NAVEGACIÓN

Como resultado de la votación de socios entre diversos temas propuestos,  por elección  mayoritaria  fue seleccionada para ocupar el primer turno programado para las charlas.

Las cómodas instalaciones del Instituto Argentino de Buceo y la predisposición de Tito Rodriguez y sus colaboradoras, sirvieron de marco perfecto para este evento. 

A pesar de superponerse en horarios con dos partidos internacionales de fútbol de River Plate y Boca Juniors y de la tormenta que castigó a la Capital Federal momentos antes, la asistencia fue muy satisfactoria.

Entre los asistentes se sorteó un libro de Meteorología Práctica del Licenciado Alberto Celemín,  que fue  recibido con agrado por  uno de los socios fundadores.

A pedido de socios que por razones de distancia o temas particulares no pudieron concurrir, resumimos los temas principales de la disertación de Arturo Lisdero Molina;  durante el desarrollo y finalizada la disertación Alejandro Oucinde detalló prestaciones de distintos modelos y marcas disponibles en el mercado y atendió las consultas técnicas de los asistentes. 

Constitución del sistema GPS 

Constelación de satélites que giran alrededor de la tierra, que son de órbita polar; por lo tanto se mueven respecto de nosotros, a diferencia de otros satélites, los Geoestacionarios, los que vistos desde la tierra no modifican su posición, ya que giran en forma sincronizada con la tierra. Por esta situación los satélites se van renovando a medida que pasa el tiempo, algunos desaparecen y llegan otros nuevos.

Estaciones de control que verifican que los satélites estén funcionando correctamente, que mantengan las posiciones programadas, y que la forma de transmisión sea la esperada, que no estén transmitiendo mal y por lo tanto no sea válida su señal.

Receptores de uso civil y militar donde los militares tienen algunas funciones adicionales con las que obtienen mejor precisión que los de uso civil. 

Emisión de una secuencia de datos en un sistema  -falso-aleatorio-

El sistema funciona en base al tiempo que tarda en llegar la señal emitida por el satélite hasta el aparato receptor. Para interpretar este dato el satélite utiliza una señal llamada falso aleatorio, parecería ser una señal loca, que cambia continuamente, sin ton ni son cuando en realidad tiene una frecuencia precisa, con lo cual podemos saber en que parte de la secuencia se toman los datos para deducir en qué momento empezó. Se toma la señal cuando se enciende el aparato. 

Conocimiento del momento exacto de emisión de una señal dada

Si sabemos el momento exacto en que emite la señal el satélite y el momento en que el aparato la recibe, se registra el tiempo que tarda en llegar. Esa distancia, la que determina esa señal en ese tiempo, genera una esfera con todos los puntos que reciben la señal en ese tiempo. 

Estamos acostumbrados a los círculos de posición en navegación terrestre o acuática, como el rango de luz de un faro, la altura de un faro, que nos permite deducir una cierta distancia cuando comenzamos a ver la luz. 

Conocimiento exacto del momento de recepción de los datos

Todas las señales emitidas son ondas electromagnética que se desplazan a 300.000 Km por segundo, por lo que interpretar diferencias de tiempo a esa velocidad implica trabajar con un reloj que pueda detectar diferencias de tiempo en cien millonésimas partes de un segundo.

Los satélites tienen incorporado un reloj atómico con capacidad de interpretar esas diferencias de tiempo pero en los receptores, que deben interpretar a qué hora reciben la señal, deberían ser del tamaño de un televisor de 17 pulgadas y de un costo aproximado a los u$s 30.000. ¿Como puede un GPS de $ 300 (suponiendo) para tener la precisión de un reloj de u$s 30.000?

Forma de determinar la posición

Supongamos que debemos establecer la posición de un punto contando con una carta en la que desconocemos la declinación magnética, no sabemos la diferencia entre el norte verdadero y el magnético, pero contamos con un compás muy bueno y las marcaciones las hacemos muy prolijas.

