Лоран

Эта статья о Лоране. Не путать с Лоран-С .

AN/APN-4 представлял собой воздушный приемник Loran, используемый в 1960-х годах. Он был построен в двух частях, чтобы соответствовать системе GEE в Великобритании, и через несколько минут можно поменяться GEE.

Лоран , коротко для навигации на дальние расстояния , была гиперболическая радиовигационная система, разработанная в Соединенных Штатах во время Второй мировой войны . в Великобритании Это было похоже на систему GEE , но работала на более низких частотах, чтобы обеспечить улучшенный диапазон до 1500 миль (2400 км) с точностью десятков миль. Сначала он использовался для судовых колонн, пересекающих Атлантический океан, а затем с помощью долгосрочных патрульных самолетов, но обнаружил свое основное использование на судах и самолетах, работающих в Тихоокеанском театре во время Второй мировой войны.

Loran, в своей первоначальной форме, был дорогой системой для реализации, требующей катодной пробирки (CRT). Это ограниченное использование для военных и крупных коммерческих пользователей. Автоматизированные приемники стали доступны в 1950 -х годах, но та же улучшенная электроника также открыла возможность новых систем с более высокой точностью. начал Военно-морской флот США разработку Loran-B , который обеспечил точность в порядке нескольких десятков футов, но сталкивается со значительными техническими проблемами. работали Военно-воздушные силы США над другой концепцией, Cyclan, которую военно-морской флот занял как Loran-C , который предлагал более длительный диапазон, чем Loran и точность сотен футов. взяла Береговая охрана США на себя операции обеих систем в 1958 году.

Несмотря на резко улучшенную производительность Loran-C, Лоран, теперь известный как Loran-A (или «стандартный лоран»), станет гораздо более популярным в течение этого периода. Это было связано в значительной степени из-за большого количества избыточных единиц Loran-A, выпущенных из военно-морского флота, когда суда и самолеты заменили свои наборы Loran-C. Широкое введение недорогих микроэлектроники в 1960-х годах заставило приемников Loran-C резко упасть цены, и использование Loran-A начало быстро снижаться. Лоран-А был демонтирован начиная с 1970-х годов; Он оставался активным в Северной Америке до 1980 года и в остальном мире до 1985 года. Японская цепь оставалась в воздухе до 9 мая 1997 года, а китайская цепь все еще была указана как активная до 2000 года. .

Loran-A использовал две полосы частот, на 1,85 и 1,95 МГц. Эти же частоты использовались радио-любителями в радиостанции полосе 160-метровой , и любительские операторы находились в соответствии с строгими правилами для работы при пониженных уровнях мощности, чтобы избежать помех; В зависимости от их местоположения и расстояния до берега, операторы США были ограничены максимумом от 200 до 500 Вт в течение дня и от 50 до 200 Вт в ночи.

История

Проект 3

На заседании технического комитета по сигнальному корпусу армии США в 1 октября 1940 года Альфред Лумис , председатель Микроволнового комитета Комитета по исследованиям национальной обороны , предложил построить гиперболическую навигационную систему. Он предсказал, что такая система может обеспечить точность не менее 1000 футов (300 м) в диапазоне 200 миль (320 км) и максимальный диапазон 300–500 миль (480–800 км) для самолетов с высоким летанием Полем Это привело к спецификации «Точное навигационное оборудование для руководящих самолетов», которое было отправлено обратно в микроволновый комитет и сформировался как «Проект 3». Заказы на первоначальные системы были отправлены на последующей встрече 20 декабря 1940 года. Эдвард Джордж Боуэн , разработчик первых воздушных радиолокационных систем , также был на встрече 20 декабря. Он заявил, что знал о похожей работе в Великобритании, но не знал об этом достаточно, чтобы предложить какие -либо предложения.

Проект 3 перешел в недавно сформированную навигационную группу радиационной лаборатории в 1941 году. Ранние системы работали около 30 МГц, но позже было решено попробовать эксперименты с различным оборудованием, которое можно было бы настроить от 3 до 8 МГц. Было обнаружено, что эти более низкие частотные системы гораздо более стабильны в электронном виде. После первого рассмотрения настройки передатчиков на горных вершинах, команда вместо этого поселилась на двух заброшенных станциях береговой охраны в Монток -Пойнт , штат Нью -Йорк, и на острове Фенвик, штат Делавэр . На приемном конце был установлен фургон с простым приемником и отправлена ​​по всей стране в поисках твердых сигналов, которые были найдены так же далеко, как Спрингфилд, штат Миссури .

