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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D3 - Telemetría GPS/IMU
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3184
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Adquisición GPS/IMU
¿Cómo se observan directamente el movimiento y la orientación del ave en vuelo libre?
Grupo 2: Grupo 2: Reconstrucción cinemática 3D
¿Cómo se transforma la observación instrumental en variables de estado de vuelo?
Grupo 3: Grupo 3: Corrección viento–velocidad aerodinámica
¿Cómo se obtiene la velocidad respecto al aire a partir de la velocidad respecto al suelo?
Grupo 4: Grupo 4: Firma de entorno extremo
¿Cómo deja el aire de baja densidad o la turbulencia una firma detectable en la trayectoria?
Grupo 5: Grupo 5: Detección de parada migratoria
¿Cómo se reconoce automáticamente una detención prolongada del avance migratorio?
Grupo 6: Grupo 6: Inferencia de reservas energéticas
¿Cómo se interpreta una parada migratoria como señal de agotamiento y recuperación de grasa?
Grupo 7: Grupo 7: Diagnóstico integrado de límites de vuelo
¿Cómo permite una trayectoria detectar tanto límites ambientales como energéticos?
ID:1080
Grupo 1: Grupo 1: Adquisición GPS/IMU
Descripción
¿Cómo se observan directamente el movimiento y la orientación del ave en vuelo libre?
Pregunta clave: ¿Cómo se observan directamente el movimiento y la orientación del ave en vuelo libre?
Un registrador GPS de alta frecuencia, capaz de fijar una posición al menos una vez por segundo, combinado con una unidad de medición inercial que integra un acelerómetro, un giróscopo y un magnetómetro, permite reconstruir la trayectoria tridimensional completa de un ave en vuelo libre, sin necesidad de observarla directamente ni de capturarla. Esta combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial es el método de observación más potente disponible para estudiar la dinámica del vuelo de un ave y los distintos modos en que esa ave vuela, porque entrega directamente las variables de estado del sistema de vuelo: la posición, la velocidad, el ángulo de trayectoria y la velocidad ascensional del ave en cada instante. Esta trayectoria tridimensional reconstruida es especialmente útil para estudiar cómo un ave responde a un entorno extremo: la altitud a la que vuela, extraída directamente de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, junto con los cambios en velocidad y ángulo de trayectoria que la unidad de medición inercial detecta cuando el ave enfrenta aire de baja densidad o turbulencia intensa, deja una firma distintiva en la trayectoria que puede extraerse de forma automática, sin necesidad de que un observador humano esté presente en ese tramo del vuelo. Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse. La misma trayectoria tridimensional también deja otra firma distintiva cuando un ave migratoria se detiene antes de completar una etapa larga: una parada migratoria se reconoce en la trayectoria porque la posición del ave deja de avanzar en la dirección de la migración durante un período prolongado, y esa parada, detectada automáticamente a partir de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, funciona como un indicador de que el ave ha agotado sus reservas de grasa y necesita detenerse a recuperarlas antes de seguir.
ID:7412
Grupo 2: Grupo 2: Reconstrucción cinemática 3D
Descripción
¿Cómo se transforma la observación instrumental en variables de estado de vuelo?
Pregunta clave: ¿Cómo se transforma la observación instrumental en variables de estado de vuelo?
Esta combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial es el método de observación más potente disponible para estudiar la dinámica del vuelo de un ave y los distintos modos en que esa ave vuela, porque entrega directamente las variables de estado del sistema de vuelo: la posición, la velocidad, el ángulo de trayectoria y la velocidad ascensional del ave en cada instante. Esta trayectoria tridimensional reconstruida es especialmente útil para estudiar cómo un ave responde a un entorno extremo: la altitud a la que vuela, extraída directamente de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, junto con los cambios en velocidad y ángulo de trayectoria que la unidad de medición inercial detecta cuando el ave enfrenta aire de baja densidad o turbulencia intensa, deja una firma distintiva en la trayectoria que puede extraerse de forma automática, sin necesidad de que un observador humano esté presente en ese tramo del vuelo. Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse. Para pasar de una a otra, hay que sustraerle a la velocidad respecto al suelo el vector viento que sopla en el mismo instante y lugar, un dato que el registrador GPS de alta frecuencia no mide por sí mismo y que debe obtenerse de radiosondas o de modelos meteorológicos. Sin embargo, la velocidad que este registrador GPS de alta frecuencia mide directamente es la velocidad respecto al suelo, mientras que los módulos aerodinámicos que describen la sustentación y el arrastre del ave necesitan, en cambio, la velocidad aerodinámica, la velocidad del ave respecto al aire que la rodea y no respecto al suelo.
ID:7413
Grupo 3: Grupo 3: Corrección viento–velocidad aerodinámica
Descripción
¿Cómo se obtiene la velocidad respecto al aire a partir de la velocidad respecto al suelo?
Pregunta clave: ¿Cómo se obtiene la velocidad respecto al aire a partir de la velocidad respecto al suelo?
Sin embargo, la velocidad que este registrador GPS de alta frecuencia mide directamente es la velocidad respecto al suelo, mientras que los módulos aerodinámicos que describen la sustentación y el arrastre del ave necesitan, en cambio, la velocidad aerodinámica, la velocidad del ave respecto al aire que la rodea y no respecto al suelo. Para pasar de una a otra, hay que sustraerle a la velocidad respecto al suelo el vector viento que sopla en el mismo instante y lugar, un dato que el registrador GPS de alta frecuencia no mide por sí mismo y que debe obtenerse de radiosondas o de modelos meteorológicos.
