SISTEMUL LORAN

SISTEMUL LORAN

Interferenta undelor din atmosfera

Deoarece pulsurile Loran au o durata de 250 ms, undele din atmosfera si de pe suprafata terestra care au acelasi puls transmis pot interfera si se pot suprapune cand ajung pe antena receptoare.Figura 5.8 ne arata ca acolo unde e o distanta mica intre nava si transmitatorul Loran, undele din atmosfera parcurg o mai mare distanta decat cele de la sol.In acest caz undele din atmosfera pot ajunge cu 1000ms mai tarziu decat cele de pe pamant si suprapune o parte sau tot pulsul succesiv al undelor de pe pamant.

Figura 5.8.

Cand vaporul si statia transmitatoare sunt mult mai departate, diferenta de suprafata acoperita de undele din atmosfera si de cele de la sol este mai mica.Dupa aceea undele din atmosfera receptate interfereaza cu undele de la sol de acelasi puls.La o distanta de 1000 mile marine, ceea ce reprezinta distanta maxima de propagare a undelor de la sol , decalajul dintre sosirea undelor de la sol si cele din atmosfera de aceeasi puls este de numai 35ms.Deci, cel putin primele 35 ms din fiecare puls al undelor de la sol receptate nu prezinta nici o interferenta a undelor din atmosfera receptate de acelasi puls.De aceea e posibila stabilirea punctului de urmarire in timpul celor 35 ms dupa sosirea undelor fara interferenta.In afara spatiului de acoperire a undelor de la sol, undele din atmosfera care au fost o data reflectate trebuie sa fie folosite Timpurile pe liniile Loran incluse in harti sunt calculate pe baza receptiei undelor de la sol.Este necesara aplicarea unor corectii masuratorilor diferentei de timp a undelor din atmosfera pentru a le reduce la citirea undelor de la sol a diferentei de timp.Aceste corectii pot fi gasite in hartile Loran-C ca si in tablele cu corectii Loran-C.

Undele din atmosfera care au fost reflectate de doua ori nu ar trebui sa fie folosite deoarece aceste unde calatoresc distante chiar mai mari decatundele din atmosfera care au fost reflectate o singura data, si in acest caz vor trebui sa se aplice corectii mult mai mari.Tablele cu corectiile undelor din atmosfera care vor fi descrise mai tarziu se vor aplica numai undelor din atmosfera care au fost reflectate o singura data.

Combinatia potrivirii pulsului si ciclului

In cazul receptoarelor Loran potrivirea ciclului exact este combinat cu potrivirea pulsului mai putin exact.Potrivirea pulsului determina zecile , sutele , miile diferentei de timp iar potrivirea ciclului determina unitatile si zecimile de unitati.

Diferenta de timp este afisata pe receptoarele Loran si actualizata de cel putin cinci ori pe secunda.Pe toate tipurile de receptoare diferenta de timp dintre statia principala si secundara e de asemenea masurata si afisata.Ca o verificare poate fi determinata o a treia diferenta de timp a unei alte statii secundare pereche.Datele obtinute pot fi transferate la un auxiliar, sau la o unitate incorporata pentru procesarea automata a datelor.Latitudinea si longitudinea, cursul navei la un punct ales si alte informatii pot fi calculate de un calculator si apoi afisate.

Codificarea de faza al pulsurilor

Unele din cele opt pulsuri ale unei statii sunt defazate cu 180 de grade.Aceasta codificare de faza ajuta in procesul locking initial, in special in cazul receptoarelor automate.Codul, care este acelasi pentru toate lanturile Loran, sunt aratate in tabela 5.1.Pulsurile indicate cu "-" sunt defazate cu 180 de grade fata de cele indicate cu "+".