Для производственной системы команда начала работать с системой, используя круговой дисплей J-Scope для повышения точности. Более распространенный A-Scope представляет расстояния по диаметру трубки, в то время как J-Scope представляет это как угол вокруг катодной лучевой трубки . лица Это увеличивает количество места по шкале в каком -то коэффициенте π для любого данного размера дисплея, повышая точность. Несмотря на использование J-Scope и принятие более низкого изменения частоты для большей стабильности, команда обнаружила довольно сложные измерения диапазона. В то время процедура создания острых импульсов сигналов была в зачаточном состоянии, и их сигналы были значительно распределены во времени, что затрудняло измерения.

К этому времени команда узнала о усилиях по GEE в Великобритании и знала, что Gee использовала систему стробов сгенерированных в электронном виде , которая производила PIP на дисплее, которая была точно согласована с системным временем. Они отправили команду в Великобританию, чтобы узнать о концепции строба, и сразу же приняли ее для своей работы. В рамках этого обмена команда Project 3 также обнаружила, что Gee была почти идентична своей собственной системе в концепции и желаемой производительности. В отличие от их системы, Джи в значительной степени завершил разработку и продолжал производство. Было принято решение отказаться от нынешних усилий, Используйте все на своем самолете и вместо этого повторно разработайте свою систему для долгосрочной роли.

Лоран

AN/APN-4 LORAN в самолете RCAF CANSO (PBY).

R-65/APN-9 в самолете B-17G

Решение переключиться на большую роль означало, что высокая точность системы GEE не была необходима, что значительно уменьшило необходимость решения проблем с времени. Это изменение в цели также потребовало использования еще более низких частот, которые могли бы отражать ионосферу ночью и, таким образом, обеспечить операцию за болью. Первоначально были отобраны две полосы частот, 1,85 и 1,95 МГц для ночного использования (160 метров) и 7,5 МГц (40 метров). 7,5 МГц, помеченные «HF» на ранних приемниках, никогда не использовались оперативно.

В середине 1942 года Роберт Диппи , ведущий разработчик системы GEE в исследовании телекоммуникаций (TRE) в Великобритании, был отправлен в США на восемь месяцев, чтобы помочь с разработкой Loran. В то время проект управлялся в первую очередь капитаном Хардинг из ВМС США, и они полностью концентрировались на системе корабля. Диппи убедил их в том, что воздушная версия определенно была возможна, что привело к некоторому интересу ВВС армии США . Военно -морской флот был недоволен этим поворотом событий. Диппи также ввел ряд простых изменений, которые оказались бы чрезвычайно полезными на практике. Среди них он прямо потребовал, чтобы воздушные приемники Loran были построены физически похожими на приемников GEE, чтобы их можно было поменяться в эксплуатации, просто заменив приемник. Это оказалось бы чрезвычайно полезным; Самолеты Transport Command RAF могут поменять их приемники при переезде в австралийский театр или из австралийского театра. Диппи также разработал оборудование ГРМ на наземной станции.

Примерно в это же время проект присоединился к береговой охране США и Королевскому канадскому флоту . Проект все еще был главным секретом в настоящее время, и была передана небольшая фактическая информация, особенно с береговой охраной. Канадская связь потребовалась, так как идеальное место для станций потребовало бы нескольких станций в различных местах в канадских морских провинциях . Один сайт в Новой Шотландии оказался битвой; Сайт принадлежал рыбаку, чья доминирующая жена Титоталера была мертва против того, чтобы иметь какое -либо отношение к греховным военно -морским мужчинам. Когда комитет по отбору сайта JA Waldschmitt и лейтенант CDMR. Аргайл обсуждал этот вопрос с мужем, прибыл третий посетитель, и он предложил мужчинам сигареты. Они отказались, а затем хозяйка спросила, пили ли они. Когда они сказали, что нет, земля была быстро закреплена.