ID:7414
Grupo 4: Grupo 4: Firma de entorno extremo
Descripción
¿Cómo deja el aire de baja densidad o la turbulencia una firma detectable en la trayectoria?
Pregunta clave: ¿Cómo deja el aire de baja densidad o la turbulencia una firma detectable en la trayectoria?
Esta trayectoria tridimensional reconstruida es especialmente útil para estudiar cómo un ave responde a un entorno extremo: la altitud a la que vuela, extraída directamente de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, junto con los cambios en velocidad y ángulo de trayectoria que la unidad de medición inercial detecta cuando el ave enfrenta aire de baja densidad o turbulencia intensa, deja una firma distintiva en la trayectoria que puede extraerse de forma automática, sin necesidad de que un observador humano esté presente en ese tramo del vuelo. Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse. Esta combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial es el método de observación más potente disponible para estudiar la dinámica del vuelo de un ave y los distintos modos en que esa ave vuela, porque entrega directamente las variables de estado del sistema de vuelo: la posición, la velocidad, el ángulo de trayectoria y la velocidad ascensional del ave en cada instante. Sin embargo, la velocidad que este registrador GPS de alta frecuencia mide directamente es la velocidad respecto al suelo, mientras que los módulos aerodinámicos que describen la sustentación y el arrastre del ave necesitan, en cambio, la velocidad aerodinámica, la velocidad del ave respecto al aire que la rodea y no respecto al suelo. La misma trayectoria tridimensional también deja otra firma distintiva cuando un ave migratoria se detiene antes de completar una etapa larga: una parada migratoria se reconoce en la trayectoria porque la posición del ave deja de avanzar en la dirección de la migración durante un período prolongado, y esa parada, detectada automáticamente a partir de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, funciona como un indicador de que el ave ha agotado sus reservas de grasa y necesita detenerse a recuperarlas antes de seguir.
ID:7415
Grupo 5: Grupo 5: Detección de parada migratoria
Descripción
¿Cómo se reconoce automáticamente una detención prolongada del avance migratorio?
Pregunta clave: ¿Cómo se reconoce automáticamente una detención prolongada del avance migratorio?
La misma trayectoria tridimensional también deja otra firma distintiva cuando un ave migratoria se detiene antes de completar una etapa larga: una parada migratoria se reconoce en la trayectoria porque la posición del ave deja de avanzar en la dirección de la migración durante un período prolongado, y esa parada, detectada automáticamente a partir de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, funciona como un indicador de que el ave ha agotado sus reservas de grasa y necesita detenerse a recuperarlas antes de seguir. Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse.
ID:7416
Grupo 6: Grupo 6: Inferencia de reservas energéticas
Descripción
¿Cómo se interpreta una parada migratoria como señal de agotamiento y recuperación de grasa?
Pregunta clave: ¿Cómo se interpreta una parada migratoria como señal de agotamiento y recuperación de grasa?
La misma trayectoria tridimensional también deja otra firma distintiva cuando un ave migratoria se detiene antes de completar una etapa larga: una parada migratoria se reconoce en la trayectoria porque la posición del ave deja de avanzar en la dirección de la migración durante un período prolongado, y esa parada, detectada automáticamente a partir de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, funciona como un indicador de que el ave ha agotado sus reservas de grasa y necesita detenerse a recuperarlas antes de seguir. Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse.
ID:7417
Grupo 7: Grupo 7: Diagnóstico integrado de límites de vuelo
Descripción
¿Cómo permite una trayectoria detectar tanto límites ambientales como energéticos?
Pregunta clave: ¿Cómo permite una trayectoria detectar tanto límites ambientales como energéticos?
Estas dos firmas distintivas —la que deja un entorno extremo sobre la altitud y la velocidad del ave, y la que deja una parada migratoria sobre el avance de su posición— son las que convierten a la combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial en el método de observación más crítico para detectar, a partir de una sola trayectoria tridimensional reconstruida en el campo, tanto el momento en que un ave sana queda al límite de sus capacidades por las condiciones del aire que enfrenta, como el momento en que sus reservas de grasa ya no le alcanzan para seguir volando sin detenerse. Esta combinación de registrador GPS de alta frecuencia y unidad de medición inercial es el método de observación más potente disponible para estudiar la dinámica del vuelo de un ave y los distintos modos en que esa ave vuela, porque entrega directamente las variables de estado del sistema de vuelo: la posición, la velocidad, el ángulo de trayectoria y la velocidad ascensional del ave en cada instante. Esta trayectoria tridimensional reconstruida es especialmente útil para estudiar cómo un ave responde a un entorno extremo: la altitud a la que vuela, extraída directamente de la posición que entrega el registrador GPS de alta frecuencia, junto con los cambios en velocidad y ángulo de trayectoria que la unidad de medición inercial detecta cuando el ave enfrenta aire de baja densidad o turbulencia intensa, deja una firma distintiva en la trayectoria que puede extraerse de forma automática, sin necesidad de que un observador humano esté presente en ese tramo del vuelo. Un registrador GPS de alta frecuencia, capaz de fijar una posición al menos una vez por segundo, combinado con una unidad de medición inercial que integra un acelerómetro, un giróscopo y un magnetómetro, permite reconstruir la trayectoria tridimensional completa de un ave en vuelo libre, sin necesidad de observarla directamente ni de capturarla.
ID:7418