LORAN

Le LORAN (avigation de N de nge de RA de NG de LO ) est un système terrestre de la radionavigation using les émetteurs radioélectriques de basse fréquence du qui emploient l'intervalle de temps entre les signaux par radio reçus de trois stations ou plus pour déterminer la position d'un bateau ou d'un avion. La version en cours de LORAN est d'usage courant LORAN-C, qui fonctionne dans la partie de basse fréquence du spectre de fin de support à partir de 90 110 au kilohertz . Beaucoup de nations sont des utilisateurs du système, y compris le Etats-Unis , le Japon , et plusieurs pays européens. La Russie emploie un système presque identique dans la même gamme de fréquence, appelée CHAYKA . L'utilisation de LORAN est dans le fort déclin, avec le GPS étant le remplacement primaire. Cependant, il y a des tentatives courantes d'augmenter et re-populariser LORAN.

Histoire

LORAN était un développement américain du système britannique de la radionavigation du GEE du (utilisé pendant la deuxième guerre mondiale ). Tandis que GEE avait une gamme d'environ 400 milles (644 kilomètre ) de , les systèmes tôt de LORAN ont eu une gamme de 1. Les systèmes de LORAN étaient en service pendant la deuxième guerre mondiale et ont été employés intensivement par la marine des USA de et la marine royale . On l'a à l'origine connu comme " ; LRN" ; pour la radionavigation de Loomis de , après le Alfred Lee Loomis de millionnaire et de physicien, qui a inventé LORAN et a joué un rôle crucial dans la recherche et développement militaire pendant le WWII.

Principe

Le la méthode que de navigation a fourni par LORAN est basé sur le principe de la différence de temps entre la réception des signaux d'une paire d'émetteurs de la radio . Une différence de temps constante donnée entre les signaux des deux stations peut être représentée par une ligne de du de la position hyperbolique (LOP). Si les positions des deux stations synchronisées sont connues, alors la position du récepteur peut être déterminée en tant qu'étant quelque part sur une courbe hyperbolique particulière où la différence de temps entre les signaux reçus est constante. (En conditions idéales, c'est proportionnellement équivalent à la différence des distances du récepteur à chacune des deux stations.)

Par lui-même, avec seulement deux stations, le la position qu'à deux dimensions de du récepteur ne peut pas être application de fixe par A deuxième du même principe doit être employé, basé sur la différence de temps d'une paire différente de stations. En déterminant l'intersection des deux courbes hyperboliques identifiées par l'application de cette méthode, une difficulté géographique peut être déterminée.

Méthode de LORAN

Dans le cas de LORAN, une station demeure constante dans chaque application du principe, le maître de , étant appareillé vers le haut de séparément avec deux l'autre esclave de , ou le secondaire, stations. Donné deux stations secondaires, la différence de temps (TD) entre le maître et le premier secondaire identifie une courbe, et la différence de temps entre le maître et en second lieu secondaire identifie une autre courbe, les intersections dont déterminera un point géographique du par rapport à la position des trois stations. Ces courbes désigné souvent sous le nom du " ; Le TD lines." ;

Dans la pratique, LORAN est mis en application dans les rangées régionales integrated ou les chaînes de , se composant d'une station maîtresse et au moins de deux (mais souvent plus) stations secondaires, avec un " uniforme ; interval" de répétition de groupe ; (GRI) défini en micro-secondes que la station maîtresse transmet une série d'impulsions, puis fait une pause pour ce nombre de heures avant de transmettre le prochain ensemble d'impulsions.

Les stations secondaires reçoivent ce signal d'impulsion du maître, puis attendent une quantité de préréglage de millisecondes connues sous le nom de retard secondaire de de codage de , pour transmettre un signal de réponse. Dans une chaîne donnée, chaque retard secondaire de codage est différent, tenant compte de l'identification séparée de chaque signal secondaire (cependant dans la pratique, les récepteurs modernes de LORAN ne se fondent pas sur ceci pour l'identification secondaire).

Chaînes de LORAN (GRIs)

Chaque chaîne de LORAN dans le monde emploie un GRI unique (intervalle ), le nombre de répétition de groupe de dont, une fois multiplié par dix, donne combien les micro-secondes passent entre les impulsions d'une station indiquée dans la chaîne (dans la pratique, le GRI retarde dans beaucoup, mais pas tous, chaînes sont des multiples de 100 micro-secondes). Des chaînes de LORAN sont souvent mentionnées par cette désignation, par exemple GRI 9960, la désignation pour la portion à chaînes de LORAN le du nord-est États-Unis

En raison de la nature des courbes hyperboliques, il est possible à une combinaison particulière d'un maître et de deux stations asservies pour avoir comme conséquence un " ; grid" ; là où les haches intersectent aux angles aigus . Que l'exactitude de position idéale, il est souhaitable utilise dessus une grille de navigation où les haches sont comme orthogonal comme possibles -- c., les haches sont aux angles droits entre eux. Pendant que le récepteur voyage par une chaîne, un certain choix des secondaries dont les lignes du TD ont au commencement formé une grille proche-orthogonale peut devenir une grille qui est sensiblement biaisée. En conséquence, le choix un ou des deux secondaries devrait être changé de sorte que les lignes du TD de la nouvelle combinaison soient plus près des angles droits. Pour permettre ceci, presque toutes les chaînes fournissent au moins trois, et autant d'en tant que cinq, secondaries.

