Decca navigasjonssystem
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Decca navigasjonssystem var et lavfrekvens radio navigasjonssystem som først ble benyttet av de allierte under annen verdenskrig særlig for å være på riktig sted ved landgang.
Som med Loran var Decca vanligst brukt av kystfiskeflåten og skipstrafikken i kystfarvann. Systemet er også blitt benyttet av fly og av helikoptertrafikken til oljeinstallasjonene i Nordsjøen.
Omega navigasjonssystem er et tilsvarende system med enda lavere radiofrekvens/lengre bølgelengde/ større rekkevidde, og var i større grad beregnet for ubåter.
Systemet hadde en tidlig versjon av bevegelig kartsystem på skjerm.
Systemet er blitt avløst av GPS systemet. Decca sendersystemet har ikke vært i drift siden våren 2000.
Innhold |
[rediger] Virkningsmåte
[rediger] Oversikt
Faseforskyvningen mellom signalene mottatt fra Deccasenderene A (Master) og B (Slave) er den samme langs hyperbelformede kurver på et sjøkart, der senderne er brennpunkter i hyperbelen.
Sendernettverkene til Deccasystemet besto av et antall sendere på land, organisert i kjeder. Hver kjede hadde sin Master-sender og to eller tre Slave-sendere, med betegnelsen Rød, Grønn og Rosa. Ideelt sett skulle hver slavesender plasseres i hvert sitt hjørne av en likesidet trekant med Master i midten. Avstanden mellom Master og Slave kunne gjerne være 60-120 nautiske mil.
Med forskjellige hyperbelformede linjer i tilsvarende farger, rød, grønt og rosa på sjøkartene, kunne verdiene av faseforskyvning avleses på Deccamottakeren og følges på kartet. Den beste posisjonsbestemmelsen ble der hyperbellinjene krysset hverandre mest mulig nær rett vinkel.
[rediger] Virkningsmåte i detalj
Når to stasjoner sender på samme radiofrekvens er det umulig for en mottaker å skille mellom dem, så for å registrere faseforskyvning og forskjellen på senderne i en kjede, sendte de på forskjellige harmoniske frekvenser av en annen frekvens med fasesynkronisering av denne frekvensen fra senderne.
| Stasjon | Harmonisk | Frekvens (kHz) |
|---|---|---|
| Master | 6f | 85.000 |
| Rosa Slave | 5f | 70.833 |
| Rød Slave | 8f | 113.333 |
| Grønn Slave | 9f | 127.500 |
Disse frekvensene er hentet fra kjede 5B, kjent som den Engelske kjede. Alle kjedene i systemet benyttet frekvenser mellom 70 og 129 kHz.
Deccamottakerene multipliserte frekvensene fra de enkelte senderene for å få forskjellige signaler med samme frekvens (minste felles multiplum).
| Sender | Slave Harmonisk | Slave Multiplikator | Master Harmonisk | Master Multiplikator | Felles Frekvens |
|---|---|---|---|---|---|
| Rosa | 5f | 6 | 6f | 5 | 30f |
| Rød | 8f | 3 | 6f | 4 | 24f |
| Grønn | 9f | 2 | 6f | 3 | 18f |
Hyperbelene som bestemte posisjonen ble dannet av faseforskjellen i felles frekvensen. mellomrommet mellom to hyperbeler ble kalt en "lane". Siden bølgelengden av fellesfrekvensen var liten sammenlignet med avstanden mellom Master og Slavestasjonen, var det mange mulige posisjoner for hver mulige faseforskjell, så det var nødvendig med flere metoder for å bestemme posisjonen.
Andre mottakere benyttet frekvensdividering ned til grunnfrekvensen for å sammenlikne faseforskjellene. Dette ble oftere benyttet i fly.
[rediger] Laner og soner
Tidlige Deccamottakere var utstyrt med tre runde instrumenter, "Deccametere", som hver måler faseforskjell mellom en master og en slave. En viser viste på en omgang hvor i den enkelte lane mottakeren er. En annen viser viste antallet omdreininger av den første viseren. Er utgangspunktet for en tilbakelagt strekning kjent, er det hele tiden mulig å nøyaktig fastslå hvor mottakeren er.
