Ayudas a Navegacion1

8/8/2019 Ayudas a Navegacion1

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AYUDAS DE NAVEGACION


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AYUDAS A LA NAVEGACIONObjetivos Especficos

Describir el funcionamiento de las radioayudas NDB,VOR, DME

Describir el funcionamiento de los sistemas ILS y MLS

Describir el funcionamiento del sistema de navegacinGPS

Identificar los sitios y bibliografa donde buscarinformacin sobre radioayudas


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AYUDAS A LA NAVEGACION

Introduccin Radiofaro NDB

VOR ILS Radiobalizas DME MLS GPS


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INTRODUCCIN


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INTRODUCCIN Ondas electromagnticas

Radiogoniometra ( medicin de ngulos por medio de

ondas de radio) Radionavegacin ( conocer el lugar donde se transmiten

las ondas de radio detectndolas y dando unaindicacin)

Navegacin Area ( arte de determinar la posicin deuna aeronave y conducirla por la ruta deseada)


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INTRODUCCIN

Es necesario disponer de equipos a bordoy en tierra para conocer la posicin de la

aeronave o de la estacin terrena.

A estos diferentes sistemas se les llamaAYUDAS DE NAVEGACION


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DIAGRAMA GENERAL DE UN TX


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DIAGRAMA GENERAL RX


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INTRODUCCIN

Los ordenadores han idoasumiendo ms funciones ysustitucin de indicadoresconvencionales por nitidas

pantallas de TRC (Tubo deRayos Catodicos)

En estos se puede cambiar yseleccionar la informacinpresentada mediante la seleccinde opciones de menu(software)

Estos sistemas reciben e integranms cantidad de informacin,toman cada vez ms desicionese informan anomalaspresentadas en pantallas por cambios de color o tonos

preventivos


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RADIOFARO NDB


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RADIOFARO NDBSISTEMA ADF DE A BORDO


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RADIOFARO NDBCARTA DE NAVEGACIN

Los crculos concntricos hacen referencia a unaestacin NDB. En este caso se trata del NDB Quilmes e indica

que el mismo tiene una frecuencia de 210 Khz. y el cdigo deestacin es ILM .


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RADIOFARO NDB Partes del sistema

Tierra (Antena, Equipo Transmisor)NDB (Non Directional Beacon)

A bordo ( Antena, Equipo Receptor, Indicador) ADF (AutomaticDirectional Finder)

Frecuencia de operacin( 190 a 1750 Khz LF y MF).

La radiacin de la seal ser en todas las direcciones y su alcancedepender de la potencia radiada, clase de superficie donde se propaga yhora del da

La zona efectiva varia entre 80 y 100 NM circularmente. Identificacin

Cdigo Morse grupo de 2 0 3 letras Transmitidas a una velocidad de 7palabras por minutoEjemplo: NDB Zipaquira Frecuencia de 294Khz ZIP


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RADIOFARO NDB Clasificacin

De acuerdo a la potencia de la estacin terrestre y el usoque se les da:

Radiofaro tipo L Potencia menor de 50Wattusado en inmediaciones de los aeropuertos

Radiofaro Clase M Potencia de 50 a 200 Wutilizados en reas terminales

Radifaro Clase H Potencia Mayor a 200Wempleados en ruta

Radiofaros para ILS Potencia de 25 W o menos


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RADIOFARO NDB Limitaciones

Tormentas elctricas: generan radiacinelectromagntica generando confusin

Reflejo en la Ionosfera: debido a cambios enesta capa de da y noche Montaas y formaciones Orogrficas

afectan la seal de mayor forma al existiryacimientos ferromagnticoslas seales se difunden mejor sobre grandesextensiones de agua que sobre la tierra,generando cambios al pasar la lnea de costa


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RADIOFARO NDB Beneficios

Bajo costo de instalacin y mantenimiento Suministran procedimientos de aproximacin

instrumental en aerdromos pequeos de formaeconmica La seal no se transmite en lnea de vista,

permitiendo recepcin a bajas altitudes ygrandes distancias

TAREABusque las frecuencias e identificacin de 6radiofaros NDB de Colombia


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VOR Very High Frecuency Omnidirectional Range ( Radiofaro Omnidireccional de

muy alta frecuencia)

