Un sistema de referencia es un sistema de coordenadas utilizado para medir posiciones, velocidades y aceleraciones de objetos. Proporciona un punto de referencia fijo o móvil, lo que permite a los ingenieros y científicos describir el movimiento de manera consistente. Las diferentes aplicaciones utilizan diferentes sistemas de referencia según la perspectiva requerida.
Tipos de sistemas de referencia
La comprensión del movimiento y la navegación requiere la definición del sistema de referencia correcto. La selección del sistema de referencia adecuado garantiza un seguimiento preciso del movimiento en diversas aplicaciones.
Sistema de referencia inercial
Un sistema de referencia inercial permanece a velocidad constante, lo que significa que está en reposo o se mueve sin aceleración. Los ingenieros utilizan este sistema en física y navegación. En el espacio, los satélites orbitan la Tierra en un sistema inercial donde las leyes de Newton se aplican sin fuerzas externas. En el mar, el sistema de navegación de un buque asume un sistema inercial para calcular su trayectoria en aguas abiertas.
Sistema de Referencia Centrado en la Tierra, Fijo a la Tierra (ECEF)
Este marco gira con la Tierra, por lo que es útil para las aplicaciones de GPS y geolocalización. Define las posiciones utilizando los ejes X, Y y Z centrados en el núcleo de la Tierra. Por ejemplo, un receptor GNSS en un coche calcula su posición en el marco ECEF para proporcionar navegación en tiempo real. Lo mismo ocurre cuando el sistema de gestión de vuelo de un avión determina su ubicación relativa a la superficie de la Tierra utilizando las coordenadas ECEF.
Sistema de coordenadas Norte-Este-Abajo (NED)
Los profesionales utilizan el marco NED como sistema de coordenadas local para vehículos que operan cerca de la superficie terrestre. Este marco se alinea con las direcciones geográficas: Norte, Este y Abajo. La utilización de coordenadas NED por parte de un dron garantiza el mantenimiento de un posicionamiento preciso durante el ajuste de la trayectoria de vuelo. Un ejemplo análogo es el de un submarino, que utiliza NED para rastrear sus movimientos con el fin de mantener una navegación submarina precisa.
Sistema de Referencia del Cuerpo
El sistema de referencia del cuerpo se mueve junto con un objeto, normalmente alineándose con su estructura. Los ingenieros utilizan este sistema para calcular la dinámica y controlar los movimientos. El piloto automático de un avión de combate, por ejemplo, estabiliza su orientación utilizando su propio sistema de referencia del cuerpo. Un brazo robótico, por ejemplo, calcula los movimientos de sus articulaciones con relación a su sistema de referencia del cuerpo.
Los sistemas de referencia ayudan a definir el movimiento, garantizando una navegación, un control y un seguimiento precisos en aplicaciones aeroespaciales, marítimas y de robótica.
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