP y
los problemas que eso acarreaba, establece en 2008 el concepto PBN
dándole la vuelta a la forma “tradicional” de evolucionar de la
navegación aérea.
Así, la PBN pasa a racionalizar, homogeneizar y establecer una serie
de estándares y requisitos necesarios para tratar de mejorar la
eficiencia operacional ante la creciente demanda de mayor capacidad del
espacio aéreo, de interoperabilidad global y de accesibilidad a cada
espacio aéreo. Y todo ello manteniendo los niveles de seguridad
operacional. Todo esto a la par que pasa de una concepción de la
navegación ligada al tipo de sensor a un concepto basado en requisitos
establecidos para un espacio aéreo definido.
A partir de ello, la OACI confecciona una guía de entendimiento común
destinada a operadores aéreos, proveedores de servicios de navegación
aérea, autoridades de aviación, proveedores de bases de datos de vuelo
y, sobre todo y más concretamente, a personal de vuelo y control.
También para la industria, principalmente de aviónica, aunque de manera
algo más marginal. Esta guía se materializa en el documento 9613, Manual de la Navegación Basada en la Perfomance (PBN),
que bien podría haber sido traducida al español como navegación basada
en “prestaciones”. Este documento vino a sustituir al antiguo Manual de
la RNP.
Es decir, la PBN establece un entendimiento común para cada
especificación de navegación RNAV y RNP, facilitando su aplicación en
los diferentes espacios aéreos, el acceso a los mismos y con las
aeronaves adecuadas, de manera que se mejora la seguridad y la
eficiencia de las operaciones. Esta es la clave para entender qué es y
en qué consiste la PBN, la navegación basada en prestaciones.
Este viraje en el planteamiento de la evolución de la navegación
aérea aún va más allá porque, tal cual está ideado, sienta las bases y
pautas para desarrollar también las nuevas soluciones que vengan en el
futuro.
Hemos indicado lo que es el concepto PBN, el importante giro que
supone en la concepción y entendimiento de la “nueva” navegación aérea y
la que venga en el futuro. Así, cualquier espacio aéreo que quiera
modificarse o crearse se podrá hacer siguiendo la guía de este concepto
de la OACI.
Pero la PBN es sólo uno de los elementos habilitantes de cualquier
nuevo espacio aéreo que se conciba. Por descontado, las comunicaciones,
la vigilancia ATS y los servicios ATM son los otros elementos esenciales
de un concepto de espacio aéreo.
Bajando a un segundo nivel descriptivo de la PBN, la OACI la desgrana
en tres pilares de cara a generar un nuevo espacio aéreo: las
especificaciones de navegación, como son por ejemplo la RNAV 1, la RNP
APCH o la RNP 10, que veremos en posteriores artículos; la
infraestructura de navegación, es decir, las ayudas para la navegación
ya sean basadas en tierra o en el espacio, que para la PBN sólo son
consideradas por el momento las VOR, DME y GNSS; y la aplicación de
navegación, que es el uso que se hace de las especificaciones de
navegación ya sea para ruta, TMA o aproximación, en función de las
ayudas a la navegación disponibles.
Estos tres elementos conformarán el concepto de espacio aéreo según
la PBN, complementados con los de comunicaciones, vigilancia y ATM ya
mencionados.
Completando la foto del concepto PBN, éste tiene por objeto, por el
momento, armonizar los requisitos de prestaciones longitudinal y lateral
(es decir, 2D) para las especificaciones de navegación. Además, se basa
en unas prestaciones (RNP) lineales en cuanto al seguimiento de la
trayectoria lateralmente. Aunque algunas especificaciones de
aproximación sí contemplan actualmente requisitos para el guiado
vertical, éstas no están consideradas como RNP. En el futuro se prevé
llegar a incluir incluso operaciones basadas en trayectorias 4D.
Por último, para terminar de delinear el concepto PBN, hay que
destacar que ésta es sólo una parte de la RNAV, de la navegación de
área. Existen aún, y seguirán existiendo probablemente, aplicaciones
RNAV más allá de la PBN. Por ejemplo, actualmente, los procedimientos
basados en GBAS son estrictamente navegación de área y no se encuentran
por el momento incluidas en el concepto PBN de la OACI.
