Un marco de referencia es un sistema de coordenadas utilizado para medir posiciones, velocidades y aceleraciones de objetos. Proporciona un punto de referencia fijo o móvil que permite a ingenieros y científicos describir el movimiento de forma coherente. Las distintas aplicaciones utilizan marcos de referencia diferentes en función de la perspectiva requerida.
Tipos de marcos de referencia
Para entender el movimiento y la navegación es necesario definir el marco de referencia adecuado. Seleccionar el marco de referencia adecuado garantiza un seguimiento preciso del movimiento en diversas aplicaciones.
Marco de referencia inercial
Un sistema de referencia inercial permanece a velocidad constante, lo que significa que está en reposo o en movimiento sin aceleración. Los ingenieros utilizan este marco en física y navegación. En el espacio, los satélites orbitan la Tierra en un marco inercial en el que se aplican las leyes de Newton sin fuerzas externas. En el mar, el sistema de navegación de un barco utiliza un sistema inercial para calcular su trayectoria en aguas abiertas.
Marco centrado en la Tierra, fijo en la Tierra (ECEF)
Este marco gira con la Tierra, lo que lo hace útil para aplicaciones GPS y de geolocalización. Define 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 posición respecto a la superficie terrestre utilizando coordenadas ECEF.
Marco Norte-Este-Abajo (NED)
Los profesionales utilizan el marco NED como sistema de coordenadas local para los 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 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 el NED para seguir sus movimientos y mantener una navegación submarina precisa.
Bastidor
La estructura de la carrocería se mueve en conjunción con un objeto, normalmente alineándose con su estructura. Los ingenieros utilizan esta estructura para calcular la dinámica y controlar los movimientos. El piloto automático de un avión de combate, por ejemplo, estabiliza su orientación utilizando su propia estructura corporal. Un brazo robótico, por ejemplo, calcula los movimientos de sus articulaciones en relación con la estructura de su cuerpo.
Los marcos de referencia ayudan a definir el movimiento, garantizando la precisión de la navegación, el control y el seguimiento en aplicaciones aeroespaciales, marinas y robóticas.
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