VOR- VOR/DME
- VORTAC
La estación de alcance omnidireccional de muy alta frecuencia ( VOR ) [1] es un tipo de sistema de navegación por radio de corto alcance para aeronaves , que permite a las aeronaves con una unidad receptora determinar su posición y mantener el rumbo mediante la recepción de señales de radio transmitidas por una red de tierra fija. radiobalizas . Utiliza frecuencias en la banda de muy alta frecuencia (VHF) de 108,00 a 117,95 MHz . Desarrollado en los Estados Unidos a partir de 1937 y desplegado en 1946, el VOR se convirtió en el sistema de navegación aérea estándar en el mundo, [2] [3] utilizado tanto por la aviación comercial como por la general, hasta que a principios de los años fue reemplazado por sistemas de navegación por satélite como el GPS. Siglo 21. Por ello, las estaciones VOR se están desmantelando gradualmente. [4] [5] En 2000 había alrededor de 3.000 estaciones VOR operando en todo el mundo, incluidas 1.033 en los EE. UU., pero en 2013 el número en los EE. UU. se había reducido a 967. [6] Estados Unidos está desmantelando aproximadamente la mitad de sus estaciones VOR y otras ayudas de navegación heredadas como parte de un movimiento hacia la navegación basada en el rendimiento , manteniendo al mismo tiempo una "red operativa mínima" de estaciones VOR como respaldo del GPS. [7] En 2015, el Reino Unido planeó reducir el número de estaciones de 44 a 19 para 2020. [4]
Una estación terrestre VOR utiliza un sistema de antena especializado para transmitir una señal modulada en amplitud y en frecuencia. Ambas modulaciones se realizan con una señal de 30 Hz, pero la fase es diferente. La fase de una de las señales de modulación depende de la dirección de transmisión, mientras que la fase de la otra señal de modulación no, para que sirva como referencia. El receptor demodulará ambas señales y medirá la diferencia de fase. La diferencia de fase es indicativa del rumbo desde la estación VOR al receptor en relación con el norte magnético. Esta línea de posición se denomina VOR "radial".
La intersección de radiales de dos estaciones VOR diferentes se puede utilizar para fijar la posición de la aeronave, como en los sistemas anteriores de radiogoniometría (RDF).
Las estaciones VOR tienen un alcance bastante corto: las señales tienen línea de visión entre el transmisor y el receptor y son útiles para hasta 200 millas náuticas (370 kilómetros). Cada estación transmite una señal compuesta de radio VHF que incluye la señal de navegación y referencia mencionada, el identificador de la estación y la voz, si así está equipada. El identificador de la estación suele ser una cadena de tres letras en código Morse . La señal de voz, si se utiliza, suele ser el nombre de la estación, avisos grabados en vuelo o transmisiones de servicios de vuelo en vivo.
Un VORTAC es una ayuda a la navegación basada en radio para pilotos de aeronaves que consta de un alcance omnidireccional VHF ubicado en el mismo lugar y una baliza del sistema de navegación aérea táctica (TACAN). Ambos tipos de balizas proporcionan a los pilotos información sobre el acimut , pero el sistema VOR es generalmente utilizado por aeronaves civiles y el sistema TACAN por aeronaves militares. Sin embargo, el equipo de medición de distancia TACAN también se utiliza con fines civiles porque el equipo DME civil está construido para cumplir con las especificaciones DME militares. La mayoría de las instalaciones VOR en los Estados Unidos son VORTAC. El sistema fue diseñado y desarrollado por Cardion Corporation. El contrato de Investigación, Desarrollo, Pruebas y Evaluación (RDT&E) se adjudicó el 28 de diciembre de 1981. [8]
Desarrollado a partir de sistemas anteriores de alcance de radio visual y auditivo (VAR), el VOR fue diseñado para proporcionar cursos de 360 grados hacia y desde la estación, seleccionables por el piloto. Los primeros transmisores de tubo de vacío con antenas rotadas mecánicamente se instalaron ampliamente en la década de 1950 y comenzaron a ser reemplazados por unidades totalmente de estado sólido a principios de la década de 1960. Se convirtieron en el principal sistema de radionavegación en la década de 1960, cuando sustituyeron a la antigua radiobaliza y al sistema de cuatro rumbos (rango de frecuencia baja/media) . Algunas de las estaciones de alcance más antiguas sobrevivieron, con las características direccionales de cuatro rumbos eliminadas, como radiobalizas de baja o media frecuencia ( NDB ) no direccionales.
