로란

LORAN
이 기사는 LORAN에 관한 것이다.그것은 Loran-C와 혼동해서는 안 된다.
AN/APN-4는 1960년대에 사용된 공중 LORAN 수신기이다.그것은 영국의 Gee 시스템에 맞추기 위해 두 부분으로 나뉘어 만들어졌고 몇 분 안에 Gee와 교환할 수 있었다.

장거리 [a]항해의 줄임말인 LORAN은 제2차 세계대전 중 미국에서 개발된 쌍곡선 무선 항법 시스템이었다.영국의 Gee 시스템과 비슷하지만 주파수가 낮아져 최대 2,400km(1,500마일)까지 범위가 향상되고 정확도가 수십마일까지 향상되었습니다.그것은 처음에는 대서양을 횡단하는 선박 호송에 사용되었고, 그 다음에는 장거리 초계기에 사용되었지만, 제2차 세계대전 동안 태평양 전장에서 운항하던 선박과 항공기에 주로 사용되었다.

LORAN은 원래 형태대로 브라운관(CRT) 디스플레이를 필요로 하는 고가의 시스템이었다.이것은 군사 및 대규모 상업 사용자로 제한되었습니다.1950년대에 자동 수신기를 사용할 수 있게 되었지만, 이와 같은 개선된 전자제품은 더 높은 정확도의 새로운 시스템의 가능성을 열어주었다.미 해군은 로란-B를 개발하기 시작했는데, 로란-B는 수십 피트 정도의 정확성을 제공했지만, 심각한 기술적 문제에 부딪혔다.미 공군은 LORAN보다 긴 사거리와 수백 피트의 정확도를 제공하는 Loran-C로 인수된 Cyclan이라는 다른 개념의 Cyclan을 개발했다.미국 해안 경비대가 1958년에 두 시스템의 운영을 인계받았다.

Loran-C의 성능이 극적으로 향상되었음에도 불구하고, 현재 Loran-A(또는 "Standard LORAN")로 알려진 LORAN은 이 기간 동안 훨씬 더 인기를 끌 것이다.이는 주로 해군에서 방출된 잉여 로란-A 부대가 함정과 항공기가 로란-C로 대체되었기 때문이다.1960년대에 저렴한 마이크로 일렉트로닉스가 널리 보급되면서 Loran-C 리시버는 가격이 크게 떨어졌고 Loran-A의 사용은 급격히 감소하기 시작했습니다.Loran-A는 1970년대부터 해체되었다; 그것은 1980년까지 북미에서 그리고 1985년까지 전 세계에서 활동하였다.일본 체인은 1997년 5월 9일까지 방송되었고,[citation needed] 중국 체인은 2000년 현재도 여전히 활성화되어 있다.

Loran-A는 1.85MHz와 1.95MHz의 두 가지 주파수 대역을 사용했다.이와 같은 주파수 라디오인 아마추어들에 의해서, 아마추어 라디오 160-meter band,[1]와 아마추어 통신사에, 미국 사업자 200~500와트의 낮에 최고치와 n.로 200와트에 한정됐던 엄격한 규칙들이 줄어든 전력 수준에서 간섭을 방지하기로;그들의 위치와 거리 기슭에 따라 사용됬다i헉헉![2]

역사

프로젝트 3

1940년 10월 1일 미국 육군 신호부대의 기술 위원회 회의에서, 극초단 위원회의 위원장 알프레드 루미스는 쌍곡선 항법 시스템을 구축할 것을 제안했다.그는 이러한 시스템이 200마일(320km) 범위에서 최소 300m(300m)의 정확도를 제공할 수 있으며, 고공비행 항공기의 경우 최대 300~500마일(480~800km)의 정확도를 제공할 수 있을 것이라고 예측했다.이를 통해 "비행기 안내용 정밀 항법 장비" 사양이 만들어졌고, 이 사양은 마이크로파 위원회에 다시 보내져 "프로젝트 3"[3][b]으로 구성되었습니다.초기 시스템에 대한 주문은 1940년 12월 20일 후속 회의에서 발송되었습니다.최초의 공중 레이더 시스템 개발자인 에드워드 조지 보웬도 12월 20일 회의에 참석했다.그는 영국에서의 비슷한 일을 알고 있었지만, 그것에 대해 어떤 [4]제안도 할 만큼 충분히 알지 못했다고 말했다.

프로젝트 3은 [5]1941년에 새롭게 구성된 방사선 연구소의 항법 그룹으로 이동했다.초기 시스템은 약 30MHz로 작동했지만, 이후 3~8MHz로 [5]튜닝할 수 있는 다른 장비로 실험을 해보기로 결정했다.이러한 저주파 시스템은 전자적으로 훨씬 더 안정적인 것으로 밝혀졌다.산봉우리에 송신기를 설치하는 것을 먼저 검토한 후, 팀은 대신 뉴욕의 몬탁 포인트와 [6]델라웨어의 펜윅 섬에 있는 두 개의 버려진 해안 경비대에 자리를 잡았다.수신 측에는 스테이션 왜건이 간단한 수신기를 장착하고 미주리주 [5]스프링필드까지 멀리 떨어진 곳에서 확실한 신호를 찾기 위해 전국을 돌아다녔다.