Вскоре Лоран был готов к развертыванию, и первая сеть стала выйти в эфир в июне 1942 года в Монтоке и Фенвике. Вскоре после этого присоединились две станции в Ньюфаундленде , в Бонависте и Батл -Харбор , а затем двумя станциями в Новой Шотландии, в Баккаро и острове Деминг. Дополнительные станции по всей территории США и Канады Восточного побережья были установлены до октября, и система была объявлена ​​в эксплуатации в начале 1943 года. К концу этого года были установлены дополнительные станции в Гренландии , Исландии , Фарерских островах и Гебридах , предлагая непрерывные Покрытие через Северную Атлантику. В Coastal Command RAF была установлена ​​другая станция в Шетландии , которая предлагала покрытие над Норвегией, главной площадкой для немецких подводных лодок и капитальных кораблей.

Расширение

Лоран, диаграмма Желтого моря , 1944

Огромные расстояния и отсутствие полезных навигационных точек в Тихом океане привели к широкому использованию Loran как для судов, так и для самолетов во время Тихоокеанской войны . В частности, точность, предлагаемая Лораном, позволила самолетам сократить количество дополнительного топлива, которое им было бы в противном случае, чтобы убедиться, что они могут найти свою базу после долгой миссии. Эта уменьшенная топливная нагрузка позволила увеличить загрузку. К концу Второй мировой войны было 72 станции Лорана, с более 75 000 приемников.

Дополнительные цепочки в Тихом океане были добавлены в послевоенную эпоху. Поступил всплеск строительства, последовал за открытием Корейской войны , включая новые сети в Японии и один в Пусане , Корея. Цепи также были установлены в Китае, до окончательного конца коммунистической революции Китая , и эти станции оставались в воздухе, по крайней мере, в 1990 -х годах. Последнее крупное расширение произошло в Португалии и Азорских островах в 1965 году, что предлагало дополнительное освещение в середине Атлантики.

СС Лоран

Во время ранних экспериментов с Skywaves Лорана Джек Пирс заметил, что ночью отражающий слой в ионосфере был довольно стабильным. Это привело к тому, что две станции Loran могут быть синхронизированы с использованием сигналов Skywave, по крайней мере, ночью, что позволяет их разделить на гораздо больших расстояниях. Точность гиперболической системы является функцией базового расстояния, поэтому, если станции могут быть распределены, система станет более точной, поэтому для любой желаемой навигационной задачи будет необходимо меньше станций.

Сначала была предпринята попытка испытательной системы между станциями Лорана в Фенвике и Бонависте, 1100 миль (1800 км). Этот тест продемонстрировал точность ½ мили, значительно лучше, чем нормальный Лоран. Это привело ко второму раунду тестов в конце 1943 года, на этот раз с использованием четырех станций, Монток, Восточный Брюстер, Массачусетс , Гусберри -Фолс, Миннесота , и Ки -Уэст, Флорида . Обширные оцененные рейсы выявили среднюю ошибку 1–2 мили (1,6–3,2 км).

Ночной режим работы идеально подходил для команды RAF Bomber . Четыре испытательных станция были демонтированы и отправлены через Атлантику, и переустановлен, чтобы сформировать две цепь, Абердин - Бизорта и Оран - Бенгази . Система, известная как Skywave-Synchroniced Loran , или SS Loran , обеспечила охват в любом месте к югу от Шотландии и до Польши со средней точностью одной мили. Система использовалась оперативно в октябре 1944 года, и к 1945 году она была повсеместно установлена ​​в № 5 Group RAF .

Та же самая базовая концепция была также проверена послевоенной береговой охраной в системе, известной как «Скайвоволновый базовый Лоран». Единственным отличием был выбор различных частот, 10,585 МГц в день и 2 МГц ночью. Первоначальные тесты были проведены в мае 1944 года между Чатем, Массачусетсом и Фернандиной, Флорида , и вторым набором между Хобе -Саунд, Флоридой и Пойнт -Чинато, Пуэрто -Рико , в декабре - января 1945–46. Система не была введена в эксплуатацию из -за отсутствия подходящих частот.

Loran-B и C.

Основная статья: Лоран-С.

Лоран был простой системой, которая сравнивала время прибытия импульсов, чтобы сделать измерение. В идеале, идеально сформированные прямоугольные вспышки будут отображаться на ЭЛТ, чьи передовые кромки можно сравнить с высокой степенью точности. На практике передатчики не могут включаться и выключаться мгновенно, и из -за множества факторов, полученных в результате вспышек, распространяются во времени, образуя конверт . Резкость конверта является функцией частоты, что означает, что низкочастотные системы, такие как Loran, всегда будут иметь более длинные конверты с менее четко определенными точками начала и остановки, и, следовательно, обычно имеют меньшую точность, чем высокочастотные системы, такие как GEE.

