System Decca Navigator
System Decca Navigator był hiperbolicznym systemem nawigacji radiowej , który umożliwiał statkom i samolotom określanie ich pozycji za pomocą sygnałów radiowych z dedykowanego systemu statycznych nadajników radiowych. System wykorzystywał porównanie faz dwóch o niskiej częstotliwości między 70 a 129 kHz , w przeciwieństwie do systemów taktowania impulsów, takich jak Gee i LORAN . To znacznie ułatwiło projektowanie odbiorników przy użyciu elektroniki z lat czterdziestych XX wieku, a obsługa została uproszczona dzięki bezpośredniemu odczytowi współrzędnych Decca bez złożoności lampy elektronopromieniowej i wysoko wykwalifikowanego operatora.
System został wynaleziony w USA, ale rozwój został przeprowadzony przez firmę Decca w Wielkiej Brytanii. Po raz pierwszy został użyty przez Królewską Marynarkę Wojenną podczas II wojny światowej do kluczowego zadania oczyszczenia pól minowych, aby umożliwić lądowanie w D-Day . Siły alianckie potrzebowały dokładnego systemu, nieznanego Niemcom, a tym samym wolnego od zacięć. Po wojnie zszedł z tajnej listy i został opracowany komercyjnie przez firmę Decca i rozmieszczony w całej Wielkiej Brytanii, a później używany w wielu obszarach na całym świecie. W szczytowym okresie istniało około 180 stacji nadawczych wykorzystujących „łańcuchy” po trzy lub cztery nadajniki w celu umożliwienia ustalenia pozycji poprzez wykreślenie przecinających się linii elektronicznych. Głównym zastosowaniem Decca była nawigacja statków na wodach przybrzeżnych, oferując znacznie lepszą dokładność niż konkurencyjny system LORAN. Statki rybackie były głównymi użytkownikami powojennymi, ale były również używane w niektórych samolotach, w tym w bardzo wczesnym (1949) zastosowaniu ruchomych wyświetlaczy map . System był szeroko stosowany na Morzu Północnym i był używany przez helikoptery operujące na platformach wiertniczych .
Otwarcie dokładniejszego systemu Loran-C do użytku cywilnego w 1974 roku stworzyło ostrą konkurencję, ale Decca miała już wtedy ugruntowaną pozycję i kontynuowała działalność do 2000 roku. Decca Navigator został ostatecznie zastąpiony, wraz z Loranem i podobnymi systemami, przez GPS w 2000, kiedy to stało się dostępne do użytku publicznego.
Zasady działania
Przegląd
System Decca Navigator składał się z pojedynczych grup naziemnych nadajników radiowych zorganizowanych w łańcuchy po trzy lub cztery stacje. Każdy łańcuch składał się ze stacji głównej i trzech (czasami dwóch) stacji drugorzędnych, określanych jako czerwona, zielona i fioletowa. Idealnie, drugorzędne byłyby umieszczone w wierzchołkach trójkąta równobocznego z głównym w środku. Długość linii bazowej, czyli odległość między kapitanem a drugorzędnym, wynosiła zazwyczaj 60–120 mil morskich (110–220 km).
Każda stacja transmitowała sygnał fali ciągłej, który porównując różnicę faz sygnałów z głównego i jednego z wtórnych, generował względną miarę fazy, która była prezentowana na wyświetlaczu przypominającym zegar. Różnica faz była spowodowana względną odległością między stacjami widzianą przez odbiornik. Gdy odbiornik się porusza, odległości te zmieniają się, a zmiany te są reprezentowane przez ruch wskazówek na wyświetlaczach.
Jeśli wybierzemy określoną różnicę faz, powiedzmy 30 stopni, i wykreślimy wszystkie lokalizacje, w których występuje ta różnica faz, wynikiem jest zestaw hiperbolicznych linii pozycji zwanych wzorami . Ponieważ były trzy drugorzędne, istniały trzy wzory, zwane także Czerwonym, Zielonym i Fioletowym. Wzory zostały narysowane na mapach morskich jako zestaw hiperbolicznych linii w odpowiednim kolorze.