Transmisor de ondas de radio formado porOscilador, Amplificador, Modulador Amplificador de potencia y antena

Existen 2 sistemas de transmisin en un solo sitioUn sistema Transmite una seal que se propaga en todas las direcciones yse denomina Seal de referenciaEl otro sistema consta de 4 antenas conectadas a un motor elctricollamado gonimetro cuya seal es variable y gira a 1800 rpm

La seal fija es orientada al norte Magntico y la variable empieza a girar apartir del norte magntico estando ambas seale en fase a medida que laseal variable se desplaza en sentido horario se presenta una diferenciaangular


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VOR La diferencia angular produce un numero infinito de cursos emitidoscomo rayos desde el centro de una rueda y se denominan

Radiales

Esta informacin es altamente direccional y se transmite a lasaeronaves

Frecuencias de operacin108.10 a 118.00 Mhz canales espaciados 50Khzbanda compartida con el localizador ILSel VOR trabaja con 160 de 200 canales disponiblesde las 160 120 se dedican a VOR de ruta y 40 para VOR Terminales

VOR RUTA Potencia 200W cobertura hasta 200 NM 112 A 118 mHZVOR TERMINAL Potencia 50W cobertura 25 NM 108 a 112 Mhz (ILS)

IdentificacinCodigo Morse de 3 letras audibles a una velocidad de 7 palabras porminuto, tambien poseen un medio oral para otras informaciones


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VOR


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VOR DE ABORDO


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VOR

El circulo simple con el triangulo dentrosignifica que se trata de un VOR (sin DME),En este caso corresponde al VOR de Lobos(114.6 Mhz).

La imagen de la "rueda" (circulo doble conun triangulo en el medio) hace referencia alVOR/DME del Aeropuerto Ezeiza. Elrecuadro indica que el mismo tiene unafrecuencia de 116.5 Mhz, el cdigo deestacin es EZE y debajo est laidentificacin de la estacin en cdigoMorse (EZE = . _ _.. . ). Las lneas congrados son los radiales de entrada y salidadel VOR/DME. Los mismos radiales generanlas aerovas


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VOR Clasificacin y Alcance La clasificacin americana de la F.A.A es la siguiente: T-VOR. VOR : terminal L-VOR.VOR: de baja altitud M-VOR.VOR: de medio alcance

H-VOR.VOR: de gran altitudVOR RUTA 112 a 118 Mhz 200Nm 200WVOR TERM.108 A a 112Mhz 60 a 100Nm 50WVOR Comprobacin 5NM 2W

DesventajaLa presencia de obstculos puede presentar variaciones en la indicacin

Se recomienda separar 2 VOR en la misma frecuencia por lo menos 500NM VentajaLibres de interferencia atmosfrica y transmisin oral de mucha informacin

El equipo de abordo indica al piloto gua de navegacin en azimut y sentido


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ILS (Instrument Landing System) Al pasar de la fase de vuelo a la fase de acercamiento, preparndose para el

aterrizaje ( aproximacin) llevar la aeronave al punto de contacto con la pista encondiciones atmosfricas tales que el piloto vea la pista disponiendo de unavisibilidad horizontal de 3 millas y un techo de nubes no inferior a1000 pies pero nosiempre se dan estas condiciones

Se requiere un equipo que permita la aproximacin en condiciones meteorolgicasadversas diseando el ILS

El primer ILS data de antes de la II guerra mundial, el sistema bsico hapermanecido sin cambios mejorando su precisin y fiabilidad

El ILS esta compuesto por 3 subsistemas cada uno con Transmisor en tierra yReceptor y Procesador de la Seal en el avin.