제작 시스템의 경우, 팀은 정확도를 높이기 위해 원형 J-scope 디스플레이를 사용하는 시스템으로 작업을 시작했습니다.더 일반적인 A 스코프는 튜브 직경을 가로지르는 거리를 나타내며, J 스코프는 이를 음극선 튜브 [7]면 주위의 각도로 나타냅니다.이렇게 하면 디스플레이 크기에 따라 스케일 상의 공간 크기가 µ배로 증가하여 정확도가 향상됩니다.J 스코프를 사용하고 안정성을 높이기 위해 낮은 주파수 변화를 채택했음에도 불구하고, 연구팀은 정확한 범위 측정이 매우 어렵다는 것을 발견했습니다.당시 날카로운 펄스를 발생시키는 절차는 초기 단계였고, 그 신호는 시간에 따라 상당히 확산되어 [3]측정이 어려웠다.

이 때쯤이면 팀은 영국의 Gee 노력을 알게 되었고 Gee가 전자적으로 생성된 스트로브 시스템을 사용하여 디스플레이에 핍을 발생시키고 시스템 타이밍에 정확히 맞추었다는 것을 알게 되었습니다.그들은 스트로브 컨셉에 대해 배우기 위해 영국에 팀을 보냈고, 즉시 그들의 작업에 그것을 채택했다.이 교환의 일환으로서 프로젝트 3 팀은 Gee가 컨셉과 바람직한 퍼포먼스에서 자사 시스템과 거의 일치한다는 것도 발견했습니다.시스템과는 달리 Gee는 대부분 개발을 완료하고 생산을 진행하고 있었다.그 결정은 현재의 [8]노력을 포기하고, Gee를 그들의 항공기에 사용하고,[9] 대신 그들의 시스템을 장기적 역할을 위해 다시 개발하기로 결정되었다.

로란

RCAF Canso(PBY) 항공기의 AN/APN-4 LORAN.
B-17G 항공기의 R-65/APN-9

장거리 역할로 전환하기로 한 것은 Gee 시스템의 높은 정확성이 필요하지 않다는 것을 의미했고, 이는 타이밍 문제를 해결할 필요성을 크게 줄였다.이러한 목적의 변경은 또한 야간에 전리층에 반사되어 수평 이상의 작동을 제공할 수 있는 더 낮은 주파수를 사용해야 했다.처음에는 야간(160m)용 1.85 및 1.95MHz와 7.5MHz(40m)의 두 가지 주파수 대역이 선택되었습니다.초기 리시버에서 "HF"라는 라벨이 붙은 7.5MHz는 [9]운영상 사용되지 않았습니다.

1942년 중반 영국 TRE(Telecommunications Research Establishment)의 Gee 시스템 개발 책임자인 Robert Dippy는 LORAN 개발을 돕기 위해 8개월 동안 미국에 파견되었습니다.당시 이 프로젝트는 주로 미 해군의 하딩 선장이 주도하고 있었고, 그들은 전적으로 선상 시스템에 집중하고 있었다.디피는 그들에게 공중 비행이 확실히 가능하다고 설득했고, 이는 미 육군 공군의 관심을 이끌어냈다.해군은 이러한 사태의 반전에 대해 불만스러워했다.Dippy는 또한 실무에서 매우 유용한 것으로 판명될 수 있는 몇 가지 간단한 변화를 도입했습니다.이 중 그는 LORAN 수신기를 Gee 수신기와 물리적으로 유사하게 제작해 수신기를 교체하기만 하면 교체해 사용할 수 있도록 할 것을 노골적으로 요구했다.이것은 매우 유용한 것으로 판명될 것이다; RAF 수송 사령부 항공기는 호주 극장으로 이동하거나 호주 극장으로 이동할 때 수신기를 교환할 수 있다.Dippy는 지상국 [9]타이밍 장비도 설계했다.

이 프로젝트가 미국 해안 경비대와 캐나다 해군에 의해 참여한 것은 이 무렵이었다.당시 이 프로젝트는 여전히 극비였고, 특히 해안경비대와 [10]실제 정보는 거의 공유되지 않았다.캐나다 연락관이 필요했는데, 캐나다 연해주의 다양한 위치에 여러 정거장이 있어야 하기 때문이다.노바스코샤의 한 장소는 전투로 판명되었다; 그 장소는 지배적인 금주주의 부인이 죄 많은 해군 남자들과 어떤 관계도 맺지 못하도록 단호히 반대했던 한 어부의 소유였다.J.A. 부지 선정 위원회 때.발트슈미트와 중위.Mr. Argyle은 남편과 그 문제에 대해 의논하고 있었고, 세 번째 방문객이 도착했고 그는 남자들에게 담배를 권했다.그들은 거절했고 여주인은 그들이 술을 마셨는지 물었다.그들이 아니라고 말했을 때, 그 땅은 빠르게 [11]확보되었다.

LORAN은 곧 배치될 준비가 되었고, 첫 번째 체인은 1942년 6월 몬탁과 펜윅에서 가동되었다.그 후 얼마 지나지 않아 뉴펀들랜드의 보나비스타와 배틀하버, 그리고 노바스코샤의 바카로와 데밍 [12]섬의 두 정거장이 합류했다.미국과 캐나다 동해안 전역에 추가 정거장이 10월까지 설치되었고, 1943년 초에 시스템이 가동되었다고 선언되었다.그 해 말까지 그린란드, 아이슬란드, 페로 제도, 헤브리디스 제도 등에 추가 기지가 설치되었고, 북대서양 전역에 걸쳐 지속적인 커버리지를 제공했다.RAF 해안사령부는 셰틀란드에 또 다른 기지를 설치해 독일 U보트와 [9]수도선의 주요 집결지인 노르웨이를 취재했다.