Odbiorniki określały swoją lokalizację, mierząc różnicę faz z dwóch lub więcej wzorów z wyświetlaczy. Następnie mogli spojrzeć na wykres, aby znaleźć miejsce, w którym przecięły się dwie najbliższe hiperbole na wykresie. Dokładność tego pomiaru została poprawiona poprzez wybranie zestawu dwóch wzorów, w wyniku którego linie przecinały się pod jak najbardziej zbliżonym do prostego kątem.
Szczegółowe zasady działania
Kiedy dwie stacje nadają na częstotliwości synchronizacji fazowej , różnica faz między dwoma sygnałami jest stała wzdłuż ścieżki hiperbolicznej. Jeśli dwie stacje nadają na tej samej częstotliwości, odbiornik nie może ich rozdzielić. Zamiast tego każdemu łańcuchowi przydzielono częstotliwość nominalną, znaną jako 1f, a każda stacja w łańcuchu nadawała z harmoniczną tej częstotliwości podstawowej, jak następuje:
| Stacja | Harmoniczny | Częstotliwość (kHz) |
|---|---|---|
| Gospodarz | 6f | 85.000 |
| Fioletowy | 5f | 70.833 |
| Czerwony | 8f | 113.333 |
| Zielony | 9f | 127.500 |
Podane częstotliwości dotyczą łańcucha 5B, znanego jako łańcuch angielski, ale wszystkie łańcuchy wykorzystywały podobne częstotliwości między 70 kHz a 129 kHz.
Odbiorniki Decca zwielokrotniły sygnały otrzymane od Master i każdego Slave przez różne wartości, aby uzyskać wspólną częstotliwość ( najmniejsza wspólna wielokrotność , LCM) dla każdej pary Master/Slave, w następujący sposób:
| Wzór | Niewolnicza harmonia | Mnożnik niewolników | Mistrz harmonii | Mistrzowski mnożnik | Wspólna częstotliwość |
|---|---|---|---|---|---|
| Fioletowy | 5f | ×6 | 6f | ×5 | 30f |
| Czerwony | 8f | ×3 | 6f | ×4 | 24f |
| Zielony | 9f | ×2 | 6f | ×3 | 18f |
To porównanie faz przy tej wspólnej częstotliwości zaowocowało hiperbolicznymi liniami pozycji. Odstęp między dwiema sąsiednimi hiperbolami, w których sygnały są w fazie, nazwano pasem . Ponieważ długość fali o wspólnej częstotliwości była mała w porównaniu z odległością między stacjami Master i Slave, było wiele możliwych linii pozycji dla danej różnicy faz, a więc nie można było ustalić unikalnej pozycji tą metodą.
Inne odbiorniki, zwykle do zastosowań lotniczych, dzieliły nadawane częstotliwości do częstotliwości podstawowej (1f) w celu porównania faz, zamiast mnożyć je do częstotliwości LCM.
Pasy i strefy
Wczesne odbiorniki Decca były wyposażone w trzy obrotowe Decometry , które wskazywały różnicę faz dla każdego wzoru. Każdy Decometr napędzał drugi wskaźnik, który zliczał liczbę przejechanych pasów – każde 360 stopni różnicy faz oznaczało przejechany jeden pas. W ten sposób, zakładając, że punkt wyjścia był znany, można było zidentyfikować mniej lub bardziej wyraźną lokalizację.
Pasy zostały pogrupowane w strefy , z 18 zielonymi, 24 czerwonymi lub 30 fioletowymi pasami w każdej strefie. Oznaczało to, że na linii bazowej (linia prosta między Master a Slave) szerokość strefy była taka sama dla wszystkich trzech wzorów danego łańcucha. Typowe szerokości linii i stref na linii bazowej przedstawiono w poniższej tabeli (dla łańcucha 5B):
| Pas lub Strefa | Szerokość na linii bazowej |
|---|---|
| Fioletowy pas | 352,1m |
| Czerwony pas | 440,1m |
| Zielony pas | 586,8m |
| Strefy (wszystkie wzory) | 10563 m n.p.m |
Pasy były ponumerowane od 0 do 23 dla koloru czerwonego, od 30 do 47 dla koloru zielonego i od 50 do 79 dla koloru fioletowego. Strefy oznaczono od A do J, powtarzając po J. W ten sposób można zapisać współrzędną pozycji Decca: Red I 16.30; Zielony D 35,80. Późniejsze odbiorniki zawierały mikroprocesor i wyświetlały pozycję w szerokości i długości geograficznej.