La senda de aproximacin correcta a una pista se define mediante haces de radio

direccionales modulados de modo que permitan al equipo de abordo identificar elcentro de los hacesLocalizador( Suministra orientacin lateral)Glide Path (Senda de planeo) Suministra orientacin verticalRadiobalizas( Realizan medidas de distancia)


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ILS (Instrument Landing System) LOCALIZADOR

Dispone de 40 canales en la banda de 108.10 a 111.95 Mhz Utilizando solo lasdcimas impares del contador de MhzEjemplo: 108.10 y 108.15 son canales del localizador

108.20 y 108.25 son canales del VOR

El transmisor y la antena del localizador estn alineados con el eje central de lapista y situados a 300 metros de la cabecera opuesta a la utilizada para laaproximacin,


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Se irradia una portadora polarizada horizontalmente modulada por 2 tonos de90 y 150Hz la derecha de la pista modula la seal de 150 Hz y la izquierda vamodulada en 90Hz, se emite un tono en clave Morse correspondiente a las 3letras de la radioayuda principal del aeropuerto precedida por la letra IEjemplo: Localizador de Fort Lauderdale IFLL


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El equipo de abordo detecta los tonos de 90 y 150 Hz llevando la informacin aun indicador desviando una aguja a la izquierda o derecha


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ILS (Instrument Landing System)Glide Path ( senda de planeo)

Provee al piloto gua verticaldurante la aproximacin

Producida por un Transmisor deUHF y antenas localizados a 150metros de la lnea central de la

pista y 300 metros desde elumbral La seal consiste en 2 lbulos uno

sobre el otro modulados a 90 y150 Hz

La lnea en la cual las 2modulaciones son iguales define el

centro de la trayectoria dedescenso ubicada de 2 a 4 gradosde la horizontal.

La frecuencia de operacin es de328.6 a 335.4 Mhz espaciamientode 150Khz


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ILS (Instrument Landing System)

El Sistema ILS esta categorizado segn sus capacidadesOperativas definido por la OACI

Todas las categoras se definen en trminos de alcanceVisual de pista (rvr)DH altura de decisin ( por debajo de la cual el piloto debeTener contacto visual con la pista)


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ILS (Instrument Landing System)


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ILS (Instrument Landing System)Radiobalizas

Equipos destinados a darindicaciones de aproximacin,permitiendo al piloto comprobarsu posicin y altura al pasar porcada marcador

Frecuencia de portadora de 75Mhzla moduladora depende de lafuncin de la radiobaliza

Radiobaliza exterior modulada a400Hz ( 2 rayas por segundo)Color azul

Radiobaliza Intermedia modulada

a 1300Hz ( alterna puntos yrayas) Color amarillo Radiobaliza Interior ( emisin de

puntos e indicador de colorblanco)


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Equipo Complementario al ILS

FAN MARKER

ALS (Approach LightSystem)

SFL(SequencedFlashing Lights)

TDZL( Touchdown

Zone Light) PAR ( PrecisionApproach Radar)


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DME

Distance Measuring EquipmentEquipo medidor de distanciaSistema de radar secundario, proporciona indicacin dela distancia oblicua existente entre una aeronave y el

transmisor de tierra DME Se utiliza asociado con otros sistemas de navegacincomo un VOR, NDB, ILS, MLS

Principio de operacin:El equipo de tierra esta formado por un

Transmisor/Receptor duplexor y antena omnidireccional( Transpondedor) El equipo de abordo consta de un interrogador

( Transmisor y Receptor Combinados) indicador, Antena


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DME Principio de operacin:

El interrogador del avin generauna seal electromagnticatransmitida en pares de pulsosrecibida por la estacin terrestreque la recibe y procesa

generando una respuesta luegode 50 microsegundos a unafrecuencia diferentela seal de respuesta es recibidapor la antena de la aeronave ypasa al receptor que mide eltiempo transcurrido entre laTrasmisin de la interrogacin y larespuesta, generando unaindicacin de la distancia a que seencuentra la estacin en MillasNuticas

Pulsos de Interrogacin


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DME Frecuencias

Opera en la gama de UHF (962 a1212Mhz) dividido en 2 bandas

Banda bajaAeronave Transmite de 1025 a1087Mhz

Estacin responde de 962 a 1024MhzDiferencia de -63Mhz

Banda altaAeronave Transmite de 1088 a 1150MhzEstacin responde de 1151 a 1213Mhz

Diferencia de +63Mhz De esta forma se tienen 63 canales en

cada bandalos de la banda baja se numeran del 1al 63 y los de la banda alta del 64 al126 todos los canales son llamadoscanales X