팽창

태평양에서의 엄청난 거리와 유용한 항행 지점이 부족하여 태평양 전쟁 동안 선박과 항공기 모두에 LORAN을 널리 사용하게 되었다.특히, LORAN이 제공한 정확성은 항공기가 긴 임무 후에 기지를 찾을 수 있도록 하기 위해 운반해야 할 여분의 연료의 양을 줄일 수 있게 해주었다.이러한 연료 부하 감소로 폭탄 부하가 증가했습니다.제2차 세계대전이 끝날 무렵에는 72개의 LORAN 방송국이 있었으며,[9] 75,000개 이상의 수신기가 사용되었습니다.

태평양의 체인은 전후 시대에 추가되었다.일본의 새로운 체인점과 한국의 부산의 체인점을 포함한 한국 전쟁 발발 이후 건설이 급증했다.중국 공산당 혁명이 끝나기 전에 중국에도 체인이 설치되었고, 이 방송국들은 적어도 1990년대까지 방송되었다.1965년 포르투갈과 아조르스 제도에서 최종적인 대규모 확장이 이루어졌으며,[2] 대서양 중부 지역까지 확장되었다.

SS 로란

잭 피어스는 LORAN의 하늘파를 이용한 초기 실험에서 밤에 전리층의 반사층이 상당히 안정적이라는 것을 알아챘다.이로 인해 적어도 야간에 두 개의 LORAN 관측소가 하늘파 신호를 사용하여 동기화되어 훨씬 더 먼 거리에 걸쳐 분리될 수 있게 되었다.쌍곡선 시스템의 정확도는 기준선 거리의 함수이기 때문에 관측소가 펼쳐질 수 있다면 시스템이 더 정확해질 것이고, 따라서 원하는 탐색 [13]작업에 필요한 관측소 수가 줄어들 것입니다.

테스트 시스템은 1943년 4월 10일 1,100마일(1,800km) 떨어진 펜윅과 보나비스타의 LORAN 기지 사이에서 처음 시도되었다.이 테스트에서는 일반 LORAN보다 훨씬 나은 µ마일의 정확도가 입증되었습니다.이것은 1943년 말에 두 번째 테스트로 이어졌는데, 이번에는 Montauk, East Brewster, Massachusetts, Gooseberry Falls[14], Minnesota, Key West, Florida의 4개의 스테이션을 사용했습니다.광범위한 평가 비행에서 평균 1-2마일(1.6-3.2km)[15][13]의 오차가 발견되었습니다.

야간 운영 모드는 RAF 폭격기 사령부에 완벽하게 적합했다.네 개의 시험장은 분해되어 [15]대서양을 가로질러 운송되었고, 두 개의 체인, 애버딘-비즈르타와 오란-벵가지를 형성하기 위해 다시 설치되었다.Skywave-Synchronized LORAN 또는 SS LORAN으로 알려진 이 시스템은 평균 1마일의 정확도로 스코틀랜드 남쪽에서 멀리 폴란드까지 커버리지를 제공했습니다.이 시스템은 1944년 10월에 운용되어 1945년에는 제5그룹 [16]RAF에 보편적으로 설치되었다.

동일한 기본 개념 또한 전후 해안경비대에 의해 "스카이웨이브 롱 베이스라인 LORAN"으로 알려진 시스템에서 테스트되었다.유일한 차이점은 낮에는 10.585MHz, 밤에는 2MHz의 다른 주파수를 선택했다는 것입니다.초기 테스트는 1944년 5월 매사추세츠의 채텀과 플로리다의 페르난디나 사이에서 실시되었고, 1945년 12월-46년 플로리다의 호베 사운드와 푸에르토리코의 포인트 치나토 사이에서 실시되었다.적절한 주파수 [15]할당이 부족하여 시스템이 가동되지 않았습니다.

로란 B 및 C

주요 기사: Loran-C

LORAN은 측정을 위해 펄스의 도착 시간을 비교하는 단순한 시스템이었다.CRT에 완전한 직사각형 블립이 표시되는 것이 이상적이며, CRT의 선단은 높은 정확도와 비교될 수 있습니다.실제로, 송신기는 즉시 온/오프 할 수 없으며, 다양한 요인에 의해 블립이 시간 내에 퍼져 엔벨로프를 형성합니다.엔벨로프의 선명도는 주파수의 함수입니다.즉, LORAN과 같은 저주파 시스템은 시작점과 정지점이 명확하지 않은 긴 엔벨로프를 항상 가지고 있기 때문에 일반적으로 [17]Gee와 같은 고주파 시스템에 비해 정확도가 떨어집니다.

펄스 엔벨로프의 타이밍을 비교하는 것이 아니라 신호의 위상 타이밍을 측정하는 전혀 다른 방법이 있습니다.이것은 실제로 간단한 전자 장치를 사용하여 수행하기가 매우 쉬우며 간단한 기계 포인터를 사용하여 직접 표시할 수 있습니다.이러한 시스템의 요령은 제2차 세계대전 당시 복잡한 계획이었던 1차 및 2차 관측소의 위상 일관성을 보장하는 것이다.그러나 몇 개의 방송국에서 시스템의 값비싼 부분을 분리함으로써, 이 기술을 사용하는 데카 내비게이션 시스템은 1944년에 작동하기 시작했고, Gee와 비슷한 정확성을 제공하지만 사용하기 [18]훨씬 쉬운 저렴한 기계 디스플레이를 사용했다.