Wielopulsowy
Multipulse zapewnił automatyczną metodę identyfikacji linii i stref przy użyciu tych samych technik porównywania faz, które opisano powyżej w przypadku sygnałów o niższej częstotliwości.
Nominalnie ciągłe transmisje fal zostały w rzeczywistości podzielone na 20-sekundowy cykl, przy czym każda stacja z kolei jednocześnie transmitowała wszystkie cztery częstotliwości Decca (5f, 6f, 8f i 9f) w spójnej fazowo relacji przez krótki okres 0,45 sekundy każda cykl. Ta transmisja, znana jako Multipulse, pozwoliła odbiornikowi wyodrębnić częstotliwość 1f, a tym samym zidentyfikować, na którym pasie znajduje się odbiornik (z rozdzielczością strefy).
Oprócz transmisji częstotliwości Decca 5f, 6f, 8f i 9f, transmitowano również sygnał 8.2f, znany jako Orange. Częstotliwość dudnień między sygnałami 8,0 f (czerwony) i 8,2 f (pomarańczowy) pozwoliła na wyprowadzenie sygnału 0,2 f, a tym samym dała wzór hiperboliczny, w którym jeden cykl (360°) różnicy faz odpowiada 5 strefom.
Zakładając, że czyjaś pozycja była znana z taką dokładnością, dawało to faktycznie unikalną pozycję.
Zasięg i dokładność
W ciągu dnia można było uzyskać zasięg około 400 mil morskich (740 km), zmniejszając się w nocy do 200 do 250 mil morskich (460 km), w zależności od warunków propagacji.
Dokładność zależała od:
- Szerokość pasów
- Kąt cięcia hiperbolicznych linii położenia
- Błędy instrumentalne
- Błędy propagacji (na przykład Skywave )
W ciągu dnia błędy te mogą wahać się od kilku metrów na linii podstawowej do mili morskiej na granicy pokrycia. W nocy błędy fal na niebie były większe, a na odbiornikach bez możliwości wieloimpulsowych nie było niczym niezwykłym, że pozycja przeskakiwała pas, czasami bez wiedzy nawigatora.
Chociaż w czasach różnicowego GPS ten zasięg i dokładność mogą wydawać się słabe, w tamtych czasach system Decca był jednym z nielicznych, jeśli nie jedynym systemem określania pozycji dostępnym dla wielu marynarzy. Ponieważ potrzeba dokładnego określenia pozycji jest mniejsza, gdy statek znajduje się dalej od lądu, zmniejszona dokładność na dużych odległościach nie stanowiła dużego problemu.
Historia
Pochodzenie
W 1936 roku inżynier William J. O'Brien zachorował na gruźlicę , która zawiesiła jego karierę na okres dwóch lat. W tym okresie wpadł na pomysł ustalania pozycji za pomocą porównania faz ciągłych transmisji falowych. Nie był to pierwszy taki system, ale O'Brien najwyraźniej opracował swoją wersję bez wiedzy o innych i dokonał kilku ulepszeń w sztuce, które okazały się przydatne. Początkowo wyobrażał sobie, że system jest używany do testowania samolotów, w szczególności do dokładnego obliczania prędkości względem ziemi. Niektóre eksperymenty przeprowadzono w Kalifornii w 1938 roku, wybierając częstotliwości z harmonicznymi „uderzeniami”, które pozwoliłyby na identyfikację stacji w sieci nadajników. Zarówno armia amerykańska , jak i marynarka wojenna uznały pomysł za zbyt skomplikowany i prace zakończyły się w 1939 roku.
Przyjaciel O'Briena, Harvey F. Schwarz, był głównym inżynierem firmy Decca Record w Anglii. W 1939 roku O'Brien przesłał mu szczegóły systemu, aby mógł zostać przedstawiony armii brytyjskiej. Początkowo Robert Watson-Watt dokonał przeglądu systemu, ale nie śledził go, uznając, że zacina się on zbyt łatwo (i prawdopodobnie z powodu istniejących prac nad systemem Gee , prowadzonych przez grupę Watta). Jednak w październiku 1941 roku systemem zainteresował się brytyjski Admiralty Signal Establishment (ASE), który następnie został sklasyfikowany jako Admiralty Outfit QM . O'Brien przywiózł kalifornijski sprzęt do Wielkiej Brytanii i 16 września 1942 roku przeprowadził pierwsze próby morskie między Anglesey a wyspą Man na częstotliwościach 305/610 kHz.