Существует совершенно иной способ выполнения одного и того же измерения времени, не сравнивая время импульсных конвертов, а время с фазой сигналов . Это на самом деле довольно легко выполнять с помощью простой электроники и может отображаться непосредственно с помощью простого механического указателя. Хитрость такой системы заключается в том, чтобы обеспечить, чтобы первичные и вторичные станции были фазовыми, сложным предложением во время Второй мировой войны . Но, выделяя дорогие части системы на нескольких вещательных станциях, навигационная система DECCA, использующая этот метод, стала активной в 1944 году, предлагая точность, аналогичную GEE, но используя недорогие механические дисплеи, которые также были намного проще в использовании.

Недостатком системы сравнения фазы является то, что невозможно узнать из непрерывного волнового сигнала, например, Decca's, которая измеряете сигнал. Вы можете сравнить первую форму волны от одной станции с первой от другой, но вторая форма волны выглядит идентичной, и вместо этого оператор может выстроить эти две волны. Это приводит к проблеме, когда оператор может генерировать точное измерение, но фактическое исправление может быть в самых разных местах. Эти местоположения разделены радиально вокруг станции, что означает, что исправление может находиться в данном радиальном направлении или на фиксированном расстоянии до любой стороны. Декка назвала эти радиальные области «полосами движения», и использовала механическую систему, чтобы отслеживать, в какой приемной находился приемник.

Объединив две концепции, время огибающей и сравнение фазы, обе эти проблемы могут быть устранены. Поскольку сравнение фазы, как правило, более точное на низких частотах из -за деталей электроники, точные исправления будут основаны на этом методе. Но вместо того, чтобы транслировать непрерывный сигнал, как в случае с DECCA, сигнал будет в форме импульсов. Они будут использованы для того, чтобы сделать грубое исправление, используя ту же технику, что и GEE или Loran, положительно идентифицируя переулок. Единственной проблемой с точки зрения развития будет выбор частот, которые допустили достаточно точные импульсные конверты, при этом имеющие измеримые формы волны внутри импульсов, а также развитие дисплеев, способных показывать как импульсы в целом, так и волны внутри них.

Эти концепции привели к экспериментам с низкочастотным лораном в 1945 году с использованием гораздо более низкой частоты 180 кГц. Система с тремя передатчиками была создана на восточном побережье США с использованием длинных антенн, поддерживаемых воздушными шарами. Эксперименты продемонстрировали, что неточность, присущая дизайну во время работы на таких низких частотах, была просто слишком великой, чтобы быть полезной; Операционные факторы внесли ошибки, которые ошеломили возможности. Тем не менее, три передатчика были переустановлены в Северной Канаде и Аляске для экспериментов по полярной навигации и проходили три года, пока не закрылись в марте 1950 года. Эти эксперименты продемонстрировали точность по порядку 0,15 микросекунд или около 50 метров (0,031 миль), что является большим продвижением по сравнению с Лораном. Максимально полезный диапазон составлял 1000 миль (1600 км) по суше и 1500 миль (2400 км) на море. Используя соответствие цикла, система продемонстрировала точность 160 футов (49 м) на 750 милях (1210 км). Но было также обнаружено, что система была очень сложной в использовании, и измерения оставались предметом путаницы, в которой соответствовали циклы.

В течение того же периода ВВС армии США заинтересовались очень высокой системой точности для бомбардировки точных целей. Raytheon выиграл контракт на разработку системы под названием «Cytac», в которой использовались те же основные методы, что и LF Loran, но включали значительную автоматизацию для проведения внутреннего времени без вмешательства оператора. Это оказалось чрезвычайно успешным, когда тестовые заезды размещают самолет в пределах 10 ярдов от цели. По мере того, как миссия изменилась от тактической бомбардировки с короткой дистанцией на ядерную доставку в ядерном виде, (недавно сформированные) ВВС США потеряли интерес к этой концепции. Тем не менее, они продолжили эксперименты с оборудованием после адаптации для работы на частотах LF Loran и переименовались в его «циклан», снижая точность по сравнению с исходной, но обеспечивая разумную точность при порядке мили на значительно повышенных расстояниях.