Se estableció una red terrestre mundial de "autopistas aéreas", conocidas en los EE. UU. como vías aéreas Victor (por debajo de los 18.000 pies o 5.500 m) y "rutas de jet" (a 18.000 pies y más), que conectan los VOR. Una aeronave puede seguir una ruta específica de una estación a otra sintonizando las sucesivas estaciones en el receptor VOR y luego siguiendo el rumbo deseado en un indicador radiomagnético o configurándolo en un indicador de desviación de rumbo (CDI) o en una situación horizontal. indicador (HSI, una versión más sofisticada del indicador VOR) y manteniendo un puntero de rumbo centrado en la pantalla.
A partir de 2005, debido a los avances tecnológicos, muchos aeropuertos están reemplazando las aproximaciones VOR y NDB por procedimientos de aproximación RNAV (GNSS); sin embargo, los costos de recepción y actualización de datos [9] siguen siendo lo suficientemente significativos como para que muchas aeronaves pequeñas de aviación general no estén equipadas con equipos GNSS certificados para navegación primaria o aproximaciones.
Las señales VOR proporcionan una precisión y confiabilidad considerablemente mayores que las NDB debido a una combinación de factores. Lo más significativo es que el VOR proporciona un rumbo desde la estación hasta la aeronave que no varía con el viento o la orientación de la aeronave. La radio VHF es menos vulnerable a la difracción (inflexión del rumbo) alrededor de las características del terreno y las costas. La codificación de fase sufre menos interferencias por tormentas eléctricas.
Las señales VOR ofrecen una precisión predecible de 90 m (300 pies), 2 sigma a 2 NM desde un par de balizas VOR; [10] en comparación con la precisión del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) no aumentado, que es de menos de 13 metros, 95%. [10]
Las estaciones VOR, al ser VHF, operan en "línea de visión". Esto significa que si en un día perfectamente despejado no se puede ver el transmisor desde la antena del receptor, o viceversa, la señal será imperceptible o inutilizable. Esto limita el alcance del VOR (y del DME ) hasta el horizonte, o más cerca si intervienen montañas. Aunque los modernos equipos de transmisión de estado sólido requieren mucho menos mantenimiento que las unidades más antiguas, una extensa red de estaciones, necesaria para proporcionar una cobertura razonable a lo largo de las principales rutas aéreas, supone un coste significativo para el funcionamiento de los sistemas de vías aéreas actuales.
Normalmente, el identificador de una estación VOR representa un pueblo, ciudad o aeropuerto cercano. Por ejemplo, la estación VOR ubicada en los terrenos del Aeropuerto Internacional John F. Kennedy tiene el identificador JFK.
A los VOR se les asignan canales de radio entre 108,0 MHz y 117,95 MHz (con un espaciado de 50 kHz); esto está en el rango de muy alta frecuencia (VHF). Los primeros 4 MHz se comparten con la banda del sistema de aterrizaje por instrumentos (ILS). En los Estados Unidos, las frecuencias dentro de la banda de paso de 108,00 a 111,95 MHz que tienen un primer dígito par de 100 kHz después del punto decimal (108,00, 108,05, 108,20, 108,25, etc.) están reservadas para frecuencias VOR, mientras que las frecuencias dentro de la banda de 108,00 MHz. a 111,95 MHz con un primer dígito impar de 100 kHz después del punto decimal (108,10, 108,15, 108,30, 108,35, etc.) están reservados para ILS. [11]
El VOR codifica el acimut (dirección desde la estación) como la relación de fase entre una señal de referencia y una señal variable. Uno de ellos está modulado en amplitud y el otro está modulado en frecuencia. En los VOR convencionales (CVOR), la señal de referencia de 30 Hz está modulada en frecuencia (FM) en una subportadora de 9960 Hz . En estos VOR, la modulación de amplitud se logra girando una antena ligeramente direccional exactamente en fase con la señal de referencia a 30 revoluciones por segundo. Las instalaciones modernas son Doppler VOR (DVOR), que utilizan un conjunto circular de normalmente 48 antenas omnidireccionales y sin partes móviles. La antena activa se mueve electrónicamente alrededor del conjunto circular para crear un efecto Doppler, lo que da como resultado una modulación de frecuencia. La modulación de amplitud se crea haciendo que la potencia de transmisión de las antenas en, por ejemplo, la posición norte sea menor que en la posición sur. Por tanto, en este tipo de VOR se intercambia el papel de la modulación de amplitud y de frecuencia. La decodificación en el avión receptor ocurre de la misma manera para ambos tipos de VOR: los componentes AM y FM de 30 Hz se detectan y luego se comparan para determinar el ángulo de fase entre ellos.