위상 비교 시스템의 단점은 Decca와 같은 연속파 신호에서 측정하려는 신호의 일부를 알 수 없다는 것입니다.한 스테이션의 첫 번째 파형을 다른 스테이션의 첫 번째 파형과 비교할 수 있지만 두 번째 파형은 동일해 보이고 작업자가 두 개의 파형을 대신 정렬할 수 있습니다.이로 인해 작업자가 정확한 측정을 생성할 수 있지만 실제 수정은 매우 다양한 위치에 있을 수 있습니다.이러한 위치는 스테이션 주위로 방사상으로 분리되어 있습니다. 즉, 고정 장치가 지정된 방사 방향 내에 있거나 어느 한쪽으로 고정된 거리 내에 있을 수 있습니다.Decca는 이러한 방사형 영역을 "랜"이라고 불렀고, 수신기가 [18]어떤 위치에 있는지 추적하기 위해 기계 시스템을 사용했습니다.

엔벨로프 타이밍과 위상비교라는두 가지 개념을 조합함으로써 이들 문제를 모두 해소할 수 있었습니다.일반적으로 전자제품의 세부 사항으로 인해 저주파수에서는 위상 비교가 더 정확하기 때문에 정확한 수정은 이 기술을 기반으로 합니다.그러나 Decca의 경우처럼 연속적인 신호를 브로드캐스트하는 대신 신호는 펄스의 형태로 나타납니다.이들은 Gee 또는 LORAN과 동일한 기법을 사용하여 차선을 명확하게 식별하는 데 사용됩니다.개발의 관점에서 유일한 문제는 펄스 내에 측정 가능한 파형이 있는 상태에서 상당히 정확한 펄스 엔벨로프를 선택할 수 있는 주파수와 펄스 내의 파동을 전체적으로 표시할 수 있는 디스플레이를 개발하는 것입니다.

이러한 개념은 1945년 180kHz의 훨씬 낮은 주파수를 사용하여 저주파 LORAN을 실험하는 결과로 이어졌다.풍선으로 지탱되는 긴 안테나를 사용하여 3개의 송신기가 있는 시스템을 미국 동해안에 설치했다.실험 결과, 그러한 저주파에서 작업할 때 설계에 내재된 부정확성은 단순히 너무 커서 유용하지 않다는 것이 입증되었습니다. 운영 요소에서 오차가 발생하여 기능이 압도되었습니다.그럼에도 불구하고, 세 개의 송신기는 북극 항법 실험을 위해 캐나다 북부와 알래스카에 다시 설치되었고,[19] 1950년 3월에 다시 정지될 때까지 3년 동안 작동되었다.이들 실험은 LORAN보다 약 50m(0.031mi) 정도 앞선 0.15마이크로초 정도의 정확성을 입증했다.최대 사용 가능 범위는 육지에서는 1,000마일(1,600km), 해상에서는 1,500마일(2,400km)이었다.사이클 매칭을 사용하여 시스템은 1,210km([19]750마일)에서 49m(160피트)의 정확도를 입증했습니다.그러나 이 시스템은 사용하기 매우 어려웠으며 어떤 사이클을 [20]일치시켜야 할지 여전히 혼란스러운 상태라는 사실도 밝혀졌습니다.

이 기간 동안 미 육군 공군은 정밀도 높은 목표물 폭격 시스템에 관심을 갖게 되었다.Raytheon은 LF LORAN과 동일한 기본 기술을 사용한 "Cytac"이라는 시스템 개발 계약을 따냈지만, 운영자의 개입 없이 내부적으로 타이밍을 처리할 수 있는 상당한 자동화를 포함했습니다.이것은 매우 성공적인 것으로 증명되었고, 시험 운행은 목표물로부터 10야드 이내에 항공기를 배치했다.임무가 단거리 전술 폭격에서 극지 핵 투하로 바뀌면서 미 공군은 이 개념에 흥미를 잃었다.그럼에도 불구하고, 그들은 LF LORAN 주파수에서 작동하도록 장비를 개조하고 "Cyclan"으로 이름을 바꾼 후, 원래의 것보다 정확도는 낮지만,[1] 훨씬 더 긴 거리에서 1마일 정도의 상당한 정확성을 제공하면서, 이 장비로 실험을 계속했다.

해군도 이 기간 동안 비슷한 개념으로 실험을 해왔지만 시기를 추출하기 위해 다른 방법을 사용했다.나중에 로란-B로 알려진 이 시스템은 중대한 문제에 부딪혔다(다른 공군 시스템인 Whyn과 유사한 영국 시스템인 POPI).[21]1953년 해군은 사이클란 시스템을 인수하여 브라질까지 이르는 광범위한 연구를 시작했으며, 정확도는 약 100미터(330피트)에 달했다.이 시스템은 1957년에 가동되고 있으며,[18] 1958년에 LORAN과 Cyclan의 운용이 미국 해안 경비대에 인계되었다.그 때, 원래의 LORAN은 LORAN-A[22] 또는 표준 [23]LORAN이 되었고, 새로운 시스템은 LORAN-C가 되었다.[c]

상업용, 폐로

Loran-C의 정확성과 사용 편의성이 크게 향상되었지만, Loran-A는 여전히 널리 사용되고 있습니다.이것은 크게 두 가지 중요한 요인 때문이다.하나는 Loran-C 신호를 읽는 데 필요한 전자 장치가 복잡하고, 튜브 기반 전자 장치의 시대에 물리적으로 매우 크고, 일반적으로 취약하며, 비용이 많이 든다는 것입니다.게다가 군함과 항공기가 Loran-A에서 Loran-C로 이동함에 따라 구형 수신기가 잉여가 되었다.이 오래된 장치들은 상업적인 어부들과 다른 사용자들에 의해 스냅되어 널리 [24]사용되고 있다.