Военно -морской флот также экспериментировал с аналогичной концепцией в течение этого периода, но используя другой метод для извлечения времени. Эта система, позже известная как Loran-B , столкнулась со значительными проблемами (как и другая система ВВС, Wyn и аналогичная британская система, Popi ). В 1953 году военно -морской флот взял на себя систему циклана и начал широкую серию исследований, начиная с Бразилии, демонстрируя точность примерно до 100 метров (330 футов). Система была объявлена ​​в эксплуатации в 1957 году, а в 1958 году операции Лорана и Цилана были переданы Береговой охране США. В то время оригинальный Лоран стал Лоран-А или стандартный Лоран , и новая система стала Лоран-С .

Коммерческое использование, вывод из эксплуатации

Несмотря на значительно повышенную точность и простоту использования Loran-C, Loran-A оставался в широком распространении. Это было связано в основном с двумя важными факторами. Одним из них было то, что электроника, необходимая для чтения сигнала Loran-C, была сложной, а в эпоху электроники на основе труб, физически очень большой, в целом хрупкой и дорогой. Кроме того, когда военные корабли и самолеты переехали из Лорана-А в Лоран-К, пожилые приемники были избыточными. Эти старые подразделения были разбиты коммерческими рыбаками и другими пользователями, сохраняя их в широком распространении.

Loran -A продолжал улучшаться, так как приемники были транзисторированы, а затем автоматизированы с использованием систем на основе микроконтроллера , которые декодировали местоположение напрямую. К началу 1970 -х годов такие подразделения были относительно распространены, хотя они оставались относительно дорогими по сравнению с такими устройствами, как искатели радиосвязи . Улучшение электроники в течение этого периода было настолько быстрым, что прошло всего за несколько лет до того, как были доступны подразделения Loran-C аналогичного размера и стоимости. Это привело к решению открыть Loran-C для гражданского использования в 1974 году.

К концу 1970-х годов Береговая охрана была в разгар понижения Лорана-А в пользу дополнительных цепей Loran-C. Цепи Алеути и Гавайи закрыли 1 июля 1979 года, оставшиеся сети Аляски и Западного побережья 31 декабря 1979 года, за которыми следуют передатчики Атлантики и Карибского бассейна 31 декабря 1980 года. Несколько зарубежных цепей как в Тихоокеанском, так и в Атлантике последовали его примеру, и к 1985 году большинство оригинальных цепей больше не были введены в эксплуатацию. Японские системы оставались в воздухе дольше, до 1991 года, обслуживая свой рыбацкий флот. Китайские системы были активны в 1990 -х годах до их замены более современными системами, а их девять цепей все еще были указаны как активные в томе 6 (издание 2000 года) списка адмиралтейских радиосигналов .

Операция

Единственная нога системы Лорана лежит вдоль «базовой линии» от станций А до Б. В любой точке между этими станциями приемник измеряет разницу в сроках двух импульсов. Эта же задержка будет происходить во многих других местах вдоль гиперболической кривой. Навигационная диаграмма, показывающая образец этих кривых, создает график, подобный этому изображению.

Основная концепция

Основная статья: гиперболическая навигация

Гиперболические навигационные системы можно разделить на два основных класса, которые рассчитывают разницу во времени между двумя радиопульсами, и теми, которые сравнивают разность фаз между двумя непрерывными сигналами. Чтобы проиллюстрировать основную концепцию, этот раздел рассмотрит только метод импульса.

Рассмотрим два радиопередатчика, расположенные на расстоянии 300 километров (190 миль) друг от друга, что означает, что радиосигнал от одного займет 1 миллисекунду , чтобы достичь другой. Одна из этих станций оснащена электронными часами, которые периодически посылают сигнал триггера. Когда сигнал отправляется, эта станция, «первичная», посылает свою передачу. 1 мс спустя этот сигнал прибывает на вторую станцию, «вторичный». Эта станция оснащена приемником, и когда она видит сигнал с первичного прибытия, она запускает свой собственный передатчик. Это гарантирует, что первичная и вторичная посылает сигналы ровно 1 мс друг от друга, без вторичного нуждающегося в собственном таймере или синхронизировать свои часы с первичными. На практике добавляется фиксированное время для учета задержек в электронике приемника.

Приемник, прослушивающий эти сигналы и отображающий их на осциллографе, увидит серию «вспышек» на дисплее. Измеряя расстояние между ними, может быть рассчитана задержка между двумя сигналами. Например, приемник может измерить расстояние между двумя вспышками, чтобы представлять задержку 0,5 мс. Это подразумевает, что разница на расстоянии до двух станций составляет 150 км. Существует бесконечное количество мест, где эта задержка может быть измерена - 75 км от одной станции и 225 от другой, 150 км от одной и 300 от другой и так далее.