La señal VOR también contiene un identificador de estación de código Morse de onda continua modulada (MCW) de 7 palabras por minuto y, por lo general, contiene un canal de voz de amplitud modulada (AM).
Luego, esta información se envía a través de una interfaz analógica o digital a uno de los cuatro tipos comunes de indicadores:
En muchos casos, las estaciones VOR tienen equipos de medición de distancia (DME) o navegación aérea táctica militar ( TACAN ) ubicados conjuntamente ; este último incluye tanto la función de distancia DME como una función de azimut TACAN separada que proporciona a los pilotos militares datos similares al VOR civil. Una baliza VOR y TACAN que comparten ubicación se denomina VORTAC . Un VOR ubicado únicamente con DME se denomina VOR-DME. Un radial VOR con una distancia DME permite fijar la posición de una estación. Tanto los VOR-DME como los TACAN comparten el mismo sistema DME.
Los VORTAC y VOR-DME utilizan un esquema estandarizado de frecuencia VOR para emparejamiento de canales TACAN/DME [11] de modo que una frecuencia VOR específica siempre esté emparejada con un canal TACAN o DME específico ubicado en el mismo lugar. En equipos civiles, se sintoniza la frecuencia VHF y se selecciona automáticamente el canal TACAN/DME apropiado.
Si bien los principios operativos son diferentes, los VOR comparten algunas características con la parte del localizador del ILS y se utiliza la misma antena, equipo receptor e indicador en la cabina para ambos. Cuando se selecciona una estación VOR, el OBS funciona y permite al piloto seleccionar el radial deseado para usar en la navegación. Cuando se selecciona una frecuencia de localizador, el OBS no funciona y el indicador es controlado por un convertidor de localizador, generalmente integrado en el receptor o indicador.
Una estación VOR da servicio a un volumen de espacio aéreo llamado Volumen de Servicio. Algunos VOR tienen un área geográfica relativamente pequeña protegida de la interferencia de otras estaciones en la misma frecuencia, llamada "terminal" o T-VOR. Otras estaciones pueden tener protección hasta 130 millas náuticas (240 kilómetros) o más. Popularmente se piensa que existe una diferencia estándar en la potencia de salida entre los T-VOR y otras estaciones, pero en realidad la potencia de salida de las estaciones está configurada para proporcionar una intensidad de señal adecuada en el volumen de servicio del sitio específico.
En los Estados Unidos, hay tres volúmenes de servicio estándar (SSV): terminal, bajo y alto (los volúmenes de servicio estándar no se aplican a las rutas de reglas de vuelo por instrumentos (IFR) publicadas). [13]
Además, en 2021 se agregaron dos nuevos volúmenes de servicio, "VOR bajo" y "VOR alto", que brindan una cobertura ampliada por encima de los 5,000 pies AGL. Esto permite que las aeronaves continúen recibiendo señales VOR fuera de ruta a pesar del número reducido de estaciones terrestres VOR proporcionadas por la Red Operacional Mínima VOR. [14]
Las estaciones VOR y NDB más antiguas se utilizaban tradicionalmente como intersecciones a lo largo de vías aéreas . Una vía aérea típica saltará de una estación a otra en línea recta. Al volar en un avión comercial , un observador notará que el avión vuela en líneas rectas, ocasionalmente interrumpidas por un giro hacia un nuevo rumbo. Estos giros se realizan a menudo cuando la aeronave pasa sobre una estación VOR o en una intersección en el aire definida por uno o más VOR. Los puntos de referencia de navegación también pueden definirse por el punto en el que se cruzan dos radiales de diferentes estaciones VOR, o por un radial VOR y una distancia DME. Esta es la forma básica de RNAV y permite la navegación a puntos ubicados lejos de las estaciones VOR. A medida que los sistemas RNAV se han vuelto más comunes, en particular aquellos basados en GPS , cada vez más vías aéreas han sido definidas por dichos puntos, eliminando la necesidad de algunos de los costosos VOR terrestres.