Loran-A는 리시버가 트랜지스터화되어 마이크로컨트롤러 기반의 시스템을 사용하여 자동화됨에 따라 지속적으로 개선되었습니다.1970년대 초, 그러한 장치는 무선 방향 탐지기와 같은 장치에 비해 상대적으로 비싸게 유지되었지만, 상대적으로 흔했습니다.이 기간 동안 전자제품의 발전은 매우 빨랐기 때문에 불과 몇 년 만에 비슷한 규모와 비용을 가진 Loran-C 유닛이 출시되었습니다.이것은 1974년에 [25]Loran-C를 민간용으로 개방하는 결정으로 이어졌다.

1970년대 후반, 해안 경비대는 로란-A를 단계적으로 폐지하고 로란-C 체인을 추가했다.알류샨과 하와이 체인은 1979년 7월 1일, 나머지 알래스카와 서해안 체인은 1979년 12월 31일, 대서양과 카리브해의 송신기는 1980년 [26]12월 31일에 폐쇄되었다.태평양과 대서양 양쪽의 몇몇 외국 체인점들이 그 뒤를 따랐고, 1985년까지 대부분의 원래 체인점들은 더 이상 운영되지 않았다.일본의 시스템은 1991년까지 어선에 서비스를 제공하기 위해 방송을 더 오래 했다.중국의 시스템은 보다 현대적인 시스템으로 대체되기 전인 1990년대까지 활성화되었으며, 중국의 9개 체인은 여전히 무선 신호 애드미럴티 리스트 제6권(2000년판)에 활성화되어 있습니다.

작동

LORAN 시스템의 단일 구간은 스테이션 A에서 스테이션 B까지 "기준선"을 따라 놓여 있습니다.이들 스테이션 사이의 임의의 포인트에서 수신기는 두 펄스의 타이밍 차이를 측정합니다.이 같은 지연은 쌍곡선 곡선의 다른 많은 위치에서도 발생합니다.이러한 곡선의 샘플을 보여주는 탐색 차트를 통해 다음과 같은 그래프가 생성됩니다.

기본 개념

주요 기사: 쌍곡선 내비게이션

쌍곡선 내비게이션 시스템은 두 개의 주요 클래스로 나눌 수 있습니다. 두 개의 무선 펄스 간의 시간 차이를 계산하는 클래스와 두 개의 연속 신호 간의 위상 차이를 비교하는 클래스가 있습니다.기본 개념을 설명하기 위해 이 섹션에서는 펄스 방법만 고려합니다.

2대의 무선 송신기가 서로 300km(190mi) 떨어져 있다고 가정합니다.즉, 한쪽에서 다른 쪽까지 무선 신호가 도달하는 데 1밀리초가 걸립니다.이러한 스테이션 중 하나에는 트리거 신호를 정기적으로 전송하는 전자 클락이 장착되어 있습니다.신호가 송신되면, 이 「프라이머리」스테이션이 송신합니다.1 ms 후에, 그 신호는 2번째 스테이션인 「세컨더리」에 도착합니다.이 스테이션에는 수신기가 장착되어 있어 프라이머리로부터의 신호가 착신하면, 독자적인 송신기가 트리거 됩니다.이것에 의해, 세컨더리측과 세컨더리측에서 신호를 정확하게 1 ms 간격으로 송신할 수 있습니다.세컨더리측에서는 정확한 타이머를 필요로 하거나 클럭을 프라이머리측과 동기시킬 필요가 없습니다.실제로는, 수신 전자 장치의 [27]지연을 설명하기 위해서, 고정 시간이 추가된다.

수신기는 이러한 신호를 수신하여 오실로스코프에 표시하면 디스플레이에 일련의 "깜빡임"이 표시됩니다.이들 사이의 거리를 측정함으로써 두 신호 간의 지연을 산출할 수 있다.예를 들어, 수신기는 2개의 블립 사이의 거리를 측정하여 0.5밀리초의 지연을 나타낼 수 있습니다.이는 두 정거장까지의 거리 차이가 150km임을 의미한다.이러한 지연을 측정할 수 있는 위치는 무한합니다. 즉, 한 역에서 75km, 다른 역에서 225km, 한 역에서 150km, 다른 역에서 300km 등입니다.[27]

차트에 플롯할 경우 주어진 시간 차이에 대해 가능한 위치의 집합이 쌍곡선 곡선을 형성합니다.측정된 모든 지연에 대한 곡선의 집합은 "기준선"[27]으로 알려진 두 관측소 사이의 선을 중심으로 하여 일련의 곡선 방사선을 형성한다.리시버는 수정하기 위해 2개의 다른 프라이머리/세컨더리 페어에 근거해2개의 측정을 실시합니다.두 곡선의 교차점에는 일반적으로 두 가지 위치가 있습니다.예를 들어 데드 어카운팅과 같은 다른 형태의 항법 기능을 사용하면 이러한 가능한 위치 중 하나를 제거할 수 있으므로 정확한 [28]수정을 제공할 수 있습니다.

로란 역

단일 LORAN 송신기로부터의 신호는 여러 방향에서 여러 번 수신됩니다.이 이미지는 약한 지상파가 먼저 도착한 후 전리층의 E층에서 1, 2 홉 떨어진 후 신호를 보내고 마지막으로 F층에서 1, 2 홉 떨어진 후 신호를 보내는 것을 보여줍니다.이것들을 구별하기 위해서는 오퍼레이터 기술이 필요했습니다.