Diagrammes de LORAN

Là où disponibles, les diagrammes de navigation marins communs incluent les représentations évidentes des lignes du TD à intervalles réguliers au-dessus des secteurs de l'eau. Les lignes du TD représentant un appareillement maître-esclave donné sont imprimées avec des couleurs distinctes, et incluent une indication de la différence d'instant spécifique indiquée par chaque ligne.

En raison des issues d'interférence et de propagation souffertes par les signaux de basse fréquence des dispositifs de terre, et les structures synthétiques, l'exactitude du signal de LORAN est dégradée considérablement dans des secteurs intérieurs. (Voir les limitations de .) En conséquence, les diagrammes nautiques n'imprimeront aucune ligne du TD dans ces secteurs, pour empêcher la confiance dans LORAN pour la navigation dans de tels secteurs.

Les récepteurs traditionnels de LORAN montrent généralement la différence de temps entre chaque appareillement du maître et l'un des deux a choisi les stations secondaires. Ces nombres peuvent alors être trouvés par rapport à ceux des lignes du TD imprimées sur le diagramme.

Les récepteurs modernes de LORAN montrent la latitude et la longitude au lieu des différences de temps, et avec l'exactitude améliorée.

Émetteurs et antennes

Les émetteurs de LORAN-C fonctionnent aux puissances de crête de 100 kilowatts à quatre mégawatts, comparables aux postes émetteurs grandes ondes du . La plupart des émetteurs de LORAN-C utilisent des radiateurs de mât isolés de la terre avec des tailles entre 190 et 220 mètres. Les mâts sont inductivement rallongés et alimentés par un enroulement de chargement de (voir : de rallongement électrique). Un puits - connu - exemple d'une station using une telle antenne est émetteur Rantum du LORAN-C.

Les radiateurs libres de tour de dans cette gamme de taille sont également utilisés. La plage de la Caroline d'émetteur du LORAN-C emploie une tour d'antenne libre.

Émetteurs de LORAN-C avec des puissances de rendement de 1000 radiateurs de mât de Supertall de kilowatt et plus haut parfois d'utilisation (voir ci-dessous). D'autres stations de la puissance élevée LORAN-C, comme l'émetteur George du LORAN-C, utilisent quatre T-antennes montées sur quatre mâts guyed disposés dans une place. Toutes les antennes de LORAN-C rayonnent un modèle omnidirectionnel. À la différence des postes émetteurs grandes ondes, les stations de LORAN-C ne peuvent pas utiliser les antennes de secours. La localisation physique légèrement différente d'une antenne de secours produirait des lignes de la position différentes de ceux de l'antenne primaire.

Limitations

LORAN souffre des effets électroniques de temps et des effets ionosphériques du lever de soleil et du coucher du soleil. Le signal le plus précis est l'onde de sol qui suit la surface terrestre, idéalement au-dessus de l'eau de mer. La nuit l'onde ionosphérique indirecte , pliée de nouveau à la surface par l'ionosphère , est un problème car les signaux de multiple de peuvent arriver par l'intermédiaire de différents chemins. La réaction de l'ionosphère au lever de soleil et au coucher du soleil explique la perturbation particulière au cours de ces périodes. Les orages magnétiques ont des effets sérieux comme avec n'importe quel système basé par radio.

Loran emploie les émetteurs au sol qui couvrent seulement certaines régions. L'assurance est tout à fait bonne en Amérique du Nord, l'Europe, et le pays de la côte Pacifique.

LORAN-A et tout autre systems< ! -- Cette section est liée du Mediumwave -->

LORAN-A était une opération moins précise de système dans la bande de fréquence supérieure de mediumwave avant le déploiement du système plus précis de LORAN-C. Pour LORAN-A les fréquences de transmission 1750 kilohertz, 1850 kilohertz, 1900 kilohertz et 1950 kilohertz ont été employées. LORAN-A a continué partiellement en raison en fonction de l'économie des récepteurs et de l'utilisation répandue dans la navigation récréationnelle et commerciale civile. LORAN-B était une variation de comparaison de phase de LORAN-A tandis que LORAN-D était un système tactique à courte portée conçu pour des bombardiers de l'Armée de l'Air. Le " officieux ; LORAN-F" ; était un système de contrôle de bourdon. Aucune de ces derniers n'a dépassé beaucoup l'étape expérimentale. Un lien externe à elle est énuméré ci-dessous.