En muchos países existen dos sistemas separados de vías aéreas en los niveles inferior y superior: las vías aéreas inferiores (conocidas en EE. UU. como Victor Airways ) y las rutas aéreas superiores (conocidas en EE. UU. como rutas Jet ).
La mayoría de las aeronaves equipadas para vuelo por instrumentos (IFR) tienen al menos dos receptores VOR. Además de proporcionar respaldo al receptor primario, el segundo receptor permite al piloto seguir fácilmente un radial hacia o desde una estación VOR mientras observa al segundo receptor para ver cuándo se cruza un determinado radial de otra estación VOR, lo que permite la localización exacta de la aeronave. posición en ese momento por determinar, y dando al piloto la opción de cambiar al nuevo radial si así lo desea.
A partir de 2008 , los sistemas globales de navegación por satélite[update] (GNSS) basados en el espacio, como el sistema de posicionamiento global ( GPS ), están reemplazando cada vez más al VOR y otros sistemas terrestres. [16] En 2016, se ordenó que el GNSS fuera la principal necesidad de navegación para las aeronaves IFR en Australia. [5]
Los sistemas GNSS tienen un menor costo de transmisión por cliente y proporcionan datos de distancia y altitud. Los futuros sistemas de navegación por satélite, como el Galileo de la Unión Europea , y los sistemas de aumentación GPS están desarrollando técnicas que eventualmente igualarán o superarán la precisión del VOR. Sin embargo, es probable que el bajo costo de los receptores VOR, la amplia base instalada y la similitud de los equipos receptores con el ILS extiendan el dominio del VOR en las aeronaves hasta que el costo de los receptores espaciales caiga a un nivel comparable. En 2008, en los Estados Unidos, las aproximaciones basadas en GPS superaron en número a las basadas en VOR, pero los aviones IFR equipados con VOR superan en número a los aviones IFR equipados con GPS. [ cita necesaria ]
Existe cierta preocupación de que la navegación GNSS esté sujeta a interferencias o sabotajes, lo que lleva en muchos países a conservar estaciones VOR para utilizarlas como respaldo. [ cita necesaria ] La señal VOR tiene la ventaja de un mapeo estático del terreno local. [ se necesita aclaración ]
La FAA de EE. UU. planea [17] para 2020 desmantelar aproximadamente la mitad de las 967 [18] estaciones VOR en los EE. UU., conservando una "red operativa mínima" para brindar cobertura a todas las aeronaves a más de 5.000 pies sobre el suelo. La mayoría de las estaciones desmanteladas estarán al este de las Montañas Rocosas , donde hay más superposición en la cobertura entre ellas. [ cita necesaria ] El 27 de julio de 2016, se publicó una declaración de política final [19] que especifica las estaciones que se desmantelarán para 2025. Un total de 74 estaciones se desmantelarán en la Fase 1 (2016-2020), y 234 estaciones más Está previsto que quede fuera de servicio en la Fase 2 (2021-2025).
En el Reino Unido, 19 transmisores VOR se mantendrán operativos al menos hasta 2020. Los de Cranfield y Dean Cross fueron dados de baja en 2014, y los 25 restantes se evaluarán entre 2015 y 2020. [20] [21] Se están realizando esfuerzos similares en Australia, [22] y en otros lugares.
En el Reino Unido y los Estados Unidos, está previsto conservar los transmisores DME en un futuro próximo, incluso después de que los VOR ubicados en el mismo lugar sean desmantelados. [4] [7] Sin embargo, existen planes a largo plazo para desmantelar DME, TACAN y NDB.
La señal VOR codifica un identificador de código morse, voz opcional y un par de tonos de navegación. El acimut radial es igual al ángulo de fase entre el tono de navegación retrasado y adelantado.
La señal convencional codifica el identificador de estación, i ( t ) , la voz opcional a ( t ) , la señal de referencia de navegación en c ( t ) y el componente isotrópico (es decir, omnidireccional). La señal de referencia está codificada en una subportadora F3 (color). La señal variable de navegación se codifica girando mecánica o eléctricamente una antena direccional, g ( A , t ) , para producir modulación A3 (escala de grises). Los receptores (traza de color emparejado y escala de grises) en diferentes direcciones desde la estación pintan una alineación diferente de la señal demodulada F3 y A3.