Tabelul 5.1.Codificarea de faza Loran-C

Acuratetea

Acuratetea unui LOP prin orice sistem hiperbolic depinde nu numai de acuratetea masurarii diferentei de timp, dar si de disteanta la care LOP-ul a fost schimbat pentru fiecare 1 ms eroare de timp la pozitia navei.Oeroare de 1 ms a diferentei de timp poate corespunde la 25 metrii pe linia de baza, si chiar le 3 kilometrii langa extensia liniei de baza.Acuratetea unei fixari a pozitiei depinde de asemenea si de unghiul de intersectie dintre doua LOP-uri.In conformitate cu Paza de Coasta a Statelor Unite acuratetea presupusa e grosolan considerata mile marine in teritoriul undelor terestre.Ca toate sistemele radio de fixare a pozitiei, acuratetea unui sistem Loran ar trebui verificata si prin alte metode de incredere cand vaporul se afla in port sau trece prin dreptul unui punct usor de identificat a coastei, care e cu claritate aratat pe harta.

Efectele de propagare

Viteza de propagare a undelor Loran terestre depinde de conductivitatea suprafetei terestre deasupra carei trec.Vriatiile de viteza modifica timpulde propagare a undelor terestre si in acelasi timp si diferenta de timp.Corectiile AFS(factor secundar aditional) se fac in conformitate cu aceste variatii si sunt incorporate in liniile Loran ale multor harti americane si canadiene.

Datorita cresterii sau descresterii amplitudinii ciclului pulsului pulsul e compus dintr-un numar de cicluri de unde sinusoidale de frecvente care variaza.Viteza de propagare pentru aceste frecvente aditionale nu e aceeasi pentru o frecventa de 100KHz.Acest efect distorsoneaza forma pulsului si poate schimba punctul de urmarire cand formele pulsurilor se potrivesc perfect.

De asemenea statiile Loran sunt echipate cu oscilatoare de cesiu extrem de exacte, dar pot aparea deviatii in frecventa si deci in faza .Aceasta va afecta diferenta de timp masurata si va duce la scaderea exactitatii fixarii pozitiei.

Variatii ale conditiilor de propagare vor duce la acelasi rezultat.Aceste variatii tin de SAM(sistemul de monitorizare) care in mod continuu monitorizeaza diferenta de timp citind pentru fiecare statie secundara pereche din lant.Aceste sisteme sunt echipate cu niste receptoare foarte puternice dar altele pot fi echipate si cu un transmitator care modifica timpul si faza statiei secundare pentru a elimina erorile.

Echipamentul Loran e disponibil 99.7%.

Hartile Loran

Hartile Loran ale Statelor Unite sunt harti in proiectii Mercator la care se adauga liniile hiperbolice de aceleesi diferenta de timp .Datele nautice ca adancimea si farurile nu sunt aratate.De aceea hartile pot fi folosite numai harti de aflare a pozitiei dar nu si ca harti de navigatie.Oricum latitudinea si longitudinea pozitiei pe harta Loran pot fi introduse in hartile de navigatie.

La partea de jos a hartilor Loran rata pulsurilor este de asemenea indicata ca nuere de lanturi, 7980 Y, 7980Z, 9960W, 9960X, 9960Y si 9960Z.

Fiecare rata a pulsului are o culoare diferita.In mod normal pe fiecare cinci linii Loran numarul lantului, urmat de litera corespunzatoare statiei secundare si diferentei de timp in ms, e indicat e.g.9960W15000.Pe alte linii Loran sunt aratate doar ultimele trei cifre ale diferentei de timp.Pentru a evita ca harta sa fie prea incarcata unele linii Loran sunt omise in mod specific langa linia de baza.In Plate 2 stati principala a lantului 9960 e Seneca, New York, cam la 180 mile marine N-W de centrul orasului New-York.Liniile de baza nu sunt indicate pe hartile Loran, dar extensile liniilor de baza sunt aratate cu linii punctate.(Exemplu).

De avut in vedere avertismentul tiparit la marginea hartii:("Suprafata din interiorul limniei hiperbolice adiacenta cu extensia liniei de baza nu este de incredere").