LORAN 역들은 보통 약 600마일(970km) 떨어진 곳에 1차 역과 2차 역(최소 5개 역으로 구성된 체인)으로 지어졌다.각 쌍은 1.75, 1.85, 1.9 또는 1.95MHz(및 미사용 7.5MHz)[d]의 4가지 주파수 중 하나로 브로드캐스트합니다.어느 위치에서든 한 번에 3개 이상의 방송국을 수신할 수 있는 것이 일반적이기 때문에 쌍을 식별할 수 있는 다른 수단이 필요했습니다.LORAN은 [9]각 스테이션이 초당 33.3 또는 25 펄스로 40개의 펄스의 스트링을 전송하면서 이 작업을 위해 펄스 반복 주파수 (PRF)의 변화를 채택하였습니다.

1963년 존스턴 환초 샌드아일랜드의 LORAN 타워 스테이션

스테이션은 주파수 대역을 나타내는 번호, 펄스 반복 주파수를 나타내는 문자, 체인 내의 스테이션 번호를 포함한 단순한 코드로 식별되었습니다.예를 들어, 하와이 제도의 세 관측소는 2개의 쌍 2L 0과 2L 1로 배열되었다.이는 그들이 채널 2(1.85MHz)에 있었고, "L"ow 반복률(25Hz)을 사용했으며, 두 개의 스테이션이 기본 반복률에 있었고, 다른 두 개의 스테이션(기본 및 세 번째 스테이션)은 반복률 [29]1을 사용했음을 나타냅니다.PRF는 Low의 경우 25에서 25로, 7/16으로, High의 경우 33 1/3에서 34 1/9로 조정할 수 있습니다.이 시스템은 양쪽 [30]주파수로 방송되는 중앙 타워를 공유했다.

Gee의 경우, 신호가 송신기에서 수신기로 직접 전달되어 해석하기 쉬운 깨끗한 신호를 생성했습니다.단일 CRT 트레이스에 표시되는 경우 오퍼레이터는 먼저 프라이머리, 다음으로 세컨더리 중 하나, 프라이머리, 세컨더리 순으로 일련의 날카로운 "블립"을 볼 수 있습니다.Gee CRT는 2개의 트레이스를 표시할 수 있도록 구축되었으며, 여러 지연회로를 조정함으로써 오퍼레이터는 첫 번째 1차 2차 신호를 위쪽 디스플레이에, 두 번째 신호를 아래쪽 디스플레이에 표시할 수 있습니다.그런 다음 두 지연을 동시에 [9]측정할 수 있습니다.

이에 비해, LORAN은 하늘파를 사용할 수 있도록 의도적으로 설계되었으며, 결과적으로 수신된 신호는 훨씬 더 복잡했다.지상파는 상당히 날카롭게 유지되었지만, 짧은 거리에서만 수신할 수 있었고 주로 낮에 사용되었습니다.야간에는 30개의 서로 다른 하늘파가 단일 송신기에서 수신될 수 있으며, 종종 시간적으로 중복되어 복잡한 리턴 패턴이 형성됩니다.패턴은 송신기와 수신기의 대기에 의존하기 때문에, 수신한 패턴은 2개의 스테이션에 대해서 다릅니다.한 스테이션에서 2바운스 스카이 웨이브와 다른 스테이션에서 3바운스 웨이브를 동시에 수신할 수 있기 때문에 디스플레이 해석이 어렵습니다.[13]

LORAN은 장비를 공유하기 위해 Gee와 같은 디스플레이를 의도적으로 사용했지만, 신호가 Gee보다 훨씬 길고 복잡하여 두 신호를 직접 측정할 수 없었다.프라이머리 스테이션으로부터의 초기 신호조차, 초기 지상파 신호가 날카롭게(수신된 경우) 제시간에 확산되어, 하늘파 수신은 디스플레이의 어디에나 나타날 수 있었습니다.따라서 LORAN 연산자는 1차 신호가 1회선에, 2차 신호가 2회선에 나타나도록 지연을 설정해 복잡한 패턴을 비교할 수 있도록 했다.이는 한 번에 하나의 1차/2차 측정만 수행할 수 있음을 의미했다. 즉, "수정"을 생산하기 위해 다른 관측소 세트를 사용하여 전체 측정 절차를 두 번째로 반복해야 했다.측정 시간은 대략 3~5분 정도이며, 이 [9][31]시간 동안 내비게이션이 차량의 움직임을 고려해야 합니다.

측정.

원래 공중수송기는 1943년의 AN/APN-4기였다.그것은 물리적으로 영국의 투피스 Gee 세트와 동일하며, 이들 유닛과 쉽게 교환할 수 있었다.디스플레이가 있는 메인 유닛에는 대부분의 컨트롤도 포함되어 있습니다.일반 작동은 0 ~ 8로 표시된 9개의 스테이션 중 하나를 선택하고 스위프 속도를 최저 설정인 1로 설정하는 것으로 시작됩니다.그런 다음 작업자는 명암과 포커스 컨트롤을 사용하여 신호를 미세 조정하고 선명한 [32]디스플레이를 제공합니다.

또한 시스템은 최저 스위프 속도에서 디스플레이에 공급되는 로컬 신호를 생성하고 두 개의 [e]트레이스를 따라 표시되는 직사각형 모양인 선명하게 정의된 "페데스탈"을 생성했습니다.스테이션에서 증폭된 신호는 일련의 날카로운 스파이크(블립)로 표시되도록 시간에 따라 고도로 압축된 상태로 디스플레이에 나타납니다.신호가 반복될 때 이러한 스파이크는 디스플레이 폭 전체에 걸쳐 여러 번 나타납니다.디스플레이는 선택한 스테이션 쌍의 펄스 반복 속도로 스위프하도록 설정되었기 때문에 선택한 스테이션은 [33]정지된 상태로 다른 반복 속도로 디스플레이 사이를 이동합니다.