La señal Doppler codifica el identificador de estación, i ( t ) , voz opcional, a ( t ) , señal variable de navegación en c ( t ) , y el componente isotrópico (es decir, omnidireccional). La señal variable de navegación está modulada en A3 (escala de grises). La señal de referencia de navegación se retarda, t + , t − , haciendo girar eléctricamente un par de transmisores. El desplazamiento Doppler cíclico hacia el azul y el correspondiente desplazamiento Doppler hacia el rojo, cuando un transmisor se acerca y se aleja del receptor, da como resultado una modulación F3 (color). El emparejamiento de transmisores compensados igualmente alto y bajo de la frecuencia portadora isotrópica produce las bandas laterales superior e inferior. Cerrar y retroceder igualmente en lados opuestos del mismo círculo alrededor del transmisor isotrópico produce la modulación de la subportadora F3, g ( A , t ) .
donde el radio de revolución R = F d C / (2 π F n F c ) es 6,76 ± 0,3 m.
La aceleración del transmisor 4 π 2 F n 2 R (24.000 g) hace que la revolución mecánica no sea práctica y reduce a la mitad ( corrimiento al rojo gravitacional ) la relación de cambio de frecuencia en comparación con los transmisores en caída libre.
Las matemáticas para describir el funcionamiento de un DVOR son mucho más complejas de lo indicado anteriormente. La referencia a "rotación electrónica" es una enorme simplificación. La principal complicación se relaciona con un proceso que se llama "mezcla". [ cita necesaria ]
Otra complicación es que la fase de las señales de banda lateral superior e inferior debe estar sincronizada entre sí. La señal compuesta es detectada por el receptor. La operación electrónica de detección desplaza efectivamente la portadora hacia abajo a 0 Hz, plegando las señales con frecuencias por debajo de la portadora, encima de las frecuencias por encima de la portadora. De este modo se suman las bandas laterales superior e inferior. Si hay un cambio de fase entre estos dos, entonces la combinación tendrá una amplitud relativa de (1 + cos φ). Si φ fuera 180°, entonces el receptor de la aeronave no detectaría ninguna subportadora (señal A3).
"Blending" describe el proceso mediante el cual una señal de banda lateral se cambia de una antena a la siguiente. La conmutación no es discontinua. La amplitud de la siguiente antena aumenta a medida que cae la amplitud de la antena actual. Cuando una antena alcanza su amplitud máxima, las antenas siguiente y anterior tienen amplitud cero.
Al irradiar desde dos antenas, el centro de fase efectivo se convierte en un punto entre las dos. Por lo tanto, la referencia de fase se barre continuamente alrededor del anillo, no escalonada como sería el caso con la conmutación discontinua de antena a antena.
En los sistemas de conmutación de antenas electromecánicos empleados antes de que se introdujeran los sistemas de conmutación de antenas de estado sólido, la combinación era un subproducto de la forma en que funcionaban los interruptores motorizados. Estos interruptores pasaban un cable coaxial por 50 (o 48) alimentaciones de antena. A medida que el cable se movía entre dos antenas, acoplaría la señal a ambas.
Pero la combinación acentúa otra complicación de un DVOR.
Cada antena en un DVOR utiliza una antena omnidireccional. Suelen ser antenas Alford Loop (ver Andrew Alford ). Desafortunadamente, las antenas de banda lateral están muy juntas, de modo que aproximadamente el 55% de la energía radiada es absorbida por las antenas adyacentes. La mitad de eso se vuelve a irradiar y la otra mitad se envía de regreso a lo largo de las antenas adyacentes. El resultado es un patrón de antena que ya no es omnidireccional. Esto provoca que la señal de banda lateral efectiva sea modulada en amplitud a 60 Hz por lo que respecta al receptor del avión. La fase de esta modulación puede afectar la fase detectada de la subportadora. Este efecto se llama "acoplamiento".
La mezcla complica este efecto. Lo hace porque cuando dos antenas adyacentes irradian una señal, crean una antena compuesta.