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DME Alcance mximo del DME 200NM

usado con un ILS alcance mximo 40NM Identificacin

no poseen identificacin propia, en las cartas de navegacin aparece el nombre de laradioayuda y el canal asociado del DMEEjemplo: CALI

VOR-DME-NDB102X

Al encender el DME la sintona es automtica Clasificacin

se clasifican segn su aplicacin variando su alcanceDME de ruta alcance efectivo hasta 200NMDME para ILS-LOC alcance hasta 40NMDME/P precisin asociado al MLS alcance hasta 20NM

Limitaciones y beneficiosla principal limitacin es que por ser un equipo de UHF se propaga en lnea de vistay cualquier obstruccin afecta el alcance de la sealEl equipo DME responde a todas las interrogaciones pero tiene capacidad limitada ypuede saturarse y no responder a aeronaves lejanaslas seales del DME son muy precisas con un error de +0- 0.25NM 0 1.25% de ladistanciabajo costo de instalacin y mantenimiento, baja potencia de radiacin

no es afectado por fenmenos atmosfricos


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DME


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DME Alcance mximo del DME 200NM

usado con un ILS alcance mximo 40NM Identificacin

no poseen identificacin propia, en las cartas de navegacin aparece el nombre de laradioayuda y el canal asociado del DMEEjemplo: CALI

VOR-DME-NDB102X

Al encender el DME la sintona es automtica Clasificacin

se clasifican segn su aplicacin variando su alcanceDME de ruta alcance efectivo hasta 200NMDME para ILS-LOC alcance hasta 40NMDME/P precisin asociado al MLS alcance hasta 20NM

Limitaciones y beneficiosla principal limitacin es que por ser un equipo de UHF se propaga en lnea de vistay cualquier obstruccin afecta el alcance de la sealEl equipo DME responde a todas las interrogaciones pero tiene capacidad limitada ypuede saturarse y no responder a aeronaves lejanaslas seales del DME son muy precisas con un error de +0- 0.25NM 0 1.25% de ladistanciabajo costo de instalacin y mantenimiento, baja potencia de radiacin

no es afectado por fenmenos atmosfricos


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MLS

Microwave Landing System Fue designado para reemplazar al ILS

como radioayuda de aproximacin de

precisin Proporciona informacin de acimut,

elevacin y distancia

A diferencia del ILS puede ser usado parainiciar aproximaciones en un sitio noalineado con la pista


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MLS Principio de operacin

Basado en principios relacionados con un haz explorador con referencia detiempo

Considere un haz de radio que realiza un rpido barrido en el sentido delas manecillas del reloj, hace una pausa y luego barre en sentido inversodesde, un receptor de abordo recibir 2 impulsos por cada barridocompleto, el espaciado entre los impulsos esta relacionado con el ngulo

entre la lnea central del sector de barrido y la lnea que sigue el avinhacia la fuente del haz


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MLS

La cobertura lateral es de40 grados a cada lado deleje de la pista y alcancemnimo de 20NM delumbral de la misma

En sentido vertical tieneun alcance mximo de20.000 pies, con

indicaciones de ngulooptimo de aproximacinde 0.6 hasta 15 grados.


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MLS

Partes del sistema 5 radiofaros y una estacin central Radiofaro de gua acimutal Radiofaro de gua de elevacin Radiofaro de acimut posterior (opcional) Radiofaro de enderezamiento Estacin central DME de precisin +0- 100 ft

Funciones suministradas por el MLS Gua acimutal de aproximacin ( alineacin eje pista)

Gua de navegacin para aproximacin frustrada Indicacin de pendiente de aproximacin Indicacin de distancia Enlace de datos para comunicaciones


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MLSFrecuencia

Transmite en la banda de UHF de 5031 a5090.6 Mhz con 200 canales, el DME opera enUHF en la banda de 960 a 1215

Identificacin

Por medio del canal de enlace de datos delequipo terrestre transmite la identificacin del

aeropuerto, orientacin de la pista ngulomnimo de pendiente de aproximacininformacin adicional como estado de pista,meteorologa etc


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MLSLimitaciones y beneficios