При нанесении на график набор возможных местоположений для любой заданной разницы во времени образует гиперболическую кривую. Сбор кривых для всех возможных измеренных задержек образует набор изогнутых излучающих линий, сосредоточенных на линии между двумя станциями, известными как «базовая линия». Чтобы подать исправление, приемник проводит два измерения на основе двух разных первичных/вторичных пар. Пересечения двух наборов кривых обычно приводят к двум возможным местам. используя какую -то другую форму навигации , может быть устранена одна из этих возможных позиций, что обеспечивает точное исправление. Например,

Loran Stations

Сигнал от одного передатчика Loran будет получен несколько раз с нескольких направлений. На этом изображении сначала появляется слабая земля, а затем сигнализирует после одного и двух хмеля от E -слоя ионосфер, и, наконец, один и два хмеля от слоя F. Навык оператора был необходим для того, чтобы рассказать об этом.

Станции Loran были построены в цепях, одна первичная и два вторичных (минимально, некоторые цепочки были составлены из целых пяти станций), как правило, разделенные примерно на 600 миль (970 км). Каждая пара транслирует на одной из четырех частот, 1,75, 1,85, 1,9 или 1,95 МГц (а также неиспользованные 7,5 МГц). В любом конкретном месте было общепринято, чтобы получать более трех станций за раз, поэтому необходимы некоторые другие средства для выявления пар. Loran принял использование частоты повторения импульса (PRF) для этой задачи, причем каждая станция отправляла строку из 40 импульсов на 33,3 или 25 импульсах в секунду.

Станция Loran Tower на Сэнд -Айленде в Johnston Atoll , 1963

Станции были идентифицированы с простым кодом, с числом, указывающим полосу частот, букву для частоты повторения импульса и число для станции в цепочке. Например, три станции на Гавайских островах были расположены как две пары 2L 0 и 2L 1. Это указывало на то, что они были на канале 2 (1,85 МГц), использовалась частота повторения «L» (25 Гц), и что два Станции были на базовой частоте повторения, в то время как два других (первичная и третья станция) использовали частоту повторения 1. PRF может быть скорректирован с 25 до 25 и 7/16 для низкого уровня и 33 1/3 до 34 1/9 -го для высокого уровня. Эта система разделяла среднюю башню, которая транслировалась на обеих частотах.

В случае GEE сигналы были прямо от передатчика к приемнику, давая чистый сигнал, который было легко интерпретировать. Если он отображается на одном трассировке CRT, оператор увидит цепочку острых «вспышек», сначала первичная, затем один из второстепенных, первичный снова, а затем другой вторичный. СДЕЛИКА были созданы, чтобы иметь возможность отображать два следа, и путем настройки нескольких цепей задержки оператор мог бы сделать первый первичный сигнал, который появился на верхнем дисплее, а второй-на нижней части. Затем они могли бы провести измерение обеих задержек одновременно.

Для сравнения, Лоран был преднамеренно разработан, чтобы позволить использовать Skywaves, а полученный полученный сигнал был гораздо более сложным. Наземная волна оставалась довольно резкой, но ее можно было получить только на более коротких расстояниях и в основном использовалась в течение дня. Ночью от одного передатчика может быть получено целых тридцать разных небовов, часто перекрывающихся во времени, создавая сложную схему возврата. Поскольку шаблон зависел от атмосферы между передатчиком и приемником, полученный шаблон был отличным для двух станций. Можно было бы получить двухволновую волну с одной станцией одновременно с волной из трех отскок от другой, что делает интерпретацию дисплея довольно сложной.

Хотя Loran намеренно использовал тот же дисплей, что и GEE, чтобы делиться оборудованием, сигналы были намного дольше и сложнее, чем GEE, что прямое измерение двух сигналов было просто невозможно. Даже начальный сигнал с первичной станции был разбросан во времени, когда начальный сигнал наземной волны был резким (если получен), в то время как приемы Skywave могут появиться в любом месте на дисплее. Соответственно, оператор Loran установил задержки, чтобы первичный сигнал появился на одном следах, а вторичный на втором, что позволяет сравнить сложные закономерности. Это означало, что только одно первичное/вторичное измерение может быть сделано одновременно; Чтобы создать «исправление», всю процедуру измерения должна была повторяться во второй раз, используя другой набор станций. Время измерения в порядке от трех до пяти минут было типичным, что требовало от навигатора учитывать движение транспортного средства в течение этого времени.