Loran A a été employé dans la guerre de Vietnam pour la navigation en les grands avions des USA (C 124, C 130, C 97, C 123, HU 16 etc. Un récepteur aéroporté commun de cette ère était le R 65 APN 9 qui a combiné le récepteur et l'indicateur de tube dans une unité relativement légère simple remplaçant les deux plus grands, le récepteur et les unités séparés d'indicateur qui ont comporté le système du prédécesseur APN 4. Les systèmes d'APN 9 et d'APN 4 ont trouvé l'utilisation large du poteau-WW 2 sur des bateaux de pêche aux USA. Ils étaient bon marché, précis et abondants. L'inconvénient principal pour l'usage sur des bateaux était leur besoin de puissance d'avions, 115 VCA à 400 hertz. Ceci a été résolu au commencement en employant les commutatrices inversées, en général 28 volts continu d'entrée et 115 VCA produits à 400 hertz. Les inverseurs étaient grands et fort et étaient des porcs de puissance. Dans les années 60 plusieurs sociétés (par exemple Topaz et systèmes linéaires) ont lancé les inverseurs à semi-conducteur spécifiquement conçus pour ces ensembles de Loran A en excédent. La disponibilité des inverseurs à semi-conducteur qui ont employé 12 volts continu d'entrée a ouvert les ensembles de Loran A en excédent pour l'usage sur des navires beaucoup plus petits qui typiquement n'ont pas eu les 24-28 systèmes de volts continu trouvés sur de plus grands navires. Les inverseurs à semi-conducteur étaient très puissance efficace et ont largement remplacé plus de commutatrices inversées enclines d'ennui.

Loran A a sauvé beaucoup de vies en permettant aux bateaux en mer dans la détresse de présenter des rapports précis de position. Il a également guidé beaucoup de bateaux dont les propriétaires ne pourraient pas se permettre le radar sans risque dans les ports attachés de brouillard ou autour des récifs en mer déloyaux. Le prix bas des récepteurs en surplus de Loran A (souvent au-dessous de $150) a signifié que beaucoup de petits propriétaires des bateaux de pêche pourraient se permettre cette vitesse, de ce fait considérablement augmentant la sûreté. La vitesse en surplus de Loran A, qui était commune sur des bateaux de pêche professionnelle, a été rarement vue sur des yachts. L'aspect cosmétique non raffiné de la vitesse en surplus était probablement un facteur décisif.

Pan Am a employé APN 9s dans Boeing tôt 707 opérations. Le WW 2 APN en surplus 9 regardé hors de l'endroit dans l'habitacle 707 moderne, mais était nécessaire. Il y a un ensemble de R65A APN 9 montré dans le musée à l'aéroport de SFO, or peint. C'était une retraite actuelle à un capitaine ex de Pan Am.

Une variante finale évasive de l'ensemble d'APN 9 était l'APN 9A. Un manuel technique de l'U. Air Force (avec des photographies et des schémas) prouve qu'il a eu le même cas comme APN 9 mais panneau avant radicalement différent et circuits internes sur les parties non-RF. L'APN 9A a eu les circuits de tube électronique de diviseur numérique de bascule de sorte que TDS (délais) entre le maître et le signal d'esclave ait pu être composé vers le haut sur les commutateurs de décennie rotatoires de panneau avant. L'ensemble plus ancien d'APN 9 a exigé de l'utilisateur de faire un compte de globe oculaire de pépins de marqueur de synchronisation d'oscillateur à cristal sur le tube et s'ajouter ils passent jusqu'à le TD. L'APN 9A ne l'a pas transformé en utilisation répandue de militaires, s'il était employé du tout, mais il a existé et a représenté une grande avance en technologie militaire de récepteur de Loran A.

Dans la compagnie des États-Unis des années 70 une, les laboratoires de SRD dans Campbell la Californie, ont fait les ensembles modernes de Loran A comprenant un qui étaient complètement automatiques avec une lecture numérique du TD sur le tube, et la poursuite automatique de sorte que le TDS aient été sans interruption mis à jour. D'autres modèles de SRD ont exigé de l'utilisateur d'aligner manuellement le maître et les signaux d'esclave sur le tube et alors une boucle à verrouillage déphasé les maintiendraient alignés et fourniraient les lectures mises à jour du TD ensuite. Ces ensembles de SRD Loran A dépisteraient seulement une paire de stations, te donnant juste un LOP (ligne de la position). Si vous vouliez une position sans interruption mise à jour (deux TDS donnant l'intersection taille) plutôt que juste un LOP simple, vous avez eu besoin de deux ensembles.

