Este libro proporciona una visión global de los fundamentos de la Navegación y Circulación Aéreas, sin entrar en los medios técnicos que las soportan, ni en los procedimientos de quienes las operan (pilotos y controladores, básicamente). Su objetivo es describir cómo se emplea la información obtenida de sensores para permitir una navegación aérea segura y eficiente.
Presenta una orientación académica para formar a estudiantes, de manera que adquieran una visión sistémica de las partes que constituyen el concepto moderno de Navegación Aérea, de forma que facilite y enmarque el aprendizaje científico o técnico de cualquiera de los temas específicos tratados. No obstante, por la amplitud de la visión y el nivel científico con el que se tratan los diferentes temas, el texto es también útil para profesionales del ámbito del transporte aéreo y la ingeniería aeroespacial.
El libro tiene dos partes, la primera, con cinco capítulos, se dedica a exponer los elementos más destacados relacionados con la planificación de los vuelos, el posicionamiento y el guiado. La segunda parte está compuesta por los tres últimos capítulos, y está orientada al análisis de los procesos que son requeridos para permitir la convivencia segura entre aeronaves que utilizan un espacio aéreo común.
1. Introducción a la Navegación
1.1. Concepto de navegación
1.2. Definición de la ruta
1.3. Posicionamiento
1.4. Guiado
1.5. Consideraciones finales
2. Programación del vuelo y rutas
2.1. Ruta en el espacio aéreo
2.2. Definición de ruta aérea
2.3. Consideraciones de exactitud e integridad en la definición de ruta aérea
2.4. Representación de las rutas
2.4.1. Introducción a los sistemas de referencia ligados a la tierra, el WGS-84
2.4.2. Introducción a la representación en mapas o cartas de puntos definidos por sus coordenadas
2.5. Tipos de ruta aérea según la fase de vuelo
2.6. Programación del vuelo
3. Posicionamiento por superficies de situación
3.1. Posicionamiento en el espacio aéreo
3.2. Posicionamiento y sistema de referencia
3.3. Características de las superficies de situación en el posicionamiento vertical
3.4. Características de las superficies de situación en el posicionamiento horizontal o total
3.5. Observables obtenidos de la fase de portadora
3.5.1. Diferencia de fase medida en el receptor
3.5.2. Desviación de frecuencia (efecto Doppler)
3.6. Observables obtenidos de la amplitud de portadora
3.6.1. Modulación espacial
3.6.1.1. Radiofaro VOR convencional o CVOR
3.6.1.2. Radiofaro VOR Doppler o DVOR
3.6.1.3. Sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS)
3.6.2. Radiotelemetría
3.6.2.1. Interrogación/respuesta y equipo medidor de distancias (DME)
3.6.2.2. Radio telemetría diferencial.
3.6.2.3. Tiempo de llegada: sistemas de navegación global por satélite
3.6.3. Haz explorador
3.7. Estimación de la posición a partir de la ecuación de observación
3.8. Dilución de la precisión en el posicionamiento a partir de observables
4. Posicionamiento a estima y algoritmos de estimación
4.1. Introducción
4.2. Posicionamiento a estima
4.3. Sistemas de posicionamiento a estima
4.3.1. Sistemas con la velocidad como variable de entrada
4.3.2. Sistemas con la aceleración como variable de entrada
4.4. Navegación de área y algoritmos de estimación
4.4.1. Filtro de n-medidas
4.4.2. Filtro alfa-beta
4.4.3. Filtrado de Kalman
4.4.4. Conclusión sobre técnicas de posicionamiento de aeronaves
4.5. Deducción de las ecuaciones de filtrado de Kalman
5. Guiado y control de aeronaves
5.1. Guiado en la navegación aérea
5.2. Modelo de aeronave en la navegación aérea
5.3. Guiado y control en la LNAV
5.4. Guiado en la VNAV, mantenimiento de altitud
5.5. Guiado en la VNAV, aeronave en evolución
5.6. Modelo de energía total (TEM) para el perfil vertical
5.7. Planteamiento general del guiado de aeronaves en el descenso6. Introducción a la circulación aérea y gestión del tráfico aéreo
6.1. Navegación y circulación aérea
6.2. Primeros pasos para la convivencia segura de las aeronaves
6.3. Análisis estadístico elemental del riesgo de colisión entre aeronaves
6.4. La necesidad de un marco normativo6.5. Consideraciones sobre la provisión de los servicios de navegación aérea
6.6. Concepto de vigilancia
6.7. Concepto y tipos de vigilancia aérea
6.8. Vigilancia y control
6.9. Sistemas de alerta en la función de vigilancia: barreras de seguridad ATC
6.10. Los factores humanos en el ATC
7. El control del tráfico aéreo
7.1. Introducción
7.2. El control y la gestión de afluencia de tráfico aéreo
7.3. Tipos de control, dependencias y organización del espacio aéreo
7.3.1. Control de aeródromo
7.3.2. Control de aproximación
7.3.3. Control de ruta
7.4. Modelo de identificación de conflictos potenciales en un escenario ATC con predicciones lineales
7.4.1. Identificación de conflictos verticales entre aeronaves
7.4.2. Identificación y caracterización de conflictos entre aeronaves
7.5. Caracterización de los conflictos potenciales
7.6. Conflictos potenciales en un escenario ATC obtenido por predicciones lineales
7.7. Riesgo de colisión potencial entre conflictos potenciales obtenido a partir de predicciones lineales
7.8. Riesgo de colisión entre colisiones potenciales obtenido a partir de predicciones lineales
7.9. Evolución del riesgo de colisión entre conflictos potenciales analizado a partir de predicciones lineales
8. Evolución del ATM, la gesstión de flujos de tráfico aéreo (ATFM) y el nuevo paradigma
8.1. La evolución de la navegación aérea y el ATM
8.2. La capacidad de los sectores ATC y los aeropuertos
8.3. Introducción a la gestión de las corrientes de tráfico
8.4. El objetivo y organización de la gestión de afluencia de tráfico aéreo
8.5. Modelo matemático del ATFM
8.6. Crítica al ATM actual e invariantes para el futuro
8.7. Operaciones basadas en las trayectorias de las aeronaves