ES2335079B1 - Sistema localizador que utiliza radiobalizas personales. - Google Patents
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Abstract
Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales. El sistema comprende también al menos un dispositivo
controlador-receptor con una antena y una
antena-receptor GPS, asociado a un medio de
visualización. Cada radiobaliza GPS, y al activarse emite una señal
analógica de socorro cuya onda moduladora consiste en unos barridos
de audiofrecuencia descendente separados por zonas de silencio que
puede recibirse y ser demodulada por el dispositivo
controlador-receptor. En las zonas de silencio de
la señal analógica de socorro se insertan respectivas señales
moduladoras binarias, procedentes de las respectivas radiobalizas,
que transportan datos con informaciones adicionales obtenidas
mediante la antena-receptor GPS de la radiobaliza,
cuyo instante de transmisión para cada radiobaliza está regido por
la información de tiempo del sistema GPS, y que también pueden
recibirse y ser demoduladas por el dispositivo
controlador-receptor.
Description
Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales.
La presente invención se refiere a un sistema de
localización que utiliza radiobalizas personales, y que tiene una
especial aplicación en las tareas de búsqueda y rescate de personas
y objetos.
Existen sistemas empleados en las tareas de
búsqueda y rescate de personas basados en la utilización de
radiobalizas portadas por las personas a las que se desea
localizar. Estos sistemas pueden tener múltiples aplicaciones en
tareas de control y seguimiento de personas de cara a su seguridad
y su posible rescate en situaciones de emergencia. Por ejemplo,
pueden tener una especial aplicación en las tareas de búsqueda y
rescate de personas que caen al mar accidentalmente desde una
embarcación, o en el control de los miembros de patrullas
forestales en misión de extinción de incendios. Estos sistemas
también son aplicables a la búsqueda y rescate de objetos.
En el caso concreto de los sistemas de búsqueda
y rescate de náufragos (incidentes del tipo "hombre al agua"),
la radiobaliza personal suele llevarse en el chaleco salvavidas y
emite una señal analógica de socorro en 121,5 MHz o 243 MHz que se
recibe en el puente de gobierno del barco.
La forma de onda de la señal de socorro en 121,5
MHz o 243 MHz está definida por la recomendación de la Unión
Internacional de Telecomunicaciones ITU-R
M.690-1 ("Características técnicas de las
radiobalizas de localización de siniestros que funcionan con
frecuencias portadoras de 121,5 MHz y 243 MHz"). Aunque esta
recomendación fue prevista para las radiobalizas de siniestros (como
naufragios de buques) ha sido también adoptada como la señal
analógica de socorro que emiten las radiobalizas personales en
incidentes del tipo "hombre al agua" que son, típicamente,
resueltos desde el propio buque (es decir, "en proximidad").
La norma europea ETSI EN 300 152-1
("Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM);
Maritime Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRBs)
intended for use on the frequency 121,5 MHz or the frequencies
121,5 MHz and 243 MHz for homing purposes only; Part 1: Technical
characteristics and methods of measurement") es un ejemplo de
cómo la comunidad internacional está adoptando la forma de onda
definida por la recomendación ITU-R
M.690-1 para los incidentes del tipo "hombre al
agua".
Existen otro tipo de sistemas localizadores con
radiobalizas que utilizan señales digitales y presentan diferencias
sustanciales con respecto a los sistemas descritos anteriormente
para incidentes del tipo "hombre al agua" (también llamados
sistemas localizadores "en proximidad").
Por ejemplo, las radiobalizas de siniestros
(como naufragios de buques) también se utilizan en el ámbito
marítimo y están diseñadas para liberarse por sí solas en caso de
hundimiento del buque. La señal de socorro es transmitida con la
potencia necesaria para alcanzar el sistema de satélites
CORPAS-SARSAT, el cual recoge la señal de socorro y
la retransmite más tarde cuando pasa sobre determinadas estaciones
en tierra. La señal de socorro se emite en 406 MHz (también existen
satélites operando en 121,5 MHz que previsiblemente cesarán su
servicio en esta frecuencia). Las acciones de socorro de este tipo
de siniestro difieren de las acciones en los incidentes de tipo
"hombre al agua", ya que en éstos el incidente debe ser
resuelto por el propio buque sin llegar a alertar al sistema de
satélites CORPAS-SARSAT (reservado para la
resolución de siniestros), cuya velocidad de respuesta es
sustancialmente menor que la del propio buque.