Измерение

Оригинальный воздушный приемник был подразделением/APN-4 1943 года. Он был физически идентичен набору GEE в Великобритании, и его можно было легко менять с этими подразделениями. В основном блоке с дисплеем также размещалась большая часть элементов управления. Общая операция началась с выбора одной из девяти станций, помеченной от 0 до 8, и установила скорость развертки до 1, самую низкую настройку. Затем оператор будет использовать элементы управления интенсивностью и фокусировкой, чтобы точно настроить сигнал и обеспечить острый дисплей.

При самой низкой скорости развертки система также дала локальный сигнал, который подавался на дисплей и создала резко определенную «постадью», прямоугольную форму, отображаемую вдоль двух следов. Усиленный сигнал с станций также появится на дисплее, сильно сжатый во времени, так что он отображался в виде ряда острых шипов (вспышек). Когда сигнал повторялся, эти шипы появлялись много раз по ширине дисплея. Поскольку дисплей был настроен на подметание при скорости повторения импульса выбранной пары станций, другие станции в районе, с разными скоростями повторения, будут перемещаться через дисплей, в то время как выбранный один останется неподвижным.

Используя переключатель «слева направо», оператор перемещал верхний пьедестал до тех пор, пока в нем не будет сосредоточен один из сигнальных шипов, а затем перемещал пьедестал на нижнем следе, чтобы центрировать второй сигнал, используя грубые и мелкие элементы управления задержкой. Как только это было сделано, система была установлена ​​на подметание скорости 2, которая ускорила следы, так что раздел, описанный постанов, заполнял всю трассу. Этот процесс повторялся на скорости 3 -го завора, после чего на экране была видна только выбранная часть сигнала. Поворот в Sweep Speed ​​4 не изменил время, но вместо этого накладывало сигналы на одну трассу, чтобы настройка могла настройка, используя контроль баланса усиления и усилителя. Цель состояла в том, чтобы идеально выровнять два следа.

В этот момент начинается измерение. Оператор переключается на скорость 5, которая возвращается на дисплей с двумя разделенными трассами, с сигналами инвертированы и работают с более низкой скоростью развертки, так что множественные повторения сигнала появляются на трассах. Смешанный в сигнале представляет собой электронную шкалу, создаваемую в генераторе база времени , в результате чего серия небольших пипов появляется на ныне инвертированных оригинальных сигналах. При установке 5 PIP на шкале представляют различия в 10 микросекунд, и оператор измеряет расстояние между позициями. Это повторяется для установки 6 на 50 микросекунд, и снова при установке 7 на 500 микросекунд. Разница, измеренная в каждой из этих настроек, затем добавляется, чтобы создать общую задержку между двумя сигналами. Затем всю эту процедуру повторяли для второго набора первичной сектора, часто второй набор одной и той же цепи, но не всегда.

Приемные единицы значительно улучшились со временем. AN/APN-4 был быстро вытеснен AN/APN-9 от 1945 года, единицей в один в одном, объединяющий приемник и демонстрацию значительно уменьшенного веса.

Диапазон и точность

В течение дня ионосфера только слабо отражает сигналы коротких волн, и Лоран использовался в 500–700 морских милях (930–1300 км), используя земные волны. Ночью эти сигналы были подавлены, а диапазон упал до 350–500 морских миль (650–930 км). Ночью небавов стали полезными для измерений, что увеличило эффективный диапазон до 1200–1400 морских миль (2200–2600 км).

В длинных диапазонах гиперболические линии приближаются к прямым линиям, излучающимся из центра базовой линии. Когда рассматриваются два таких сигнала из одной цепи, результирующая картина линий становится все более параллельной, поскольку базовое расстояние становится меньше по сравнению с диапазоном. Таким образом, на коротких расстояниях линии пересекаются под углами около 90 градусов, и этот угол неуклонно уменьшается с диапазоном. Поскольку точность исправления зависит от угла пересечения, все гиперболические навигационные системы растут все более неточным с увеличением диапазона.

