Curso Básico y Avanzado para pilotos de RPAS Según el artículo 50.5.c, de la Ley 18/2014, de 15 de octubre. Navegación e interpretación de mapas Parte 1ª.
Índice 1. LA TIERRA: LATITUD, LONGITUD Y POSICIONAMIENTO...5 1.1. LA FORMA DE LA TIERRA: GEOIDE Y ELIPSOIDE...5 1.2. POLOS GEOGRÁFICOS Y MAGNÉTICOS...6 1.3. CÍRCULOS MAYORES Y MENORES...6 1.4. LONGITUD Y LATITUD...7 1.5. LÍNEAS ORTODRÓMICAS Y LOXODRÓMICAS...7 2. CARTAS AERONÁUTICAS: INTERPRETACIÓN Y USO...9 2.1. PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA...9 2.1.1. Clasificación según sus características métricas...9 2.1.2. Clasificación según sus características proyectivas...9 2.2. CONFORMIDAD...11 2.3. ESCALAS...12 2.4. MAPAS TOPOGRÁFICOS Y CARTAS AERONÁUTICAS...12 2.5. CARTAS AERONÁUTICAS...13 2.5.1. Características de la información...13 Navegación e interpretación de mapas 3
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1. LA TIERRA: LATITUD, LONGITUD Y POSICIONAMIENTO 1.1. La forma de la Tierra: Geoide y Elipsoide! La Geodesia es la ciencia que estudia la forma, dimensiones y campo gravitatorio de la tierra en territorios extensos.! Geoide. Esferoide tridimensional donde los puntos se encuentran en equilibrio entre las fuerzas de gravedad derivadas de los otros puntos del geoide y de los astros del sistema solar y la fuerza centrífuga debida a la rotación de la tierra. Representación del geoide. En líneas generales su altura es superior sobre las zonas continentales que sobre las oceánicas y constituye una línea de referencia, utilizada principalmente para medir posiciones en la vertical.! Elipsoide. Es una simplificación del geoide. Éste es un elipsoide de revolución que constituye una aproximación a la forma real de la tierra.! Elipsoide de referencia. Cada país utiliza un elipsoide local que se ajusta a su zona geográfica. Navegación e interpretación de mapas 5
Relación entre la superficie topográfica, geoide y elipsoide de referencia. 1.2. Polos geográficos y magnéticos! La tierra gira en torno a un eje que une los polos norte y sur verdaderos o geográficos, atravesando el centro de la tierra. Este eje de rotación tiene una ligera inclinación respecto al plano de la órbita alrededor del sol (eclíptica) de 23.45º, debido a ello los hemisferios norte y sur reciben una tasa de radiación solar desigual dependiendo de la época del año.! El polo magnético viene marcado por las líneas de fuerza resultantes del campo magnético de la tierra. Debido al movimiento del núcleo de la tierra se produce una deriva del campo magnético. Esto hace necesario actualizar estos desajustes observados entre los polos magnéticos y geográficos (declinación).! La declinación magnética es el ángulo comprendido entre el norte magnético (el marcado por las brújulas) y el norte geográfico o verdadero. Las variaciones hacia el este se consideran positivas y hacia el oeste negativas, debiendo sumarse o restarse al rumbo señalado por la brújula para obtener el norte geográfico. 1.3. Círculos mayores y menores! Los círculos mayores o máximos son aquellos que dividen a la tierra en dos partes iguales. El arco de círculo que une dos puntos cualesquiera situados en un círculo Navegación e interpretación de mapas 6
máximo representa la distancia más corta. Los meridianos conforma un arco de círculo máximo que converge en los polos, mientras que el ecuador es el único paralelo que forma un círculo máximo.! Los círculos menores son aquellos círculos que se pueden trazar sobre la superficie de la tierra pero que no representan un círculo máximo. Entre ellos se encuentra los paralelos como el trópico de cancer y capricornio (situados a 23º30' norte y sur del ecuador, respectivamente) y los círculos polares ártico y antártico (situado a 66º30' norte y sur del ecuador, respectivamente). 1.4. Longitud y latitud! Las líneas de longitud o meridianos están constituidas por las distintas líneas de unión de los polos geográficos por la superficie de la tierra. Estas líneas tienen como origen el meridiano de Greenwich, denominado también meridiano cero o de origen. La longitud de un punto situado hacia el Este (0 a 180º) o al Oeste (0 a -180º) es la medida angular, en grados decimales o en grados, minutos y segundos de dicho punto.! Las líneas de latitud o paralelos son el conjunto de líneas paralelas al ecuador que rodean la tierra. La latitud de un punto situado hacia el Norte o el Sur del ecuador es la medida angular en grados decimales o en grados, minutos y segundos de dicho punto. Sistema de coordenadas geográficas. Distribución de los meridianos y paralelos. 1.5. Líneas ortodrómicas y loxodrómicas! La ortodrómica es el arco, menor de 180º, del círculo máximo que une dos puntos. De manera que la ortodrómica es el camino más corto entre dos puntos de la superficie terrestre. Cuando dos puntos están separados exactamente 180º se conoce como antípodas. Navegación e interpretación de mapas 7