Un tipo de radiobalizas de siniestros son las
radiobalizas EPIRB (radiobaliza indicadora de posición de
emergencia: "Emergency Position Information Radio Beacon", en
inglés). Usualmente, las radiobalizas de tipo EPIRB transmiten
información de datos en 406 MHz a los satélites
CORPAS-SARSAT utilizando una señal digital diferente
a la señal analógica de socorro de las radiobalizas personales.
Dicha señal de las radiobalizas EPIRB la define la recomendación de
la Unión Internacional de Telecomunicaciones ITU-R
M.633-2 ("Transmission characteristics of a
satellite emergency position-indicating radio beacon
(satellite EPIRB) system operating through a satellite system in
the 406 MHz band").
La patente de EE.UU. US 6388617 proporciona una
radiobaliza de tipo EPIRB, de las utilizadas para enviar una señal
de emergencia desde un barco al sistema de satélites cuando éste se
encuentra en apuros y requiere ayuda. Dicha patente, que, como se
ha indicado, está orientada hacia balizas de tipo EPIRB, en lugar
de radiobalizas personales (conocidas también por sus siglas en
inglés como PLB: "Personal Locator Beacon"), hace uso del
sistema de navegación GPS ("Global Positioning System", o
sistema de posicionamiento global) para obtener información de
posición geográfica. Esta patente propone un sistema que reduce el
consumo de la batería de la radiobaliza a la vez que conserva los
datos recientes de la información obtenida por GPS en la memoria de
la radiobaliza, lo que permite ampliar la duración de la
batería.
Existen además radiobalizas personales en 406
MHz/121,5 MHz, que se emplean preferentemente en aplicaciones
terrestres para el auxilio en incidentes de montañismo o senderismo.
Se trata de radiobalizas que se activan manualmente por el usuario,
y que transmiten la señal de socorro en 406 MHz para ser captada por
el sistema de satélites CORPAS-SARSAT. Este tipo de
radiobalizas emiten también, con menor potencia, una señal de 121,5
MHz que se utiliza para la localización final en proximidad. Para
hacer uso de este servicio es necesario el registro personal del
portador de la radiobaliza ante el NESDIS (National Environmental
Satellite, Data and Information Device). Se trata de un servicio
del gobierno de los EE.UU. por medio de la NOAA (National Oceanic
& Atmospheric Administration). Estas radiobalizas, en general,
no son aptas para aplicaciones del tipo
"hombre-al-agua", ya que su
señal no se recibe en el puente de gobierno del buque y no suelen
estar equipadas con un mecanismo automático de activación en caso
de inmersión.
En general, las radiobalizas (personales o de
tipo EPIRB) que hacen uso del sistema de satélites
CORPAS-SARSAT no pueden ofrecer ayuda inmediata,
dado que el tiempo mínimo de respuesta de este sistema puede
estimarse en alrededor de 90 minutos.
Volviendo a los sistemas localizadores para
incidentes del tipo "hombre al agua" (también llamados sistemas
localizadores "en proximidad") en la mencionada recomendación
ITU-R M.690-1 se describe que la
señal analógica de socorro no transporta más información que una
señal audio característica, permitiendo a los receptores en 121,5
MHz o 243 MHz la demodulación de una señal de alarma en el momento
del incidente "hombre al agua". Por tanto, el uso de este tipo
de señal auditiva sólo permite la alerta sin facilitar las tareas
de búsqueda y localización.
Algunos receptores, utilizando técnicas de
radiogoniometría, logran indicar también la dirección de llegada de
la señal de socorro, sin poder aportar más información dadas las
limitaciones intrínsecas de la señal de socorro definida por la
recomendación ITU-R M.690-1. Debido
sus características, estos receptores no gestionan de manera
adecuada aquellas situaciones en las que hay más de una radiobaliza
activa, al no poder indicar la correcta dirección de dos o más
radiobalizas activas a la vez.
Existen también radiobalizas personales que
transmiten la señal de socorro en 121,5 MHz junto con una llamada
selectiva digital (en inglés, Digital Selective Calling) en otra
frecuencia de VHF.
La patente española ES 2014359 ("Sistema de
alarma y localización por señales de radio") es un ejemplo de un
sistema emisor-receptor con señal de alarma
acústica y/u óptica y que permite conocer en qué dirección se
encuentra el náufrago.