Con dos marcaciones no podemos hacer nada, nos da dos puntos, uno es real, el otro no; si agregamos una marcación más el resultado va a ser un triángulo cuando la posición debería ser un punto ya que el objeto está en un único lugar. 

El GPS hace lo mismo, con un cuarto satélite toma una nueva posición y no coincide con los tres primeros, superpone las cuatro mediciones y prueba si no coinciden agranda los tiempos o los reduce hasta conseguir una coincidencia. Cuando logra hacer coincidir las esferas de los cuatro satélites establece que es la hora exacta de recepción. Si observamos el GPS, con tres satélites comienza a establecer posición, debe estar utilizando como cuarta esfera la superficie de la tierra, considerando que hay un Map Datum que supone una superficie perfecta, en este caso da posición en 2D (dos dimensiones), con el cuarto satélite se independiza de la tierra y puede dar posición en las tres dimensiones. 

Con cuatro únicos satélites tampoco podemos asegurar que los datos son los correctos, puede haber una señal falsa producto de un rebote, lo que genera un falso dato de distancia ya que utilizó más tiempo en recorrer el espacio entre el satélite y el receptor. Hay una función que determina con que error puede estar trabajando y es el EPE (error de posición estimado); con cuatro satélites da el EPE máximo, no puede establecer en qué forma está recibiendo las cuatro señales. Con un quinto satélite comienza a tener una estimación de su error en base a la distancia que medien entre las posiciones obtenidas con distintos satélites. 

Pese a que el cálculo se hace de a cuatro, cuando más señales de satélites computa, la posición se vuelve más precisa.

• Días de mucha actividad eléctrica, tormentas, relámpagos o muchas nubes puede haber mala recepción de la señal de los satélites.

• Lugares encerrados que puedan generar rebotes.

• El dibujo de la carta respecto de las posiciones reales.

• Zonas con alta actividad magnética (Aeroparque - Atucha)

Sabemos de la existencia de dos sistemas Campo Inchauspe y WGS 84 que es el que utiliza normalmente el navegador si no se le ordena lo contrario.

Es una representación de la tierra; cuando los humanos recordamos que la tierra era redonda, con Galileo, Colón etc., digo recordamos por que los Griegos cuando conquistaron Egipto habían calculado que la tierra tenía tenia más o menos 40.000 Km de circunferencia, le erraron por 500 Km. sin calculadora, solo con observación. Luego se volvió a que era plana.

Cuando se volvió al criterio de que era redonda, con una influencia religiosa muy fuera se consideró que debía tratarse de una esfera perfecta, ya que algo que creó Dios no puede ser imperfecto.

Cuando se hicieron mediciones se vio que las circunferencia del ecuador es mayor que la de los polos, la tierra está achatada en los polos por el efecto de la fuerza centrífuga de la rotación de la tierra.

Se siguió profundizando el tema y se descubrió que la tierra ni siquiera es una elipse que gira (elipsoide), la tierra es irregular, hay lugares en que la gravedad cae para un lado o para otro. 

Como conclusión final la tierra es un geoide (geos = tierra oide= forma) o sea que la tierra tiene forma de tierra. Como definición perfecta,  pero debemos establecer qué significa, cómo establecer las irregularidades, pues las definiciones filosóficas no sirven para un equipo que trabaja con números y fórmulas.

Se establece un elipsoide con un punto coincidente con la superficie de la tierra y todo lo demás está referenciado a ese punto. De esto se observa que hay zonas más bajas, más altas, con distinta inclinación.

Al elipsoide de referencia le asignamos un ecuador, los polos, un coeficiente de achatamiento y trabajamos la superficie terrestre sobre este dibujo. El más perfeccionado es el GRS 80, sobre esto se apoya un sistema de coordenadas, en el caso del WGS 84 utiliza latitud y longitud con el 0 de longitud en Greenwich y el 0 de latitud en el ecuador.

No tiene nada que ver con trasladar una superficie curva a un papel que es plano, es otro tema que hemos resuelto con Mercator.