Dalsze próby przeprowadzono na północnym Morzu Irlandzkim w kwietniu 1943 r. Przy częstotliwości 70/130 kHz. Zdecydowano, że oryginalne częstotliwości nie były idealne i wybrano nowy system wykorzystujący odstęp międzysygnałowy 14 kHz. Doprowadziło to do wspólnych częstotliwości 5, 6, 8 i 9 f , używanych przez cały okres eksploatacji systemu Decca. 7 f był zarezerwowany dla rozszerzenia podobnego do Loran-C , ale nigdy nie został opracowany. Kolejny test przeprowadzono na Morzu Irlandzkim w styczniu 1944 roku, aby przetestować szeroką gamę ulepszeń i sprzętu produkcyjnego. W tym czasie konkurencyjny system Gee był znany Admiralicji i oba systemy były testowane bezpośrednio pod kryptonimami QM i QH. Stwierdzono, że QM ma lepszy zasięg i dokładność na poziomie morza, co doprowadziło do jego przyjęcia.
Lądowanie w D-Day
Próba na trzech stanowiskach odbyła się w połączeniu z ćwiczeniami szturmowymi i desantowymi na dużą skalę w Moray Firth w lutym / marcu 1944 r. Sukces prób oraz względna łatwość użytkowania i dokładność systemu spowodowały, że Decca otrzymała zamówienie dla 27 odbiorników Admiralty Outfit QM . Odbiornik składał się z jednostki elektronicznej z dwoma tarczami i był znany operatorom jako „Blue Gasmeter Job”. Utworzono sieć Decca, składającą się ze stacji głównej w Chichester i niewolników w Swanage i Beachy Head . Czwarty nadajnik wabików znajdował się w ujściu Tamizy w ramach oszustwa, że inwazja skupi się na obszarze Calais . 21 trałowców i innych statków wyposażono w Admiralty Outfit QM , a 5 czerwca 1944 r. 17 z tych okrętów używało go do dokładnego poruszania się po kanale La Manche i do zamiatania pól minowych na planowanych obszarach. Omiatane obszary zostały oznaczone bojami w ramach przygotowań do lądowania w Normandii .
Po wstępnych testach statku firma Decca przeprowadziła testy w samochodach, jeżdżąc w rejonie obwodnicy Kingston , aby zweryfikować dokładność odbiornika. W instalacji samochodowej stwierdzono możliwość poruszania się w obrębie pojedynczego pasa ruchu. Firma wiązała duże nadzieje z możliwością zastosowania systemu w samolotach, aby umożliwić znacznie bardziej precyzyjną nawigację w krytycznej przestrzeni powietrznej wokół lotnisk i ośrodków miejskich, gdzie natężenie ruchu jest największe.
Wdrożenie komercyjne
Po zakończeniu II wojny światowej powstała Decca Navigator Co. Ltd. (1945), a system szybko się rozwijał, szczególnie na obszarach wpływów brytyjskich ; w szczytowym okresie był używany w wielu głównych obszarach żeglugowych na świecie. W 1970 roku na statkach używano ponad 15 000 zestawów odbiorczych. W Anglii istniały 4 łańcuchy, 1 w Irlandii i 2 w Szkocji, 12 w Skandynawii (po 5 w Norwegii i Szwecji oraz po 1 w Danii i Finlandii), kolejne 4 gdzie indziej w północnej Europie i 2 w Hiszpanii.