A pesar de que existen múltiples sistemas de
localización que emplean radiobalizas personales que emiten señales
analógicas de socorro, dichos sistemas presentan el inconveniente
de que, en aquellos casos en los que se activan más de una
radiobaliza, la gestión del sistema puede ser problemática.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema localizador en proximidad mediante
radiobalizas personales que permita identificar y posicionar
separadamente, y sin interferencias, las emisiones de varias
radiobalizas simultáneamente activas, todo ello de manera
inmediata.
La invención se refiere a un sistema localizador
que utiliza radiobalizas personales, el cual comprende también al
menos un dispositivo controlador-receptor que
comprende una antena y una antena-receptor GPS y
está asociado a un medio de visualización, en el que cada una de
dichas radiobalizas personales comprende una antena y una
antena-receptor GPS, de modo que las radiobalizas
personales al activarse pueden emitir una señal analógica de socorro
cuya onda moduladora consiste en unos barridos de audiofrecuencia
descendente separados por zonas de silencio que puede recibirse y
ser demodulada por el al menos un dispositivo
controlador-receptor, en el que mediante la
antena-receptor GPS de la radiobaliza pueden
obtenerse diversas informaciones adicionales, de manera que en las
zonas de silencio de la señal de socorro se insertan respectivas
señales moduladoras binarias, procedentes de las respectivas
radiobalizas, que transportan datos con las diversas informaciones
adicionales obtenidas mediante la antena-receptor
GPS de la radiobaliza, cuyo instante de transmisión para cada
radiobaliza está regido por la información de tiempo suministrada
por el sistema GPS, y que también pueden recibirse y ser
demoduladas por el al menos un dispositivo
controlador-receptor.
Mediante la inserción de señales moduladoras
binarias en las zonas de silencio de la señal analógica de socorro
y el hecho de que el instante de transmisión de dichas señales para
cada radiobaliza esté regido por el sistema GPS, se consigue que
cada radiobaliza transmita la señal adicional correspondiente en un
instante designado, evitando con ello las interferencias entre las
emisiones de varias radiobalizas activas simultáneamente.
Según realizaciones adicionales de la invención,
la señal analógica de socorro puede ser en 121,5 MHz o en 243
MHz.
Por tanto, una ventaja adicional del sistema es
que puede emplearse con los receptores actualmente en servicio en
las frecuencias de 121,5 MHz o 243 MHz.
Según otra realización de la invención, las
seriales moduladoras binarias comprenden datos de las coordenadas
de posición geográfica y del instante de activación de la
radiobaliza.
Según otra realización de la invención, las
señales moduladoras binarias son señales FSK ("Frequency
Shift Keying").
De acuerdo con otra realización de la invención,
las señales moduladoras binarias son señales PSK ("Phase Shift
Keying").
Preferentemente la forma de la onda moduladora
de la señal analógica de socorro consiste en un barrido de
audiofrecuencia descendente en una gama no menor de 700 Hz, entre
1600 Hz y 300 Hz, y con una frecuencia de repetición de barrido de 2
a 4 veces por segundo.
Más preferentemente, el barrido de
audiofrecuencia descendente se efectúa entre 1200 Hz y 400 Hz.
Por tanto, otra ventaja adicional sería la
rapidez de la repetición del barrido, lo que permitiría en
relativamente poco tiempo obtener los datos de varias
radiobalizas.
Según otra realización de la invención el medio
de visualización es una pantalla de radar.
Según otra realización de la invención el medio
de visualización es una pantalla con interfaz de usuario.
Según otra realización de la invención, las
radiobalizas van integradas en una prenda de tipo chaleco o
similar.
De acuerdo con otra realización de la invención
las radiobalizas se activan mediante un mecanismo automático de
activación por inmersión en agua.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describirá una realización
ilustrativa, y en ningún sentido limitativa, del objeto de la
presente invención, haciendo referencia a los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
La figura 1 muestra un esquema básico del
sistema localizador de la invención, con una radiobaliza
personal.
La figura 2 muestra una gráfica de la frecuencia
en función del tiempo, correspondiente a la señal analógica de
socorro y a las inserciones de las señales de datos en las zonas de
silencio de la señal analógica de socorro.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 ilustra de manera muy esquemática el
sistema localizador de la invención, en el que se ha representado
una radiobaliza personal y un receptor. No obstante, en la mayoría
de los casos los sistemas de localización constarán de varias
radiobalizas personales y uno o más dispositivos receptores o
controladores-receptores.