La posición de un objeto es una sola, y el objeto no se mueve según el Map Datum utilizado. La diferencia está en desde donde comencé a contar. Es parecido a lo que pasó hasta el siglo XIX, donde cada país ponía el 0 de latitud en el ecuador pero el o de longitud donde más les convenía, Inglaterra en Greenwich, los franceses en algún lugar de París y los españoles en Cádiz. Con pocas cartas de navegación disponibles había de distintos orígenes, al pasar de una carta a otra se debían hacer las correcciones para establecer la longitud. 

Las cartas argentinas se basaron en un elipsoide que se llamó Campo Inchauspe que es la referencia de todo el sistema de posiciones argentinas. El Instituto Geográfico Militar tiene muchas de sus planchetas están en el sistema Campo Inchauspe. El Servicio de Hidrografía Naval hacía advertencias en las cartas para corregir las posiciones tomadas por WGS 84 para utilizarlas en las cartas dibujadas según Campo Inchauspe. 

La diferencia entre Campo Inchauspe y WGS 84 no es constante, para cada zona hay una corrección, hubo casos en que no había forma de corregir y se advertía que no había una corrección válida para toda la carta. 

Deberán investigar con sus GPS en que sistema están operando; considerando que las cartas actuales están en WGS 84 si los datos están configurados en WGS 84 o en Campo Inchauspe. 

Si trasladamos un posición tomada por el GPS en WGS 84 a una carta editada en Campo Inchauspe ( vieja H-118 por ejemplo) va a estar mintiendo al NW, estoy poniendo una posición que debería haber movido al SE antes de ponerla en la carta.

 Si la posición la tomo de un GPS en Campo Inchauspe y la traslado a una carta nueva editada en WGS 84 va a mentir al SE; va trasladar algo que no había que trasladar, todos los GPS trabajan internamente en WGS 84, por lo tanto si cambiamos la configuración todos los waypoints se convierten.

El problema es si son waypoints cargados a mano, el sistema interpretó que las posiciones estaban en Campo Inchauspe y aplicó una corrección a los números incorporados por teclado para grabar en WGS84. Pero los datos puede que ya estuvieran en WGS84, por lo que se aplicó una corrección que no correspondía.

Satélites: Cuáles están enganchados y cuáles está enganchando. El EPE o sea el error que puede estar teniendo el sistema en esa posición. Ni bien encendemos el aparato va a dar errores de 200 pies, (70 metros) y a medida que va enganchando satélites va mejorando su precisión.

Del Navegador. Datos de navegación, posición, rumbo, velocidad, promedios. Datos para utilizar en una carta de navegación y registrar posiciones, rumbo, velocidad, y momentos de lectura.

Del Timonel:pantalla de ruta o compás, establecer que se respeta el rumbo deseado.

De vigilancia. Muestra la posición de los waypoints grabados respecto de la posición y rumbo del barco.

Los códigos asignados a los waypoints deberían indicarnos el tipo de señal que se ha registrado, si se trata de un casco a pique con peligro para un barco deportivo, si es inofensivo, si está la boya, si es un banco, una referencia geográfica, etc.

Para identificar de que se trata un waypoint grabado es importante determinar un código en la asignación de nombres. El cuadro muestra la codificación utilizada en la lista de waypoints publicada en mi página, que es satélite de la de paranáuticos, está preparada para hacer selecciones y transferirlas al GPS y contiene la codificación completa.

 En esta oportunidad se trata de las proximidades de Santa Lucía, primer derrotero publicado en paranauticos.

Estas herramientas nos permiten programar prolijamente un crucero, conseguir los waypoints, estudiarlos sobre Ozi Explorer, cargarlos en el GPS, conseguir un derrotero, en el caso del publicado en paranauticos permite por las fotografías tomar conocimiento de lo que vamos a ver cuando nos aproximemos, este derrotero tiene una interpretación personal de los accidentes geográficos y formas de aproximación. Es imprescindible la carta del lugar con su cuarterón.