Com era la vida abans que el GPS ens guiés per tot arreu? Alguns recordaran l’odissea que suposava anar a un lloc desconegut amb el cotxe tan sols amb una guia de carreteres i el sentit de l’orientació. Però us heu preguntat mai com navegaven els avions sense l’ajut del posicionament per satèl·lit? Alguns, de fet, continuen fent-ho així. Ho descobrim!

Al principi, es volava de manera visual

Quan els avions van començar a sobrevolar el cel a principis del segle XX, es guiaven mitjançant ajudes visuals. Si el pilot reconeixia el riu, llac o turó que veia sota seu, era capaç de saber en quin punt es trobava. Aquesta manera de navegar, però, només és factible en dies on les condicions meteorològiques són bones i hi ha bona visibilitat. 

A mesura que l’aviació anava progressant, els avions cada vegada volaven més alt i rutes més llargues. D’aquesta manera, va sorgir la necessitat de desenvolupar la tecnologia que permetés als avions saber en tot moment la seva posició i direcció. Avui descobrirem diferents ajudes a la navegació aèria desenvolupades abans de la irrupció del posicionament per satèl·lit (GPS).

Balisa no direccional (NDB)

Les balises no direccionals (en anglès Non-Directional Beacon NDB) són antenes situades a terra que transmeten un mateix senyal en totes direccions. Aquests senyals contenen un codi Morse, normalment de tres lletres, que s’utilitza per identificar l’antena.

A Catalunya tenim 5 NDB: dos a Girona, un a Lleida, un a Reus i un a Vilanova i la Geltrú.

Les aeronaus tenen un sistema amb el nom anglès d’Automatic Direction Finder (ADF, o Buscador automàtic de la direcció) que permet detectar des de quina direcció prové el senyal rebut del NDB. Amb aquesta informació l’aeronau és capaç de saber el seu posicionament relatiu a l’antena del NDB, és a dir, sap on està el NDB respecte de la seva posició.

Les aeronaus tenen un instrument d’ADF que els indica on es troba el NDB. En aquest cas, l’aeronau tindria l’antena del NDB al davant a l’esquerra.

Radiofar omnidireccional en VHF (VOR)

Els radiofars omnidireccionals en freqüències VHF (dels 30 MHz als 299 MHz) (en anglès VHF Omnidirectional Range VOR) també són conjunts d’antenes situades a terra que transmeten senyals en totes direccions. 

Les aeronaus reben aquests senyals —anomenats radials— i poden saber la direcció magnètica que hi ha entre l’aeronau i l’estació VOR. A més, a diferència dels NDB, gràcies a l’efecte Doppler dels senyals, es pot identificar si l’avió s’apropa o s’allunya del conjunt d’antenes VOR.

Ens podem imaginar un VOR com si fos un far

Els fars tradicionals tenen una llum que va girant amb una velocitat de rotació constant. Els mariners només veuen la llum quan es troba dirigida cap a ell. D’aquesta manera saben on està el far respecte de la seva posició.  

Ara ens imaginem que, a més a més de la llum que rota, el far emetés una llum en totes direccions cada vegada que la llum que gira passa pel nord. Si mesurem el temps que passa entre que s’encén la llum omnidireccional i la llum que rota apunta cap a la nostra direcció, podem calcular el radial corresponent. El sistema VOR funciona d’una manera similar.

En comptes d’una llum que gira, el sistema VOR envia un senyal de ràdio en una direcció que va canviant (o girant). A més, cada vegada que el senyal de ràdio s’envia cap al nord, el VOR també envia un senyal de referència en totes direccions.

Per aconseguir un senyal semblant al funcionament d’un far, les antenes del VOR están col·locades de forma circular.

Equipament de mesura de distància (DME)+

Els equipaments de mesura de distància (en anglès, Distance Measuring Equipment DME), son una combinació de sistemes que es troben a bord de les aeronaus i en estacions terrestres.  

En aquests sistemes, les aeronaus transmeten uns senyals cada cert temps. Quan les estacions terrestres reben aquests senyals, responen emetent-ne un altre. Mesurant el retard amb el qual reben el senyal de resposta, les aeronaus calculen la distància a la qual es troben respecte de l’estació terrestre. 

Els DME de les estacions terrestres normalment es col·loquen en les mateixes estacions que les antenes del VOR. Així, des d’un mateix punt terrestre es pot saber la direcció magnètica i la distància a la qual s’està volant respecte de l’estació terrestre. 

A Catalunya tenim 9 estacions VOR/DME: a Lleida, a Reus, a Vilafranca del Penedès, dos al Prat de Llobregat, a Sabadell, a Calella, a Girona i a Begur.

Sistema d’aterratge instrumental (ILS)

Els sistemes d’aterratge instrumental (en anglès, Instrument Landing System ILS), son uns sistemes que guien a les aeronaus en l’últim segment del vol: l’aproximació final. Amb un ILS, els pilots poden seguir una trajectòria que els porta fins a la pista sense necessitat de veure-la fins al final de l’aproximació. 

Un ILS està format per dos senyals radioelèctrics diferents: el localitzador, que proporciona orientació horitzontal, i el pendent de descens, que defineix el perfil vertical correcte de descens. Així, rebent els senyals de l’ILS, les aeronaus saben perfectament la trajectòria en tres dimensions que han de seguir per aterrar amb seguretat a la pista.

Gràcies al senyal de l’ILS, les aeronaus que aterren a l’aeroport de Barcelona-El Prat es troben alineades amb la pista.

Ja per acabar…

Totes aquestes ajudes de ràdio per a la navegació aèria han sigut molt útils durant molts anys. Sobretot mentre el sistema del GPS no podia assegurar un posicionament continu en el temps. Actualment, amb l’avenç de la tecnologia del posicionament per satèl·lit, ja es pot assegurar una continuïtat i precisió del servei suficient com perquè les autoritats aeronàutiques permetin el seu ús durant la navegació.

Per saber-ne més

Federal Aviation Administration – Navigation Aids

International Civil Aviation Organization – Performance-Based Navigation Manual

ENAIRE – INSIGNIA