Ca o completare la acest avertisment, rata pulsurilor Loran-C, un index la hartile adiacente, si o diagrama pentru a face interpolarea cand stabilim LOP-ul pentru citirea diferentei de timp, sunt incluse la margine hartii.

Corectiile undelor atmosferice din harti

In acele regiuni unde undele atmosferice pot fi receptate corectiile sunt aratate in ms langa punctele de intersectie a tuturor unghiurilor latitudinii si longitudinii.Aceste corectii ar trebui aplicate citirilor diferentei de timp.Corectiile pot indica de asemenea si undele de la sol care sunt asteptate de la statia principala, de la cea secundara sau de la ambele.Cand o corectie devine egala cu 0 aceasta nu mai e aratata.

Selectia lanturilor si statiilor pereche

Receptoarele Loran selecteaza automat sau semi-automat statiile pereche pentru pozitia navei.Daca selectia e facuta manual urmatoarele masuri trebuie sa fie luate in considerare:

Numarul milelor marine, km sau m corespunzatoare unei schimbari de 1ms a diferentei de timp.Aceasta poate fi facuta prin divizarea distantei dintre 2 linii Loran apropiate pe ambele parti ale pozitiei care nu e luata la socoteala de diferenta de timp dintre linii.Cu cat aceasta valoare e mai mica, cu atat acuratetea e mai buna;

Unghiul de intersectie dintre liniile Loran ar trebui sa fie mai mare de 15 grade;

3. Sunt de preferat statiile care recepteaza undele de la sol, deoarece intarzierea in ajungerea undelor din atmosfera in lagatura cu undele de la sol poate varia, cu variatii semnificative in cazul corectiilor undelor din atmosfera.

Fig 5.10.Exemplu de selectare a unei statii secundare pentru a oferi o acuratete optima.Undele de la sol si din atmosfera sunt aratate langa linia de 44 N 56 W.

Receptoarele.

Interferenta de la alte statii pot face dificila receptarea semnalelor Loran si pot cauza fluctuatii ale formei pulsului.Ambele fenomene afecteaza acuratetea diferentei de timp masurate.Interferenta poate fi detectata prin trecerea benzii de frecventa de la 70 la 130kHz in timp ce se observa in acelasi timp un aparat de masura foarte sensibil.O abatere rapida a acului indicator indica o statie cu care se intra in interferenta.Alte tipuri de receptoare indica prezenta unei statiicu care se intra in interferenta pe un afisaj(ecran) al unui CRT.Statia care interfereaza poate fi inlaturata partial sau total prin punerea unui circuit la frecventa acelei statii.Un puls poate fi compus din din multe unde sinusoidale de frecvente diferite.

Figura 5.11.Pulsul Loran e compus dintr-un numar mare de frecvente de unde sinusoidale intre 70-130kHz.

Selectia lanturilor si statiilor secundare

Receptorul nu are nevoie sa fie potrivit la lant deoarece statiile transmit pe aceeasi frecventa de 100kHz.Selectia lanturilor se bazeaza pe GRI, care e diferit pentru fiecare lant.

Depinzand de receptor, selectia poate fi realizata prin schimbarea sau prin introducerea perioadei GRI-ului folosind tastatura receptorului.Daca nava se afla in interiorul razei de acoperire a lantului si operatorul nu stie de GRI, este suficienta introducerea unei aproximatii grosiere a latitudinii si longitudinii.Statiile secundare folosibile vor fi selectate automat si aratate pe ecran inj 4 secunde.

Datele afisate.

Diferentele de timp sunt afisate in linii ca in figura 5.12.Cele mai multe receptoare au un computer incorporat cu memorie, care face functionabila conversia diferentei de timp in latitudine si longitudine, calculul directiei, vitezei deasupra apei, celelaltor date de navigatie si procesarea altor functii.

Figura 5.12.Panoul din fata a receptorului Loran