! Las líneas ortodrómicas presentan ángulos diferentes al cortar cada meridiano, de manera que hacen necesario la corrección continua del rumbo. Excepto cuando la ortodrómica coincide con un meridiano o con el ecuador.! La loxodrómica es la línea que une dos puntos de la superficie terrestre cortando a todos los meridianos con el mismo ángulo. La loxodrómica es más fácil de seguir, ya que no requiere correcciones del rumbo, siempre mantienen el mismo ángulo con el norte pero a cambio la distancia a recorrer es mayor. Línea ortodrómica y loxodrómica Navegación e interpretación de mapas 8
2. CARTAS AERONÁUTICAS: INTERPRETACIÓN Y USO 2.1. Proyección cartográfica! La proyección cartográfica es un sistema de representación gráfico que establece la relación entre los puntos de la superficie de la Tierra y los puntos de una superficie plana, mapa.! Las proyecciones se pueden clasificar en función de distintos criterios, cualidades métricas o características proyectivas. 2.1.1. Clasificación según sus características métricas! En el paso de la esfera al plano resultará imposible conservar simultáneamente todas las propiedades geométricas: ángulos, superficies y distancias. En función del parámetro a conservar se distinguen las siguientes proyecciones: Equidistantes. Una proyección cartográfica es equidistante cuando mantiene las distancias entre dos puntos situados en la superficie terrestre (distancia representada por el arco de círculo máximo que las une). Equivalentes. Una proyección cartográfica es equivalente cuando en el mapa se conservan las superficies del terreno, aunque las figuras dejen de ser semejantes. Se utilizan generalmente en mapas temáticos o parcelarios. Conformes. Una proyección cartográfica es conforme cuando mantiene los ángulos que forman dos líneas en la superficie terrestre. Este tipo de proyecciones se utilizan en cartas de navegación. Afiláctica. Una proyección cartográfica es afiláctica cuando no conserva ángulos, superficies ni distancias, pero las deformaciones son mínimas. 2.1.2. Clasificación según sus características proyectivas.! Se distinguen los siguientes tipos de proyecciones cartográficas: En las proyecciones cilíndricas se proyecta la superficie terrestre sobre una superficie cilíndrica, tangente o secante a la esfera. El eje del cilindro coincide con el eje de los polos, de manera que los meridianos están representados por rectas paralelas equidistantes y los paralelos por rectas perpendiculares a los anteriores que se van espaciando a medida que aumenta la latitud. Navegación e interpretación de mapas 9
Es una de las más utilizadas, aunque de forma modificada, debido a las grandes distorsiones que muestra en las latitudes altas (proyecciones pseudocilíndricas).ejemplos de este tipo de proyecciones son la de Mercator y la UTM (Universal Transversa de Mercator) En las proyecciones cónicas se proyecta la superficie terrestre sobre una superficie cónica tangente o secante a la esfera. El eje del cono coincide con la línea de los polos. En esta proyección los meridianos aparecen como rectas concurrentes al vértice del cono y forman ángulos iguales entre sí, mientras que los paralelos son circunferencias concéntricas cuyo centro es el vértice del cono. Ejemplo de estas proyecciones son las de Lambert y Bonne. En las proyecciones planas los puntos de la superficie terrestre son proyectados desde un punto llamado vértice de proyección sobre un plano tangente a un punto de la superficie de la Tierra, llamado centro de proyección. En este tipo de proyecciones se mantienen las propiedades geométricas alrededor del centro de proyección, aumentando las distorsiones según nos alejamos del centro de este punto. Las proyecciones planas a su vez se pueden clasificar en función de la posición del vértice respecto de la esfera y en función del plano tangente a esta. " En función de la posición del vértice se habla de proyecciones gnómicas cuando el vértice coincide con el centro de la esfera (se utilizan en cartas de navegación marítima y aérea y para representar zonas polares), estereográficas cuando el vértice está situado sobre la superficie de la esfera, ortográficas cuando el vértice de proyección se encuentra a una distancia infinita de la esfera terrestre y escenográficas cuando el vértice de proyección es un punto exterior de la esfera a una distancia finita de la esfera. " En función de la posición del plano tangente a la esfera estas pueden ser polares o ecuatoriales, meridianas o transversas (cualquier meridiano con el ecuador) y oblicuas u horizontales (el punto de tangencia se sitúa en cualquier punto de la superficie de la esfera que no sea ni el ecuador ni los polos). Navegación e interpretación de mapas 10
2.2. Conformidad! Una buena proyección cartográfica debería mantener el máximo número de las características de la superficie a representar, conservándose áreas, distancia y ángulos. Pero, como ya hemos visto, en una proyección cartográfica es imposible mantener todas sus características, por lo que hay que buscar soluciones intermedias.! Para la navegación aérea, la característica más importante del tipo de proyección es la conformidad, conservación de los ángulos, ya que limita las deformaciones. Una de las proyecciones usadas frecuentemente en navegación aérea es la proyección cónica conforme de Lambert. En esta proyección, una línea recta dibujada sobre la carta mostrará la distancia verdadera entre dos puntos. En esta proyección la distorsión es mínima a lo largo de los paralelos de referencia elegidos y se incrementa fuera de ellos.! Con la conformidad se busca que para pequeñas superficies se mantengan los ángulos, la escala sea igual en cualquier dirección y las líneas que representan los meridianos y paralelos se corten perpendicularmente. Navegación e interpretación de mapas 11