El dispositivo
controlador-receptor puede consistir en un
ordenador de panel que integra el receptor capaz de recibir la
señal analógica proveniente de las radiobalizas. Dicho dispositivo
puede comprender además una antena, una
antena-receptor GPS (que, en aplicaciones de
salvamento marítimo, permite conocer la posición del buque) y estar
asociado a un medio de visualización (que puede ser, por ejemplo,
una pantalla con interfaz de usuario). En esta pantalla se puede
situar, por ejemplo, la información geográfica de posición que
transmiten las radiobalizas. El dispositivo
controlador-receptor también puede, por ejemplo,
entregar la información recibida por las radiobalizas personales a
la pantalla de radar del barco, lo que permite concentrar toda la
representación gráfica en un sistema.
Por su parte, cada una de las radiobalizas
personales comprende una antena y una
antena-receptor GPS. Al activarse las radiobalizas
personales, emiten una señal analógica de socorro cuya onda
moduladora consiste en unos barridos de audiofrecuencia descendente
(se representan gráficamente en la figura 2 con la indicación
"Audio") separados por zonas de silencio. Esa señal analógica
es recibida y demodulada por el dispositivo
controlador-receptor. Además, la
antena-receptor GPS de la radiobaliza permite
obtener diversas informaciones adicionales, como los instantes
precisos de ocurrencia (o "tics") de los segundos (es decir, la
señal PPS, en inglés "Pulse Per Second", del sistema GPS).
Como se observa en la figura 2, en las zonas de
silencio de la señal analógica de socorro se insertan respectivas
señales moduladoras binarias (representadas como DATOS 1, DATOS 2,
etc.), procedentes, respectivamente, de las radiobalizas 1, 2, etc.
Dichas señales transportan datos con las diversas informaciones
adicionales obtenidas mediante la antena-receptor
GPS de la radiobaliza correspondiente. Además, el instante de
transmisión para cada radiobaliza está regido por la información de
tiempo suministrada por el sistema GPS. Dichas señales moduladoras
binarias también son transmitidas al dispositivo
controlador-receptor, que asimismo puede recibirlas
y demodularlas.
Preferentemente, en aplicaciones de salvamento
marítimo para incidentes de tipo "hombre al agua", la señal
analógica de socorro se transmite en 121,5 MHz o en 243 MHz, según
establece la recomendación ITU-R
M.690-1.
\newpage
Los datos que comprenden las señales moduladoras
binarias pueden ser las coordenadas de posición geográfica
(longitud y latitud) y el instante de activación de la radiobaliza.
En el caso de aplicaciones de salvamento marítimo, este instante de
activación de la radiobaliza deberá coincidir con el momento de la
inmersión de la radiobaliza en el agua.
Las señales moduladoras binarias (o señales de
datos) indicadas anteriormente pueden ser, por ejemplo señales FSK
("Frequency Shift Keying", en inglés), señales PSK ("Phase
Shift Keying", en inglés), etc.
Como se describe en la recomendación
ITU-R M.690-1, la forma de onda
moduladora de la señal de socorro consiste en barrido de
audiofrecuencia descendente en una gama no menor que 700 Hz, entre
1600 y 300 Hz, y con una frecuencia de repetición de barrido de 2 a
4 veces por segundo. Una implementación típica de esta forma de onda
moduladora son dichos barridos separados por zonas de silencio, como
se puede observar en la figura 2. En una realización preferida de la
invención, dicho barrido de audiofrecuencia descendente se efectúa
entre 1200 Hz y
400 Hz.
400 Hz.
Es de destacar que el sistema localizador de la
invención tiene múltiples aplicaciones, como las tareas de búsqueda
y rescate de personas que caen al mar accidentalmente desde una
embarcación (salvamento marítimo), la búsqueda y recuperación de
objetos (en aplicaciones militares, por ejemplo, torpedos de
entrenamiento), el control de los miembros de patrullas forestales
en misión de extinción de incendios y, en general, el control
simultáneo de la posición de los componentes de cualquier grupo de
elementos móviles.