Более того, сложная серия полученных сигналов значительно запутала показания сигнала Лорана, требуя некоторой интерпретации. Точность была скорее вопросом качества сигнала и опыта оператора, чем любой фундаментальный предел оборудования или сигналов. Единственный способ выразить точность - это измерить ее на практике; Средняя точность на маршруте от Японии в Тиниан, расстояние 1400 миль (2300 км), составила 28 миль (45 км), 2% от диапазона.

AT и Mobile Loran

В Loran, для «Air Transportable», был легкий набор передатчиков Loran, который мог бы быть быстро настроен при перемещении фронта. Операции были идентичны «нормальному» Loran, но часто предполагалось, что диаграммы не будут доступны и должны быть подготовлены в поле. Мобильный Лоран был еще одной легкой системой, установленной на грузовиках.

Ссылки

Библиография

• Бланшар, Уолтер (сентябрь 1991 г.). «Гиперболическая радиовигационная помощь в воздухе». Журнал навигации . 44 (3). Полем
  Proc 2012 - модифицированная версия настоящего Соглашения.
• Кук, CM; и др. (1945), «Тактическое использование радара в самолетах» , Радар Bulletin, № 2 A , Вашингтон, округ Колумбия: военно -морской департамент .
• Денни, Марк (2012), «Наука о навигации: от мертвого расчета до GPS , Балтимор: издательство Университета Джона Хопкинса, ISBN  978-1-4214-0512-4 .
• Дикинсон, Уильям Т. (1959), Инженерная оценка навигационной системы Loran -C (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия: Jansky & Bailey/US Boast Guard
• Dickinson, William T. (1962), Система навигации Loran-C (PDF) , Вашингтон, округ Колумбия: Jansky & Bailey, архивирована из оригинала (PDF) 22 июля 2013 года , полученные 15 апреля 2014 года.
• HAIGH, JD (1960), "Gee Ames Type 7000", Учебник по радио, том 7, методы радиолокации, Министерство воздуха AP3214 (7) , с. 242–249
• Halford, JH; Дэвидсон, Д.; Waldschmitt, JA (1948), «История Лорана» (PDF) , в Пирсе, JA; Маккензи, Аа; Woodward, RH (Eds.), Loran: навигация на дальние расстояния , Нью -Йорк: McGraw Hill, с. 19–51
• Hefley, Gifford (1972), Развитие навигации и сроков Loran-C , NBS Monograph 129, Boulder, CO: Национальное бюро стандартов США, HDL : 2027/MDP.39015006077989 .
• Helfrick, Albert (2012). Принципы авионики (7 -е изд.). Лисбург, Вирджиния: Авионические коммуникации. ISBN  978-1-885544-27-8 . .
• Холлистер, Джейн (август 1978 г.). «Новости». Катание на лодке . 44 (2): 10, N4F.
• McElroy, Gil (2004), «История Loran-C» , в Proc, Jerry (ed.), Гиперболические системы радиоонавигации , Etobicoke, Онтарио {{citation}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) .
• Parrott, D'Arcy Grant (декабрь 1944 г.), «Лоран, том 1: Ранняя электронная история», Береговая охрана на войне, том. IV , Вашингтон, округ Колумбия: Береговая охрана США, архивирована из оригинала 16 апреля 2014 года {{citation}}: Cs1 Maint: дата и год ( ссылка )
• Петерсон, Бенджамин Б. (2005), «Электронные навигационные системы», в Whitaker, Jerry C. (ed.), «Руководство по электронике» (2 -е изд.), Tailor & Francis/Ieee Press, с. 1847–1877, ISBN  0-8493-1889-0
• Пирс, Джон Элвин (1948), «Электронные средства СПИДом для навигации», в Мартоне, Ладислаус (ред.), Достижения в области электроники и электронов, вып. 1 , Нью-Йорк: Academic Press, стр. 425–451, doi : 10.1016/s0065-2539 (08) 61098-7 , ISBN  0-12-014501-4
• Proc, Jerry (2012), «Loran-A» , гиперболические системы радиоонавигации , Etobicoke, Онтарио, архивированы с оригинала 5 августа 2009 года , извлеченные 15 апреля 2014 года. {{citation}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) .
• Песок, Стефан; Дамманн, Армин; Mensing, Christian (2004), позиционирование в системах беспроводной связи , Hoboken: John Wiley & Sons, ISBN  1-118-69409-0

Дальнейшее чтение

• Инструкции по эксплуатации для радара установлены AN/APN-9 » , ВМС США, 1944

Внешние ссылки

• LORAN-History.info