Imagine dos antenas que están separadas por su longitud de onda/3. En dirección transversal las dos señales se sumarán, pero en dirección tangencial se cancelarán. Así, a medida que la señal se "mueve" de una antena a la siguiente, la distorsión en el patrón de la antena aumentará y luego disminuirá. La distorsión máxima se produce en el punto medio. Esto crea una distorsión de amplitud semisinusoidal de 1500 Hz en el caso de un sistema de 50 antenas (1440 Hz en un sistema de 48 antenas). Esta distorsión está modulada en amplitud con una modulación de amplitud de 60 Hz (también unos 30 Hz). Esta distorsión se puede sumar o restar a la distorsión de 60 Hz antes mencionada dependiendo de la fase de la portadora. De hecho, se puede agregar un desplazamiento a la fase de la portadora (en relación con las fases de la banda lateral) de modo que los componentes de 60 Hz tiendan a anularse entre sí. Sin embargo, hay un componente de 30 Hz que tiene algunos efectos perniciosos.
Los diseños DVOR utilizan todo tipo de mecanismos para intentar compensar estos efectos. Los métodos elegidos son los principales puntos de venta de cada fabricante, y cada uno de ellos ensalza los beneficios de su técnica sobre sus rivales.
Tenga en cuenta que el Anexo 10 de la OACI limita el peor caso de modulación de amplitud de la subportadora al 40%. Un DVOR que no empleara alguna técnica para compensar los efectos de acoplamiento y combinación no cumpliría este requisito.
La precisión prevista del sistema VOR es ±1,4°. Sin embargo, los datos de las pruebas indican que el 99,94% de las veces un sistema VOR tiene menos de ±0,35° de error [ cita requerida ] . El monitoreo interno de una estación VOR la apagará o cambiará a un sistema de reserva si el error de la estación excede algún límite. Una baliza VOR Doppler normalmente cambiará o se apagará cuando el error de rumbo exceda 1,0°. [10] Las autoridades nacionales del espacio aéreo a menudo pueden establecer límites más estrictos. Por ejemplo, en Australia, se puede establecer un límite de alarma primaria tan bajo como ±0,5° en algunas balizas VOR Doppler. [ cita necesaria ]
ARINC 711 – 10 del 30 de enero de 2002, establece que la precisión del receptor debe estar dentro de 0,4° con una probabilidad estadística del 95% en diversas condiciones. Se puede esperar que cualquier receptor que cumpla con esta norma funcione dentro de estas tolerancias.
Todas las radiobalizas de navegación deben monitorear su propia salida. La mayoría tiene sistemas redundantes, de modo que el fallo de un sistema provocará el cambio automático a uno o más sistemas de reserva. Los requisitos de monitoreo y redundancia en algunos sistemas de aterrizaje por instrumentos (ILS) pueden ser muy estrictos.
La filosofía general seguida es que es preferible ninguna señal a una señal deficiente.
Las balizas VOR se monitorean a sí mismas al tener una o más antenas receptoras ubicadas lejos de la baliza. Las señales de estas antenas se procesan para monitorear muchos aspectos de las señales. Las señales monitoreadas están definidas en varios estándares estadounidenses y europeos. La norma principal es la norma ED-52 de la Organización Europea de Equipos de Aviación Civil (EuroCAE). Los cinco parámetros principales monitoreados son la precisión de la demora, los índices de modulación de señal variable y de referencia, el nivel de señal y la presencia de muescas (causadas por fallas de antena individuales).
Tenga en cuenta que las señales recibidas por estas antenas, en una baliza Doppler VOR, son diferentes de las señales recibidas por una aeronave. Esto se debe a que las antenas están cerca del transmisor y se ven afectadas por efectos de proximidad. Por ejemplo, la pérdida en el espacio libre procedente de antenas de banda lateral cercanas será 1,5 dB diferente (a 113 MHz y a una distancia de 80 m) de las señales recibidas desde las antenas de banda lateral lejana. Para un avión distante no habrá una diferencia mensurable. De manera similar, la tasa máxima de cambio de fase vista por un receptor proviene de las antenas tangenciales. Para el avión, estas trayectorias tangenciales serán casi paralelas, pero no es el caso para una antena cerca del DVOR.
La especificación de precisión de rumbo para todas las balizas VOR se define en el Convenio de la Organización de Aviación Civil Internacional sobre Aviación Civil Internacional , Anexo 10, Volumen 1.