Como hemos indicado, una de sus principales
aplicaciones es en las tareas de salvamento marítimo (incidentes
"hombre al agua"). En este caso, la radiobaliza personal iría
integrada en una prenda del náufrago, normalmente el chaleco
salvavidas. En el puente de gobierno del barco se encontraría el
dispositivo controlador-receptor, que podría recibir
tanto la señal analógica de socorro en 121,5 MHz o 243 MHz como
señales de datos de la radiobaliza personal, como pueden ser su
posición geográfica o el instante de caída al agua. En esta
aplicación concreta, las radiobalizas personales se activarían
mediante un mecanismo automático de activación por inmersión en agua
de los habitualmente empleados.
De acuerdo con la figura 2, cuando una persona
cae al agua su radiobaliza envía la señal analógica de socorro
("Audio") y la señal de datos correspondiente (DATOS 1). El
instante en el que dicha señal DATOS 1 es transmitida se rige por
la información de tiempo que proporciona el sistema GPS. Así,
cuando se produce la caída al agua de una segunda persona, su
radiobaliza emitirá también su señal de datos correspondiente (DATOS
2) en un instante diferente al de transmisión de la señal DATOS 1 y
regido asimismo por la información de tiempo que proporciona el
sistema GPS. De igual modo sucedería con las sucesivas
radiobalizas. Así, en el caso de encontrarse varias radiobalizas
simultáneamente activadas, cada una de ellas transmitiría en un
instante designado, con lo que se evitarían las interferencias
entre las emisiones de dichas radiobalizas y se permitiría su fácil
identificación y detección de posición por separado.
Aunque se ha descrito y representado una
realización de la invención, es evidente que pueden introducirse en
ella modificaciones comprendidas dentro del alcance del mismo, no
debiendo considerarse limitado éste a dicha realización, sino
únicamente al contenido de las reivindicaciones siguientes.
Claims (12)
1. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, el cual comprende también al menos un dispositivo
controlador-receptor que comprende una antena y una
antena-receptor GPS y está asociado a un medio de
visualización, en el que cada una de dichas radiobalizas personales
comprende una antena y una antena-receptor GPS, de
modo que las radiobalizas personales al activarse pueden emitir
una señal analógica de socorro cuya onda moduladora consiste en unos
barridos de audiofrecuencia descendente separados por zonas de
silencio que puede recibirse y ser demodulada por el al menos un
dispositivo controlador-receptor, en el que mediante
la antena-receptor GPS de la radiobaliza pueden
obtenerse diversas informaciones adicionales, caracterizado
porque en las zonas de silencio de la señal analógica de socorro se
insertan respectivas señales moduladoras binarias, procedentes de
las respectivas radiobalizas, que transportan datos con las diversas
informaciones adicionales obtenidas mediante la
antena-receptor GPS de la radiobaliza, cuyo instante
de transmisión para cada radiobaliza está regido por la información
de tiempo suministrada por el sistema GPS, y que también pueden
recibirse y ser demoduladas por el al menos un dispositivo
controlador-receptor.
2. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según la reivindicación 1, caracterizado porque
la señal analógica de socorro es en 121,5 MHz.
3. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según la reivindicación 1, caracterizado porque
la señal analógica de socorro es en 243 MHz.
4. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las señales moduladoras binarias
comprenden datos de las coordenadas de posición geográfica y del
instante de activación de la radiobaliza.
5. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las señales moduladoras binarias son
señales FSK ("Frequency Shift Keying", en inglés).
6. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque las señales moduladoras binarias son señales PSK ("Phase
Shift Keying", en inglés).
7. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la forma de la onda moduladora de la
señal analógica de socorro consiste en un barrido de
audiofrecuencia descendente en una gama no menor de 700 Hz, entre
1600 Hz y 300 Hz, y con una frecuencia de repetición de barrido de 2
a 4 veces por segundo.
8. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según la reivindicación 7, en el que el barrido de
audiofrecuencia descendente se efectúa entre 1200 Hz y 400 Hz.
9. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el medio de visualización es una
pantalla de radar.
10. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque el medio de visualización es una
pantalla con interfaz de usuario.
11. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las radiobalizas van integradas en una
prenda de tipo chaleco o similar.
12. Sistema localizador que utiliza radiobalizas
personales, según la reivindicación 11, caracterizado porque
las radiobalizas se activan mediante un mecanismo automático de
activación por inmersión en agua.
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2006
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Non-Patent Citations (2)
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Also Published As
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