Longtemps après que Loran A arrêté, les pêcheurs commerciaux se soit toujours rapporté à vieux Loran A TDS, par exemple " ; Je suis sur la ligne 4100 (de micro-seconde) dans le fathoms" 35 ; , se rapportant à une position en dehors de compartiment la Californie de Bodega. Beaucoup Loran C place les convertisseurs incorporés de Loran A TD de sorte qu'un ensemble de Loran C ait pu diriger à une ligne ou à une position définie par TD de Loran A.

Voie de transmission de données de LORAN (LDC)

La voie de transmission de données de LORAN (LDC) est un projet en cours entre le FAA et le USCG pour envoyer de basses données de débit binaire using le système de LORAN. Les messages à envoyer incluent l'identification de station, le temps absolu, et les messages de correction de position. En 2001, des données semblables aux messages de correction du GPS du système d'augmentation de zones amples (WAAS) ont été envoyées en tant qu'élément d'un essai de la chaîne d'Alaska de LORAN. En date du novembre 2005, les messages-tests using le LDC étaient émission de plusieurs stations des États-Unis LORAN.

Ces dernières années, LORAN-C a été employé en Europe pour envoyer le différentiel GPS et d'autres messages, utilisant une méthode semblable de transmission connue sous le nom d'EUROFIX.

Le futur de LORAN

Car les systèmes de LORAN sont gouvernement maintenu et opéré, leur existence continue est sujette à l'ordre public. Avec l'évolution d'autres systèmes de navigation électronique, tels que les systèmes satellites de navigation globaux (GNSS), le placement pour des systèmes actuels n'est pas toujours assurément.

Les critiques, qui ont réclamé l'élimination du système, déclarent que le système de Loran a trop peu d'utilisateurs, manquent de la rentabilité, et que les signaux de GNSS sont supérieurs à Loran. Les défenseurs de l'opération continue et améliorée de Loran notent que Loran emploie un signal fort, il est difficile bloquer que, et que Loran est un système indépendant, différent, et complémentaire à d'autres formes de navigation électronique, que les aides assurent à disponibilité des signaux de navigation.

Récemment les USA et les gouvernements d'Européen ont annoncé des décisions politiques pour maintenir et améliorer leurs systèmes de Loran.

eLORAN

Avec la vulnérabilité perçue des systèmes de GNSS, et leurs propres limitations de propagation et de réception, intérêt remplacé pour des applications de LORAN et développement est apparu. LORAN augmenté, également connu sous le nom d'eLORAN ou E-LORAN , comporte un avancement dans les caractéristiques de conception et de transmission de récepteur qui augmentent l'exactitude et l'utilité de LORAN traditionnel. Avec l'exactitude rapportée aussi haut que 8m, le système devient concurrentiel avec le GPS unenhanced. l'eLoran inclut également les impulsions additionnelles qui peuvent transmettre des données auxiliaires telles que des corrections du DGPS . les récepteurs d'eLoran emploient maintenant le " ; tous dans le view" ; la réception, incorporant signale de toutes les stations dans la gamme, pas seulement ceux d'un GRI simple, signaux horaires de incorporation et d'autres données de jusqu'à 40 stations. Ces perfectionnements dans LORAN le rendent proportionné comme produit de remplacement pour des scénarios où le GPS est indisponible ou dégradé.

Exécution d'eLORAN du Royaume-Uni

Sur le le 2007 du 31 mai , le département BRITANNIQUE pour le transport (DfT), par l'intermédiaire des autorités générales de phare (GLA), a attribué un contrat de 15 ans pour fournir un service augmenté par situation actuelle de LORAN (eLORAN) pour améliorer la sûreté des marins en Europe BRITANNIQUE et occidentale. Le contrat de service fonctionnera dans deux phases, avec le travail de développement et promouvra le foyer pour l'accord européen sur la disposition de service d'eLORAN de 2007 à 2010, et pleine exploitation du service d'eLORAN de 2010 à 2022. L'émetteur d'eLORAN sera situé dans le Cumbria , le R-U , et actionné par des communications de VT, qui fait partie du PLC de groupe de VT.

Liste d'émetteurs de LORAN-C

Voir également

CHAYKA , les contre-parties russes de LORAN
Alpha , les contre-parties russes de du système de navigation oméga, encore en service en date du 2006 .
OMEGA , les contre-parties occidentales de l'alpha système de navigation, plus en service.
Système , un système britannique de navigateur de Decca de qui a employé la différence de la phase au lieu de la différence de temps.
SHORAN
Oboe (navigation)
G-H (navigation)
GEE (navigation)
GPS

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