De GPS a las torres celulares: la Fuerza Aérea de EE.UU. encuentra una nueva forma de navegación para aviones

En marzo de 2020, sobre la soleada California, los pilotos de la Fuerza Aérea de EE.UU. realizaron un experimento inusual. Estaban probando un nuevo sistema de navegación capaz de determinar la posición del avión sin GPS. El objetivo del experimento era encontrar un sustituto confiable en caso de que el sistema de navegación principal fallara repentinamente.

El autor de esta tecnología innovadora es el profesor Zak Kassas de la Universidad Estatal de Ohio. Su sistema , llamado "SLAM" (Localización y Mapeo Simultáneos), utiliza señales de torres celulares para la navegación. Analiza un conjunto complejo de señales de radio de las estaciones base y crea un mapa del entorno basado en ellas.

En esencia, el programa analiza el código y las fases de las ondas portadoras, determinando la diferencia en el tiempo de llegada al receptor del avión en movimiento. Además, mide el efecto Doppler.

La clave del éxito del experimento fue el receptor innovador creado por el equipo de Kassas. Mientras que los modelos anteriores captaban solo una docena de ondas de radio a gran altitud, el nuevo dispositivo puede procesar simultáneamente más de cien señales diferentes.

Los resultados del experimento superaron las expectativas más audaces. El sistema pudo rastrear la posición del avión a más de 100 kilómetros y a diferentes altitudes con una precisión de varios metros. Sorprendentemente, las señales celulares resultaron ser lo suficientemente fuertes incluso a una altitud de 7 kilómetros. Durante uno de los vuelos de prueba, el sistema rastreó la ruta del avión de 43 km con una precisión de 7 metros.

Para verificar el funcionamiento del sistema en diversas condiciones, los pilotos realizaron maniobras variadas. Volaron en línea recta a una altitud constante, ascendieron y descendieron, simulando el movimiento de una montaña rusa. Esto permitió evaluar de manera integral las capacidades de la nueva tecnología.

El desarrollo del sistema SLAM se vuelve cada vez más relevante ante las crecientes amenazas para los sistemas de navegación satelital global (GNSS). Además de factores naturales como la debilitación de las señales GPS en ciudades con edificios altos o el riesgo de fallos debido a las erupciones solares, también representan una seria amenaza los delincuentes que intentan deliberadamente interrumpir la navegación satelital.

Las estadísticas muestran que el problema está adquiriendo una mayor magnitud. Solo en 2021 se registraron más de 10,000 intentos de suplantar o interferir con la señal GPS. A principios de este año, debido a interferencias masivas en las señales GPS en la región del Mar Báltico, las aerolíneas comerciales se vieron obligadas a suspender los vuelos durante 63 horas. Casos similares se reportaron en el Mediterráneo y sobre el Atlántico.

El profesor Kassas señala que, aunque durante las pruebas los datos no se procesaron en tiempo real, sino posteriormente, esto es solo una cuestión de ajuste técnico. "Nuestro objetivo era investigar cuestiones fundamentales y entender qué es posible y qué no", explicó el científico.