왼쪽-오른쪽 스위치를 사용하여 오퍼레이터는 신호 스파이크 중 하나가 중앙에 올 때까지 위쪽 받침대를 이동한 다음 거칠고 미세한 지연 제어를 사용하여 아래쪽 트레이스 상의 받침대를 이동하여 두 번째 신호의 중심을 잡습니다.이 작업이 완료되면 시스템은 스위프 속도 2로 설정되었고, 이 속도 2는 트랙의 속도를 높여 트랙 전체에 걸쳐 보행자 윤곽이 그려지도록 했습니다.이 프로세스는 스위프 속도 3에서 반복되었으며, 이 시점에서는 신호 중 선택된 부분만 화면에 표시됩니다.스위프 속도 4로 전환해도 타이밍이 변경되지 않고 대신 게인 및 앰프 밸런스 컨트롤을 사용하여 최종 튜닝을 수행할 수 있도록 단일 트레이스에 신호가 중첩되었습니다.목표는 두 [34]흔적을 완벽하게 맞추는 것이었다.

이 시점에서 측정이 시작됩니다.오퍼레이터는 스위프 속도 5로 전환합니다. 스위프 속도 5는 신호가 반전되어 낮은 스위프 속도로 실행되어 트레이스에 여러 번 반복됩니다.이 신호에는 타임베이스 제너레이터에서 생성된 전자 스케일이 혼합되어 있어 현재 반전된 원래 신호에 일련의 작은 핍이 나타납니다.설정 5에서 눈금의 pps는 10마이크로초의 차이를 나타내며, 작업자는 위치 간의 거리를 측정합니다.50마이크로초에서 6을 설정하고 500마이크로초에서 7을 설정하는 경우에도 이 절차를 반복합니다.그런 다음 각 설정에서 측정된 차이를 합산하여 두 [34]신호 간의 총 지연을 생성합니다.그런 다음 이 모든 절차를 두 번째 1차-2차 세트에 대해 반복했으며, 종종 같은 체인의 두 번째 세트에 항상 반복하지는 않았다.

리시버 유닛은 시간이 지남에 따라 크게 개선되었습니다.AN/APN-4는 1945년 AN/APN-9로 빠르게 대체되었습니다. 이 장치는 수신기와 중량이 [2]크게 줄어든 디스플레이를 결합한 일체형 장치입니다.

범위와 정확성

낮 동안 전리층은 단파 신호를 약하게 반사하며 LORAN은 지상파를 사용하여 500-700해리(930-1300km)에서 사용할 수 있었다.밤에는 이 신호들이 억제되었고 범위는 350–500해리(650–930km)로 떨어졌다.밤에는 하늘파가 측정에 유용하게 사용되었고, 이는 유효 범위를 1,200–1,400해리(2,200–2,600km)[31]로 확장시켰다.

장거리에서는 쌍곡선이 기준선의 중심에서 방사되는 거의 직선에 가깝습니다.단일 체인으로부터의 두 개의 그러한 신호를 고려할 때, 그 결과 라인의 패턴은 범위에 비해 기준선 거리가 작아짐에 따라 점점 더 평행하게 됩니다.따라서 짧은 거리에서는 선이 90도에 가까운 각도로 교차하며, 이 각도는 범위에 따라 꾸준히 감소합니다.고정의 정확도는 교차 각도에 따라 달라지기 때문에 모든 쌍곡선 항법 시스템은 [35]범위가 증가함에 따라 점점 더 부정확해집니다.

게다가 수신 신호의 복잡한 계열은 LORAN 신호의 판독을 상당히 혼란스럽게 하여 일부 해석이 필요했습니다.정확도는 기기나 신호의 기본적인 한계보다는 신호의 품질과 오퍼레이터 경험의 문제였습니다.정확성을 표현하는 유일한 방법은 실제로 측정하는 것이었다. 일본에서 티니안까지 1,400마일(2,300km)[2] 거리의 평균 정확도는 범위의 2%인 28마일(45km)이었다.

AT 및 모바일 LORAN

AT LORAN은 "Air Transportable"을 뜻하는 경량 LORAN 송신기 세트로 전선이 움직이면 빠르게 설치할 수 있었다.운영은 "정상" LORAN과 동일했지만, 종종 차트를 사용할 수 없고 현장에서 준비해야 한다고 가정했다.이동식 LORAN은 [29]트럭에 장착된 또 다른 경량 시스템이었다.

메모들

  1. ^ 일부 [which?]소식통에 따르면, 이것은 원래 Loomis Navigation System 또는 LRN의 약자로, LORAN으로 역명되었다.
  2. ^ 다수의 출처는 LORAN 연구원 중 한 명을 인용하여 이 작업이 실제로는 3개가 아닌 "프로젝트 C"로 알려졌다고 밝혔습니다.그러나, 다른 출처는 Rad Lab의 다른 프로젝트들이 숫자로 알려졌음을 보여준다. 예를 들어, 마이크로파 공대공 레이더를 개발하기 위한 노력은 프로젝트 1, 지상 기반 대공 시스템은 프로젝트 2였다.보웬의 "레이더 데이즈", 183쪽을 참조하십시오.
  3. ^ 정식 명칭은 초기에 확립되었지만 많은 참조에서는 이러한 모든 시스템에 대해 모두 대소문자를 사용합니다.여기에는 미국 해안경비대의 공문서가 다수 포함되어 있다.
  4. ^ 해군 문서에는 4개의 주파수가 기재되어 있지만, 거의 모든 출처는 3개만을 참조하고 있습니다.누락된 멤버는 1.75MHz로 보입니다.
  5. ^ 영국의 명명법은 "pedestal" 대신 "cursor"를 사용했다.