På kartene ble mange "laner" gruppert i soner, med 18 grønne, 24 røde og 30 rosa i hver sone. Lane og sonebredder i kjede 5B, der de er smalest, vises i tabellen nedenfor.
| Lane eller sone | Smaleste bredde |
|---|---|
| Rosa lane | 352.1 m |
| Rød lane | 440.1 m |
| Grønn lane | 586.8 m |
| Sonebredde | 10563 m |
Lanenene ble nummerert 0 til 23 for de røde, 30 til 47 for grønne og 50 til 79 for rosa. Sonene ble betegnet fra A til J. En Decca posisjon kunne skrives: Rød I 16,30; Grønn D 35,80.
Mer moderne mottakere kunne gi posisjonen direkte i lengde og breddegrader.
[rediger] Rekkevidde og nøyaktighet
Rekkevidde i dagslys kom opp mot 400 nautiske mil, men under nattemørket kunne dette reduseres til 200 Nm. Disse avstandene kunne variere med forholdene for spredning av radiobølgene.
Nøyaktigheten var avhengig av:
- bredde på aktuelle lane.
- vinkelen mellom de hyperbolske stedslinjene.
- instrumentfeil
- atmosfæriske radiorefleksjoner
I dagslys kunne feilen varierte fra endel meter i kjedens sentrale område, opp til en nautisk mil i utkanten. Ved uhell kunne posisjonen bli en lane-bredde feil uten at navigatøren var klar over det.
Når vi er vant med nøyaktigheten til satelittnavigasjon, spesielt med bruk av korreksjonssendere, virker nøyaktigheten til Deccasystemet ganske skralt. Da Deccasystemet var den beste tilgjengelige og muligens den eneste navigasjonsmuligheten for mange sjøfarere var det til stor nytte for mange. Siden behovet for nøyaktig navigasjon er mindre til havs, spilte den reduserte nøyaktigheten liten rolle.
[rediger] Historien
[rediger] Opprinnelsen
William J. O'Brien, en amerikansk ingeniør, fikk tuberkulose i 1936 og fikk et avbrudd i karrieren på to år. I denne tiden fikk han ideen om å fastsette posisjon etter faseforskyvning i radiobølger som sendes uten avbrudd.
Han antok at det mest aktuelle markedet var for fly, så det ble foretatt forsøk i California i 1938. Da han la frem tankene for amerikansk hær og marine, ble systemet vurdert som altfor komplisert.
O’Brien hadde en venn, Harvey F. Schwarz, Som var sjefingeniør i plateselskapet Decca Records i England. I 1939 sendte O'Brien beskrivelse av systemet for å legge det fram for britiske militære myndigheter.
Først så Schwartz over saken uten å følge den opp, men i oktober 1941 fattet "British Admiralty Signal Establishment (ASE)" interesse for systemet. O’Brien reiste til England og det ble foretatt forsøk både i den Engelske kanal og i Irskesjøen som var vellykkede.
Før landgangen i Normandi ble minesveipere utstyrt med enkle mottakere for med stor presisjon å fjerne miner utenfor kysten av Frankrike.
[rediger] Utbygging
Etter slutten av annen verdenskrig ble "Decca Navigator Co. Ltd." opprettet og systemet fikk en rask utbredelse, særlig i områder med britisk innflydelse. Da systemet var maksimalt utbredt, var det sendere i alle de viktigste farvann for skipsfart i verden.
I 1970 var det 15 000 mottakere i bruk. Senderkjeder fantes i stort antall i mange land:
- England 4
- Irland 1
- Skottland 2
- Norge 5
- Sverige 5
- Finland 1
- Danmark 1
- Spania 2
- Japan 6
- Canada 4
- Australia 2
[rediger] Decca, Racal og nedleggelsen
Racal, som er et britisk firma som selger våpen og kommunikasjonsutstyr, kjøpte Decca i 1980. Siden handelen var for å få kontroll over Decca sin radarproduksjon, ble "Decca Navigator" solgt videre.
Firmaet hadde monopol på mottakerne så lenge pantentrettighetene var gyldige. Selskapet leide ut mottakere og fikk en solid inntekt av leien som også dekket driften av senderne.
Et dansk firma solgte mottakere for fiskeflåten som brukte Deccas navigasjonskart, men disse brukerne betalte ingen leie for å benytte signalene. I påfølgende rettssaker mistet Decca sitt monopol, og inntektene skrumpet. På tidlig 90-tall ble driften av senderne i Storbritannia overtatt av britiske sjøfartsmyndigheter.