Kanada była kolejnym wczesnym użytkownikiem, z oddziałami założonymi w Toronto w 1953 roku. [ <span title="To źródło nie obsługuje stwierdzenia: '"`UNIQ--templatestyles-00000008-QINU`"' "Corporation Information". Decca Navigator (Canada) Ltd. Canada Company Directory. (czerwiec 2022 r.) „>potrzebne źródło ] Pierwszy łańcuch został zainstalowany w południowo-zachodniej Nowej Fundlandii w 1956 r. W ramach wspólnego programu geodezyjnego marynarki wojennej Kanady i Stanów Zjednoczonych. Doprowadziło to do komercyjnych wdrożeń w następnym roku w Nowej Szkocji i śródlądowego systemu ruchu lotniczego w ruchliwym obszarze Quebec City - Montreal . Czwarty łańcuch obejmujący wschodnią Nową Funlandię został dodany w 1958 r. Kiedy spotkania w Montrealu w 1958 r. Doprowadziły do wybrania VOR i DME jako standardowych systemów nawigacji lotniczej, system Montreal został przesunięty na wschód, aby objąć obszar wyspy Anticosti w Zatoce Świętego Wawrzyńca , a zachodni łańcuch Nowej Funlandii został później przeniesiony, aby lepiej pokryć Cieśninę Cabot . Zaproponowano również serię łańcuchów do pokrycia Przejścia Północno-Zachodniego , gdyby ruch tankowców korzystał z tego obszaru, ale nigdy do tego nie doszło. Inny powstał na krótko, obejmując jezioro Ontario w 1971 r. Z okazji Międzynarodowego Roku Pola dla Wielkich Jezior. Ostatnia kanadyjska sieć została zamknięta w 1986 roku, po tym jak Loran-C stał się powszechny.
Pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku w Stanach Zjednoczonych, w rejonie Nowego Jorku, utworzono eksperymentalną sieć Decca, która miała być używana do nawigacji helikopterów Vertol 107 należących do New York Airways . Helikoptery te latały z głównych lokalnych lotnisk — lotniska Idlewild na Long Island, lotniska Newark w New Jersey, lotniska LaGuardia w dzielnicy Queens, bliżej Manhattanu, oraz z miejsca na szczycie (wówczas) budynku PanAm przy Park Avenue . Wykorzystanie Decca było niezbędne, ponieważ jego sygnały mogły być odbierane na poziomie morza, nie podlegały ograniczeniom linii wzroku VOR / DME i nie powodowały błędów nachylenia, które powodują problemy z VOR / DME w pobliżu nadajniki. Instalacje Decca w helikopterach New York Airways obejmowały unikalne wyświetlacze Decca „roller map”, które umożliwiały pilotowi natychmiastowe zobaczenie swojej pozycji, co jest koncepcją niewykonalną w przypadku VOR / DME.
Ta instalacja łańcuchowa była wówczas uważana za wysoce kontrowersyjną z powodów politycznych. Doprowadziło to do tego, że amerykańska straż przybrzeżna, zgodnie z instrukcjami Departamentu Skarbu, któremu podlegała, zakazała używania odbiorników Decca na statkach wpływających do portu w Nowym Jorku z obawy, że system może stworzyć de facto standard (jak to miało miejsce w innych obszarach na świecie). Służyło to również ochronie interesów marketingowych działu Hoffman Electronics firmy ITT, głównego dostawcy systemów VOR/DME, które Decca mogła uzurpować sobie.
Sytuację tę pogorszyły problemy z obciążeniem pracą Stowarzyszenia Kontrolerów Ruchu Lotniczego (ATCA), pod kierownictwem jego dyrektora wykonawczego Francisa McDermotta, którego członkowie byli zmuszeni wykorzystywać dane radarowe o pozycjach samolotów, przekazując te pozycje drogą radiową do samolotów z ich lokalizacji kontrolnych. Przykładem problemu, cytowanym przez ekspertów, było zderzenie Douglasa DC8 i Lockheed Constellation nad Staten Island w stanie Nowy Jork , którego zdaniem niektórych ekspertów można było uniknąć, gdyby samolot był wyposażony w Decca i nie mógł tylko dokładniej określiły swoje pozycje, ale nie cierpiałyby z powodu błędów pozycji rho-theta właściwych dla VOR/DME.