Las constelaciones de satélites
A pesar de que la PBN no se basa en sensores, por el momento es
evidente que el facilitador común a todos esos desarrollos, actuales y
futuros, es únicamente el basado en el sistema global de navegación por
satélite, el GNSS. Básicamente por su amplia cobertura y disponibilidad.
En cada especificación de navegación particular aparece como sensor
válido siempre algún sistema GNSS y, sólo para algunas de esas
especificaciones, otros sistemas convencionales como el inercial, el DME
y/o el VOR. Por otra parte, es bien cierto que existen diferentes
desarrollos técnicos bajo el paraguas GNSS, o una combinación de ellos,
que pueden ser válidos para cumplir con los requisitos que se puedan
exigir para un espacio aéreo determinado, lo que sigue esta filosofía
PBN.
Bajo las siglas GNSS existen constelaciones de satélites que se
emplean para un posicionamiento y desplazamientos globales, como son el
bien conocido y empleado NAVSTAR-GPS estadounidense; el modernizado
GLONASS de la federación rusa; el chino COMPASS, que es en realidad la
segunda constelación de un sistema mayor denominado BeiDou y que por el
momento sólo cubre a la propia China y áreas anexas; o el aún futuro
sistema global europeo GALILEO, que será completamente interoperable con
GPS y GLONASS. Todos estos sistemas están compuestos, o lo estarán, por
más de 20 satélites, alcanzando fácilmente la treintena con el fin de
cubrir ampliamente toda la superficie terrestre con el mínimo de
satélites necesarios para poder obtener soluciones de navegación y con
tiempos sincronizados.
Pero también existen otras constelaciones satelitales regionales, por
lo general geoestacionarias, enfocadas principalmente a aumentar las
prestaciones de las de ámbito global. La OACI las ha definido como
aumentaciones del GNSS basadas en satélite o SBAS. Es decir, el avión
recibe una señal de satélite, que cumple las prestaciones requeridas
para esa fase de vuelo, aumentando la señal de GNSS que también está
recibiendo y dándole la capacidad de una navegación muy precisa, robusta
y de alta disponibilidad. Ejemplos de SBAS en operación son EGNOS en
Europa, WAAS en EE.UU. y México y MSAS en Japón y áreas circundantes; en
desarrollo final el GAGAN en la India, SDCM en Rusia y SNAS en China; y
en estudio se encuentra el SACCSA para Sudamérica y Caribe y otros
desarrollos para África y Malasia.
A través de la OACI y de algunos acuerdos inter regionales, todos
estos sistemas se desarrollan para permitir, en principio, la
interoperabilidad.
Por el momento las señales SBAS se emplean para las nuevas
aproximaciones pero en el futuro pueden ser empleadas para la navegación
en ruta, dentro del área de cobertura de cada SBAS.
La OACI, además, define otros dos sistemas de aumentación del GNSS:
los embarcados o ABAS y los basados en tierra o GBAS, los cuáles, por el
momento, no está dentro del concepto PBN por ser considerado un sistema
de guiado angular, no lineal, como lo son el ILS o el MLS.
Ejemplos de GBAS regionales son el australiano GRAS, el servicio de
corrección diferencial y monitorización ruso, o el NDGPS norteamericano.
Es decir, dentro de los sistemas satelitales existen sistemas de
aumentación de la señal de las constelaciones globales que posibilitan
alcanzar los requisitos de precisión, integridad, continuidad y
funcionalidad definidos para realizar una cierta operación en el ámbito
de la aviación, incluso para procedimientos de aproximación muy
exigentes, según especifica la OACI, principalmente a través de su Anexo
10.
Hay que señalar que es una práctica muy común el referirse a todos
estos sistemas basados en satélites como GNSS, pero estrictamente
hablado sólo las constelaciones globales se encuadran bajo estas siglas
GNSS.
Una vez introducido el concepto PBN y su elemento facilitador
principal, el GNSS, veremos en siguientes artículos lo que son las
especificaciones de navegación, a buen seguro muchas conocidas por el
lector, su puesta en contexto y su evolución histórica en relación a las
aviónicas y su posible evolución futura.
Fuente digital: www.hispaviacion.es
Fuente digital: www.hispaviacion.es
No hay comentarios:
Publicar un comentario