2.3. Escalas! La relación existente entre las distancias medidas en un plano o mapa y las correspondientes en la realidad se denomina escala. Por lo tanto, la escala es una proporción entre dos magnitudes lineales, independientemente del sistema de unidades de longitud que se utilice.! En general, los mapas, cualesquiera que sean sus características, están dibujados a una escala determinada que permite efectuar medidas y conocer la distancia exacta entre los diferentes puntos del terreno. La escala puede expresarse de tres formas distintas: numérica, gráfica y textual o literal. Escala numérica. Esta representada por una fracción que indica la relación entre la distancia medida entre dos puntos en el mapa (numerador) y la correspondiente en el terreno (denominador). Escala gráfica. Localizada normalmente en un margen, indica mediante una línea dividida en segmentos la equivalencia de las medidas en el mapa con las unidades terrestre de distancia. Escala textual. Indican literalmente la equivalencia entre las medidas del mapa y las distancias en el terreno. 2.4. Mapas topográficos y cartas aeronáuticas! Los mapas son representaciones gráficas de fenómenos concreto o abstractos localizados en la superficie de la Tierra o en cualquier parte del universo.! En líneas generales los mapas se pueden clasificar según la escala de trabajo o el propósito para el que han sido creados. Según la escala de trabajo: " Mapas de pequeña escala. Representan amplias zonas de la superficie terrestre. Normalmente engloba a aquellos mapas con escalas inferiores a 1:100.000. " Mapas de gran escala. Representan pequeñas zonas de la Tierra y suelen presentar mayor detalle de los elementos cartográficos. Según su propósito: " Mapas topográficos. Su objetivo es representar gráficamente los principales elementos que conforman la superficie terrestre (cursos de agua, vías de comunicación, poblaciones, etcétera) con una precisión adecuada a su escala. Navegación e interpretación de mapas 12
" Mapas temáticos. En este caso el propósito es localizar y cartografiar elementos particulares y puede abarcar una temática muy amplia: vegetación, geología, información económica o política, etcétera. El mapa base utilizado en estos casos será un mapa topográfico simplificado. 2.5. Cartas aeronáuticas! El Servicio de Información Aeronáutica (AIS) es el organismo responsable de la producción y distribución de las cartas aeronáuticas para el uso de la aviación civil en España.! http://www.enaire.es/csee/satellite/navegacion-aerea/es/page/1043396095624//serviciode-informacion-aeronautica-ais.html! Las series de cartas aeronáuticas disponibles en son muy variadas: cartas de radionavegación, cartas de áreas, planos de aeródromos / helipuertos, planos de obstáculos de aeródromos, cartas topográficas de aproximación de precisión, etcétera. Así como las escalas de las mismas, que pueden variar entre 1:1.000.000 ó 1:500.000 de las cartas aeronáuticas -OACI a una escala de 1:7.000 para los planos de un helipuerto o 1:3.000 para los planos de estacionamiento y atraque de aeronaves.! La información contenida en las cartas aeronáuticas que debería ser debidamente analizada durante la planificación de las operaciones. De manera resumida, es la siguiente: Información topográfica, relativa al relieve del terreno y de los obstáculos o elementos naturales o artificiales destacados que pueda haber (ríos, farallones rocosos, construcciones, tendidos eléctricos, etcétera). Es muy importante tener en cuenta que la escala de la carta influye en el detalle y representación de los distintos elementos. Información aeronáutica, situación e información relativa a los aeródromos, líneas de alta tensión y líneas telefónicas que constituyan obstáculos destacados, zonas prohibidas, restringidas o peligrosas para el tráfico aéreo, etcétera. 2.5.1. Características de la información! Las magnitudes de medida de uso más frecuente en las operaciones aeroterrestres, según lo establecido por la OACI, son: Navegación e interpretación de mapas 13
Magnitudes de medida más frecuente. Navegación e interpretación de mapas 14
Tabla de unidades de conversión. El sistema horario adoptado es el Tiempo Universal Coordinado (UTC), a menos que se especifique lo contrario. Superficie de referencia geodésica. Desde el 1 de enero de 1998 las coordenadas aeronáuticas estarán referidas al sistema de referencia geodésico WGS 84. La topografía básica utilizada en la elaboración de las cartas es la proporcionada por el Centro Nacional de Información Geográfica, serie BCN 200. En las cartas IAC y VAC sólo se indican los obstáculos de altura superior a los 100 m. Navegación e interpretación de mapas 15