Inne sieci powstały w Japonii (6 sieci); Namibia i RPA (5 sieci); Indie i Bangladesz (4 sieci); Australia północno-zachodnia (2 łańcuchy); Zatoka Perska (1 sieć ze stacjami w Katarze i Zjednoczonych Emiratach Arabskich oraz druga sieć na północy Zatoki ze stacjami w Iranie) i Bahamy (1 sieć). W Nigerii zaplanowano cztery sieci, ale zbudowano tylko dwie i nie weszły one do użytku publicznego. Dwa łańcuchy w Wietnamie były używane podczas wojny w Wietnamie do nawigacji helikopterów, z ograniczonym powodzeniem. W okresie zimnej wojny, po II wojnie światowej, RAF utworzyła tajną sieć w Niemczech. Stacja Master znajdowała się w Bad Iburg niedaleko Osnabrück i było tam dwóch niewolników. Celem tego łańcucha było zapewnienie dokładnej nawigacji lotniczej w korytarzu między zachodnimi Niemcami a Berlinem na wypadek konieczności masowej ewakuacji personelu sojuszniczego. Aby zachować tajemnicę, częstotliwości zmieniano w nieregularnych odstępach czasu.
Decca, Racal i zamknięcie
Siedziba Decca Navigator znajdowała się w New Malden w hrabstwie Surrey, tuż przy obwodnicy Kingston. W Brixham w hrabstwie Devon istniała szkoła Decca , do której od czasu do czasu wysyłano pracowników na kursy. Racal , brytyjska firma zajmująca się bronią i komunikacją, przejęła Decca w 1980 roku. Łącząc aktywa radarowe Decca z własnymi, Racal zaczął sprzedawać inne części firmy, w tym awionikę i Decca Navigator.
Znaczna część dochodów z systemu Decca wynikała z dzierżawy odbiorników użytkownikom, a nie bezpośredniej sprzedaży. To gwarantowało przewidywalny roczny dochód. Kiedy na początku lat 80. wygasły patenty na oryginalną technologię, wiele firm szybko zbudowało nowe odbiorniki. W szczególności firma Aktieselskabet Dansk Philips („duński Philips”, ap ) wprowadziła amplitunery, które można było kupić bezpośrednio, i które były znacznie mniejsze i łatwiejsze w użyciu niż obecne odpowiedniki firmy Decca. Wersje „ap” bezpośrednio wyprowadzają długość i szerokość geograficzną z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku (pierwotnie tylko w układzie odniesienia ED50 ) zamiast korzystać z wyświetlaczy „dekometru”, oferując dokładność lepszą niż ± 9,3 m, znacznie lepszą niż jednostki Decca. Wyeliminowało to również potrzebę drukowania specjalnych wykresów z pasami i strefami Decca.
Decca pozwała ap za naruszenie iw późniejszej batalii sądowej Decca straciła monopol. Oznaczało to początek końca firmy. do akcji wkroczyło brytyjskie Ministerstwo Transportu , nakazując władzom latarni morskiej wzięcie odpowiedzialności za obsługę systemu na początku lat 90.
Decyzja Unii Europejskiej zmusiła rząd Wielkiej Brytanii do wycofania finansowania. Ogólne władze latarni morskiej zaprzestały nadawania Decca o północy 31 marca 2000 r. Irlandzka sieć dostarczona przez Bórd Iascaigh Mhara kontynuowała nadawanie do 19 maja 2000 r. Japonia kontynuowała obsługę swojej sieci Hokkaidō do marca 2001 r., Ostatnia działająca sieć Decca.
Inne aplikacje
Delrac
Bezpośrednio po wojnie Decca zaczął badać system dalekiego zasięgu, taki jak Decca, ale używający znacznie niższych częstotliwości, aby umożliwić odbiór fal nieba na duże odległości. W lutym 1946 roku firma zaproponowała system z dwiema głównymi stacjami zlokalizowanymi na lotnisku Shannon w Irlandii oraz międzynarodowym porcie lotniczym Gander w Nowej Fundlandii (obecnie część Kanady). Razem stacje te zapewniałyby nawigację po głównej ortodromie między Londynem a Nowym Jorkiem. Trzecia stacja na Bermudach dostarczyłaby ogólnych informacji dotyczących pomiaru postępów na głównym torze.
Prace nad tą koncepcją były kontynuowane, aw 1951 roku zaprezentowano zmodyfikowaną wersję, która oferowała nawigację na bardzo rozległych obszarach. Było to znane jako Delrac , skrót od „Decca Long Range Area Cover”. Dalszy rozwój, obejmujący funkcje systemu POPI Poczty Głównej , został wprowadzony w 1954 r., Proponując 28 stacji zapewniających zasięg na całym świecie. Przewidywano, że system będzie oferował dokładność 10 mil (16 000 m) przy zasięgu 2000 mil (3200 km) przez 95% czasu. Dalszy rozwój zakończył się na rzecz systemu Dectra.