Este documento establece que el desempeño de precisión de rumbo en el peor de los casos en un VOR convencional (CVOR) es ±4°. Se requiere que un VOR Doppler (DVOR) sea ±1°.
Todas las balizas de radionavegación se revisan periódicamente para garantizar que funcionan según los estándares nacionales e internacionales apropiados. Esto incluye balizas VOR, equipos de medición de distancia (DME), sistemas de aterrizaje por instrumentos (ILS) y balizas no direccionales (NDB).
Su rendimiento se mide mediante aviones equipados con equipos de prueba. El procedimiento de prueba del VOR consiste en volar alrededor de la baliza en círculos a distancias y altitudes definidas, y también a lo largo de varios radiales. Estos aviones miden la intensidad de la señal, los índices de modulación de las señales de referencia y variables, y el error de demora. También medirán otros parámetros seleccionados, según lo soliciten las autoridades del espacio aéreo local/nacional. Tenga en cuenta que se utiliza el mismo procedimiento (a menudo en la misma prueba de vuelo) para comprobar el equipo de medición de distancias (DME).
En la práctica, los errores de demora a menudo pueden exceder los definidos en el Anexo 10, en algunas direcciones. Esto suele deberse a efectos del terreno, edificios cerca del VOR o, en el caso de un DVOR, algunos efectos de contrapeso. Tenga en cuenta que las balizas Doppler VOR utilizan un plano de tierra elevado que se utiliza para elevar el patrón de antena efectivo. Crea un lóbulo fuerte en un ángulo de elevación de 30° que complementa el lóbulo de 0° de las propias antenas. Este plano de tierra se llama contrapeso. Sin embargo, un contrapeso rara vez funciona exactamente como se esperaría. Por ejemplo, el borde del contrapeso puede absorber y volver a irradiar señales de las antenas, y puede tender a hacerlo de manera diferente en algunas direcciones que en otras.
Las autoridades nacionales del espacio aéreo aceptarán estos errores de marcación cuando se produzcan en direcciones que no sean las rutas de tráfico aéreo definidas. Por ejemplo, en zonas montañosas, el VOR sólo puede proporcionar suficiente intensidad de señal y precisión de orientación a lo largo de una trayectoria de aproximación a la pista.
Las balizas VOR Doppler son intrínsecamente más precisas que los VOR convencionales porque se ven menos afectadas por los reflejos de colinas y edificios. La señal variable en un DVOR es la señal FM de 30 Hz; en un CVOR es la señal AM de 30 Hz. Si la señal AM de una baliza CVOR rebota en un edificio o colina, la aeronave verá una fase que parece estar en el centro de fase de la señal principal y la señal reflejada, y este centro de fase se moverá a medida que gira el haz. En una baliza DVOR, la señal variable, si se refleja, parecerá ser dos señales de FM de intensidades desiguales y fases diferentes. Dos veces por ciclo de 30 Hz, la desviación instantánea de las dos señales será la misma y el bucle de bloqueo de fase se confundirá (brevemente). A medida que las dos desviaciones instantáneas se separan nuevamente, el bucle de fase bloqueada seguirá la señal con mayor intensidad, que será la señal de línea de visión. Sin embargo, si la separación de fase de las dos desviaciones es pequeña, será menos probable que el bucle de bloqueo de fase se bloquee en la señal verdadera durante un porcentaje mayor del ciclo de 30 Hz (esto dependerá del ancho de banda de la salida del circuito de fase). comparador en el avión). En general, algunas reflexiones pueden causar problemas menores, pero suelen ser de un orden de magnitud menores que en una baliza CVOR.
Si un piloto quiere acercarse a la estación VOR desde el este, entonces el avión tendrá que volar hacia el oeste para llegar a la estación. El piloto utilizará el OBS para girar el dial de la brújula hasta que el número 27 (270°) se alinee con el puntero (llamado índice primario ) en la parte superior del dial. Cuando la aeronave intercepte el radial de 90° (hacia el este de la estación VOR), la aguja estará centrada y el indicador Hacia/Desde mostrará "Hacia". Observe que el piloto configura el VOR para indicar el recíproco; la aeronave seguirá el radial de 90° mientras que el VOR indica que el rumbo "hacia" la estación VOR es de 270°. A esto se le llama "procedimiento de entrada por la radial 090". El piloto sólo necesita mantener la aguja centrada para seguir el rumbo hasta la estación VOR. Si la aguja se descentra, el avión girará hacia la aguja hasta que se centre nuevamente. Después de que la aeronave pase sobre la estación VOR, el indicador Hacia/Desde indicará "Desde" y la aeronave se alejará en el radial de 270°. La aguja del CDI puede oscilar o alcanzar su escala completa en el "cono de confusión" directamente sobre la estación, pero se volverá a centrar una vez que la aeronave haya volado una distancia corta más allá de la estación.