Demora en diseo, produccin, elevado costode la avionica, muy pocas instalacionesfuncionales

Proporciona gua de aproximacin en reaspequeas como plataformas para helicpteros

200 canales disponibles

Aproximacin de trayectorias curvas Bajo costo de mantenimiento e instalacin


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GPS

Global Positioning System Sistema de radionavegacin basado en

una constelacin de satlites del

departamento de defensa de USA (GNSS)(Global Navigation Satelite System)

OACI Instalacin con cobertura mundial

basada en satlites que permitedeterminar con gran precisin la posiciny hora


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GPSPrincipio de funcionamiento

Los satlites utilizan 2 frecuencias portadoras moduladas por pulsosque contienen un mensaje de navegacin que informa:posicin orbital de los satlitesdesviacin de relojes atmicosidentificacin del satlite

estado del sistema y hora exactaEl fundamento del GPS es determinar la situacin del mvilrespecto del satliteSi se conociera el la distancia de un solo satlite el lugar geomtricodonde se encuentra el mvil seria una esferaConociendo la distancia a 2 satlites la posicin seria una

circunferenciaCon 3 satlites la posicin seria uno 0 dos puntoscon un cuarto satlite se puede determinar la posicin y velocidaddel mvil


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GPSPartes del sistema Segmento espacial,Segmento de control ySegmento usuario

21 satlites operacionales y 3 de reserva Situados en orbitas circulares de 12 horas (2 vueltas a la tierra por

da),inclinados 55 con respecto al ecuador y a una altitud de

20.200Km permitiendo que al menos 4 satlites sean visiblesdesde cualquier punto de la tierra permitiendo cubrirnecesidades de tierra mar y aire

Alimentados por energa solar, con bateras de reserva paraeclipses, orientacin automtica de los paneles solares al sol

Sistemas de actitud y control para maniobrar sus movimientos

Elemento ms critico es el oscilador atmico de cesio (relojatmico) estabilidad de 1 segundo por cada 30mil aos, son los quemantienen el satlite sincronizado y aseguran la precisin de ladistancia


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GPS

Segmento espacial


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GPSPartes del sistema

Segmento de Control Realiza seguimiento de los satlites desde tierra poniendo en hora

los relojes y calcula sus desvos orbtales El sistema consiste en 5 estaciones monitoras repartidas por todo el

mundo, una estacin maestra de control y tres estaciones terrenastransmisoras que transfieren datos a los satlites

La estacin de control maestra localizada en la base area Falconen Colorado Springs USA regula los relojes atmicos y de tierra Las tres estaciones de enlace ascendente estn localizadas en las

islas de Diego Garcia Ascensin y Kwajalein. Las cinco estaciones monitoras recopilan datos de navegacin de

los satlites y los retransmiten a la estacin maestra


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Segmento de Usuario Esta constituido por el receptor de abordo que realiza

los clculos y comparaciones para determinar laposicin del mvil

Dispone de una base de datos donde almacena lasseales de cada satlite Compara la seal recibida con la copia generada

localmente en el receptor para calcular el retardo entreel satlite y el receptor

Frecuencias El GPS utiliza las frecancias 1575.42Mhz(L1uso civil y

militar) y 1227.6Mhz (L2 uso Militar)


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Identificacin Cada satlite de la constelacin genera un cdigo de

identificacin transmitido con la seal normal, estecdigo es comparado con los datos almacenadosidentificando el satlite

Limitaciones y beneficios Error debido a la Ionosfera Error debido a la difusin atmosfrica

Error debido a la geometra ( posicin relativa de lossatlites y del receptor)


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GPS Limitaciones y beneficios

Navegacion exacta en 3 dimesiones y tiempo Rutas ms directas ( ahorra tiempo) Empleo ms eficiente del espacio areo Cubrimiento mundial ( incluso en zonas oceanicas y

lugares donde no podria colocarse otra ayuda denavegacin

Reduccin de costos en mantenimiento de radioayudasconvencionales por parte de cada estado

Reduccin de costos de avionica al utilizar un soloreceptor Reduccin de costos de entrenamiento solo en GPS


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GPS A BORDO

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