Dectra
We wczesnych latach sześćdziesiątych Komisja Techniczna Radia ds. Aeronautyki (RTCA), w ramach szerszych wysiłków ICAO , rozpoczęła proces wprowadzania standardowego systemu radionawigacji dalekiego zasięgu do użytku lotniczego. Decca zaproponowała system, który mógłby oferować zarówno wysoką dokładność na krótkich dystansach, jak i nawigację transatlantycką z mniejszą dokładnością, przy użyciu jednego odbiornika. System był znany jako Dectra , skrót od „Decca Track”.
W przeciwieństwie do systemu Delrac, Dectra był zasadniczo normalnym systemem Decca Navigator z modyfikacją kilku istniejących nadajników. Znajdowały się one w łańcuchach wschodniej Nowej Fundlandii i Szkocji, które były wyposażone w większe anteny i nadajniki dużej mocy, nadające 20 razy więcej energii niż zwykłe stacje łańcuchowe. Biorąc pod uwagę, że długość linii bazowych łańcucha nie zmieniła się i były one stosunkowo krótkie, na dużej odległości sygnał nie oferował prawie żadnej dokładności. Zamiast tego Dectra działała jako system torowy; samoloty nawigowałyby, trzymając się sygnału określonego przez określony pas Decca.
Główną zaletą Dectry w porównaniu z innymi systemami proponowanymi dla rozwiązania RTCA była możliwość wykorzystania jej zarówno do nawigacji lądowej średniego zasięgu, jak i nawigacji dalekiego zasięgu nad Atlantykiem. Dla porównania, VOR/DME , który ostatecznie wygrał konkurencję, oferował nawigację w promieniu około 200 mil i nie mógł zaoferować rozwiązania problemu dużych odległości. Dodatkowo, ponieważ system Decca zapewniał lokalizację X i Y, w przeciwieństwie do kąta i zasięgu VOR / DME, Decca zaproponowała zaoferowanie go wraz z wyświetlaniem ruchomej mapy Decca Flight Log, aby jeszcze bardziej poprawić łatwość nawigacji. Pomimo tych zalet, RTCA ostatecznie wybrała VOR/DME z dwóch głównych powodów; VOR oferował zasięg w przybliżeniu w tym samym zasięgu co Decca, około 200 mil, ale robił to za pomocą jednego nadajnika zamiast czterech Decca, a częstotliwości Decca okazały się podatne na zakłócenia spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi, podczas gdy wyższe częstotliwości VOR nie były tak czułe.
Decca nadal proponowała wykorzystanie Dectry do roli dalekiego zasięgu. W 1967 roku zainstalowali kolejny nadajnik na Islandii, aby zapewnić zasięg wzdłuż toru Szkocja-Nowa Fundlandia, a drugi zaproponowano do zainstalowania na Azorach . Zainstalowali również odbiorniki Dectra z komputerami Omnitrac i lekką wersję dziennika lotów na wielu samolotach pasażerskich, w szczególności na BOAC Vickers VC10 . Omnitrac mógł pobierać dane wejściowe z Decca (i Dectra), Loran-C, VOR/DME, komputera danych lotniczych i radarów dopplerowskich i łączyć je wszystkie, aby uzyskać dane wyjściowe szerokości/długości wraz z namiarem, odległością do pokonania, namiarem i złącze autopilota. Ich wysiłki zmierzające do ujednolicenia tego zostały ostatecznie porzucone, ponieważ dla tych potrzeb zaczęto instalować systemy nawigacji inercyjnej .