En la ilustración de la derecha, observe que el anillo de rumbo está colocado en 360° (norte) en el índice principal, la aguja está centrada y el indicador To/From muestra "TO". El VOR indica que la aeronave está en el rumbo de 360° (norte) hacia la estación VOR (es decir, la aeronave está al sur de la estación VOR). Si el indicador Hacia/Desde mostrara "Desde", significaría que la aeronave estaba en el radial de 360° desde la estación VOR (es decir, la aeronave está al norte del VOR). Tenga en cuenta que no hay absolutamente ninguna indicación de en qué dirección vuela el avión. El avión podría estar volando hacia el oeste y esta instantánea del VOR podría ser el momento en que cruzó el radial de 360°.
Antes de usar un indicador VOR por primera vez, se puede probar y calibrar en un aeropuerto con una instalación de prueba VOR o VOT. Un VOT se diferencia de un VOR en que reemplaza la señal direccional variable por otra señal omnidireccional, en cierto sentido transmitiendo un radial de 360° en todas las direcciones. El receptor NAV se sintoniza en la frecuencia VOT, luego se gira el OBS hasta que la aguja esté centrada. Si el indicador lee dentro de los cuatro grados de 000 con la bandera DESDE visible o 180 con la bandera HACIA visible, se considera utilizable para la navegación. La FAA exige pruebas y calibración de un indicador VOR no más de 30 días antes de cualquier vuelo bajo IFR. [23]
Hay muchos métodos disponibles para determinar qué rumbo volar para interceptar un radial desde la estación o un rumbo hacia la estación. El método más común implica el acrónimo TITPIT. El acrónimo significa Sintonizar – Identificar – Girar – Paralelo – Interceptar – Seguir. Cada uno de estos pasos es muy importante para garantizar que la aeronave se dirija hacia donde se dirige. Primero, sintonice la frecuencia VOR deseada en la radio de navegación; segundo y más importante, identifique la estación VOR correcta verificando el código Morse escuchado con la carta seccional. En tercer lugar, gire la perilla VOR OBS al radial (DESDE) o rumbo (HACIA) deseado de la estación. Cuarto, incline la aeronave hasta que el indicador de rumbo indique el radial o rumbo establecido en el VOR. El quinto paso es volar hacia la aguja. Si la aguja está hacia la izquierda, gire a la izquierda entre 30 y 45° y viceversa. El último paso es, una vez centrada la aguja del VOR, girar el rumbo de la aeronave nuevamente al radial o rumbo para rastrear el radial o rumbo volado. Si hay viento, será necesario un ángulo de corrección del viento para mantener centrada la aguja del VOR.
Existe otro método para interceptar un radial VOR y se alinea más estrechamente con el funcionamiento de un HSI ( Indicador de situación horizontal ). Los primeros tres pasos anteriores son los mismos; afinar, identificar y torcer. En este punto, la aguja VOR debe desplazarse hacia la izquierda o hacia la derecha. Mirando el indicador VOR, los números en el mismo lado de la aguja siempre serán los títulos necesarios para devolver la aguja al centro. Luego se debe girar el rumbo de la aeronave para alinearse con uno de esos rumbos sombreados. Si se hace correctamente, este método nunca producirá detección inversa. El uso de este método garantizará una comprensión rápida de cómo funciona una HSI, ya que la HSI muestra visualmente lo que estamos tratando de hacer mentalmente.
En el diagrama adyacente, una aeronave vuela con un rumbo de 180° mientras se encuentra a 315° del VOR. Después de girar el mando OBS a 360°, la aguja se desvía hacia la derecha. La aguja sombrea los números entre 360 y 090. Si el avión gira hacia un rumbo en cualquier lugar dentro de este rango, interceptará el radial. Aunque la aguja se desvía hacia la derecha, la forma más corta de girar hacia el rango sombreado es hacia la izquierda.