Hi-Fix
Dokładniejszy system o nazwie Hi-Fix został opracowany przy użyciu sygnalizacji w zakresie 1,6 MHz. Był używany do specjalistycznych zastosowań, takich jak precyzyjne pomiary związane z odwiertami ropy naftowej oraz przez Royal Navy do szczegółowego mapowania i badania wybrzeży i portów. Sprzęt Hi-Fix był dzierżawiony na pewien czas z tymczasowymi łańcuchami utworzonymi w celu zapewnienia pokrycia wymaganego obszaru, Hi-Fix został skomercjalizowany przez Racal Survey na początku lat 80-tych. Zainstalowano eksperymentalną sieć obejmującą centrum Londynu i odbiorniki umieszczone w londyńskich autobusach i innych pojazdach, aby zademonstrować wczesny system lokalizacji i śledzenia pojazdów. Każdy pojazd zgłaszałby swoją lokalizację automatycznie za pośrednictwem konwencjonalnego dwukierunkowego łącza radiowego VHF, a dane byłyby dodawane do kanału głosowego.
Inna aplikacja została opracowana przez oddział Bendix Pacific firmy Bendix Corporation, z biurami w North Hollywood w Kalifornii, ale nie została wdrożona: PFNS - Personal Field Navigation System - który umożliwiałby poszczególnym żołnierzom ustalenie ich pozycji geograficznej na długo przed udostępnieniem tej możliwości przez satelitarny system GPS (Global Positioning System).
Dalsze zastosowanie systemu Decca zostało wdrożone przez marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych pod koniec lat pięćdziesiątych i wczesnych sześćdziesiątych XX wieku do użytku w obszarze Tongue of the Ocean / Eleuthera Sound w pobliżu Bahamów, oddzielając wyspy Andros i New Providence. Aplikacja była przeznaczona do badań sonarowych, które były możliwe dzięki unikalnym właściwościom dna oceanu.
Interesującą cechą sygnału Decca VLF odkrytego na BOAC, później British Airways, podczas lotów testowych do Moskwy, było to, że nie można było wykryć zmiany przewoźnika, mimo że sygnał przewoźnika był odbierany z wystarczającą siłą, aby zapewnić nawigację. [ wymagane wyjaśnienie ] Takie testy, z udziałem cywilnych statków powietrznych, są dość powszechne i mogą nie być znane pilotowi.
Sygnalizacja „niskiej częstotliwości” systemu Decca pozwoliła również na jego użycie na okrętach podwodnych. Jednym z „ulepszeń” systemu Decca było zaoferowanie możliwości kluczowania sygnału za pomocą alfabetu Morse'a w celu zasygnalizowania początku wojny nuklearnej. Ta opcja nigdy nie została podjęta przez rząd Wielkiej Brytanii. Wiadomości były jednak potajemnie wysyłane między stacjami Decca, omijając w ten sposób międzynarodowe połączenia telefoniczne, zwłaszcza w sieciach spoza Wielkiej Brytanii.
Specjalne wieże DECCA
- Wieża Puckeridge DECCA
- Nadajnik Zeven DECCA
Zobacz też
Cytaty
Bibliografia
-
Blanchard, Walter (wrzesień 1991). „Hiperboliczne lotnicze pomoce radionawigacyjne - spojrzenie nawigatora na ich historię i rozwój”. Dziennik nawigacji . 44 (3). doi : 10.1017/S0373463300010092 . S2CID 130079994 .
- Zmodyfikowana wersja to = Jerry Proc, „The GEE System” , 14 stycznia 2001 r
- Decca Navigator — zasady i działanie systemu, The Decca Navigator Company Limited, lipiec 1976 r.
- Nocne przejście do Normandii, komandor porucznik Oliver Dawkins, RNVR, Decca, 1969
- System Decca Navigator w D-Day, 6 czerwca 1944 r., Próba kwasu, dowódca Hugh St. A. Malleson, RN (w stanie spoczynku)
- Systemy radionawigacji hiperbolicznej, opracowane przez Jerry Proc VE3FAB, 2007 [1]
- Systemy nawigacyjne: przegląd nowoczesnych pomocy elektronicznych, wyd. GE Beck, van Nostrand Reinhold, 1971
Linki zewnętrzne
- System Decca Navigator firmy Jerry Proc
- Wirtualna wycieczka po głównej sieci Decca
- Decca Navigator Hiszpania autorstwa Santiago Insua (po hiszpańsku)
- Decca Navigator Station Zeven (Niemcy)
- Krótki film STAFF FILM REPORT 66-19A (1966) jest dostępny do bezpłatnego pobrania w Internet Archive .