레퍼런스

인용문

  1. ^ a b 디킨슨 1959년
  2. ^ a b c d Proc 2012.
  3. ^ a b 블랜차드 1991, 305페이지
  4. ^ 할포드, 데이비드슨 & 발드슈미트 1948, 19페이지
  5. ^ a b c 할포드, 데이비드슨 & 발드슈미트 1948, 페이지 21
  6. ^ 할포드, 데이비드슨 & 발드슈미트 1948, 페이지 20
  7. ^ 블랜차드 1991, 페이지 305-306.
  8. ^ 할포드, 데이비드슨 & 발드슈미트 1948, 22페이지
  9. ^ a b c d e f g h 블랜차드 1991, 페이지 306
  10. ^ 1944년 파롯, §1, 페이지1
  11. ^ 1944년 파롯, §1, 페이지12
  12. ^ Parrott 1944, § 1, 11-12페이지.
  13. ^ a b c 블랜차드 1991, 페이지 307
  14. ^ 헤플리 1972, 6페이지
  15. ^ a b c 디킨슨 1962, 페이지 8-9
  16. ^ 블랜차드 1991, 페이지 307-308.
  17. ^ 맥엘로이 2004년
  18. ^ a b c Sand, Dammann & Mensing 2004, 페이지 4-6.
  19. ^ a b 피어스 1948, 페이지 433–434.
  20. ^ 디킨슨 1959 지하 1층
  21. ^ 헤플리 1972, 95-97페이지
  22. ^ Helfrick 2012, 페이지 66-67.
  23. ^ 디킨슨 1962, 페이지 18
  24. ^ 2012년 데니, 페이지 214–216.
  25. ^ 피터슨 2005, 페이지 1854
  26. ^ 홀리스터 1978, 페이지 10
  27. ^ a b c 블랜차드 1991, 페이지 298
  28. ^ 블랜차드 1991, 페이지 297
  29. ^ a b 쿡 1945, 페이지 134
  30. ^ 쿡 1945, 페이지 135
  31. ^ a b 쿡 1945, 130페이지
  32. ^ 쿡 1945, 페이지 137
  33. ^ 쿡 1945, 페이지 137–140.
  34. ^ a b 쿡 1945, 페이지 140
  35. ^ High 1960, 페이지 245. 오류::

참고 문헌

  • 를 클릭합니다Blanchard, Walter (September 1991). "Hyperbolic Airborne Radio Navigation Aids". The Journal of Navigation. 44 (3)..
    Proc 2012는 이 문서의 수정된 버전입니다.
  • 를 클릭합니다Cooke, C. M.; et al. (1945), "The Tactical Use of Radar in Aircraft", Radar Bulletin, No. 2 A, Washington, DC: Naval Department.
  • 를 클릭합니다Denny, Mark (2012), The Science of Navigation: From Dead Reckoning to GPS, Baltimore: Johns Hopkins University Press, ISBN 978-1-4214-0512-4.
  • Dickinson, William T. (1959), Engineering Evaluation of the LORAN–C Navigation System (PDF), Washington, DC: Jansky & Bailey/U.S. Coast Guard
  • Dickinson, William T. (1962), The LORAN-C System Of Navigation (PDF), Washington, Dc: Jansky & Bailey, archived from the original (PDF) on 22 July 2013, retrieved 15 April 2014
  • Halford, J. H.; Davidson, D.; Waldschmitt, J. A. (1948), "History of LORAN" (PDF), in Pierce, J. A.; McKenzie, A. A.; Woodward, R. H. (eds.), LORAN: Long Range Navigation, New York: McGraw Hill, pp. 19–51
  • 를 클릭합니다Hefley, Gifford (1972), The Development of Loran-C Navigation and Timing, NBS Monograph 129, Boulder, CO: U.S. National Bureau of Standards, hdl:2027/mdp.39015006077989.
  • 를 클릭합니다Helfrick, Albert (2012). Principles of Avionics (7th ed.). Leesburg, VA: Avionics Communications. ISBN 978-1-885544-27-8..
  • Hollister, Jane (August 1978). "News Briefs". Boating. 44 (2): 10, N4f.
  • 를 클릭합니다McElroy, Gil (2004), "Loran-C History", in Proc, Jerry (ed.), Hyperbolic Radionavigation Systems, Etobicoke, Ontario.
  • Parrott, D'Arcy Grant (December 1944), "Loran, Vol 1: Early Electronic History", The Coast Guard at War, Vol. IV, Washington, DC: U.S. Coast Guard, archived from the original on 26 November 2020{{citation}}: CS1 유지보수: 날짜 및 연도(링크)
  • Peterson, Benjamin B. (2005), "Electronic Navigation Systems", in Whitaker, Jerry C. (ed.), The Electronics Handbook (2nd ed.), Tailor & Francis/IEEE Press, pp. 1847–1877, ISBN 0-8493-1889-0
  • Pierce, John Alvin (1948), "Electronic Aids to Navigation", in Marton, Ladislaus (ed.), Advances in Electronics & Electron Physics, Vol. 1, New York: Academic Press, pp. 425–451, doi:10.1016/S0065-2539(08)61098-7, ISBN 0-12-014501-4
  • 를 클릭합니다Proc, Jerry (2012), "Loran-A", Hyperbolic Radionavigation Systems, Etobicoke, Ontario.
  • Sand, Stephan; Dammann, Armin; Mensing, Christian (2004), Positioning in Wireless Communications Systems, Hoboken: John Wiley & Sons, ISBN 1-118-69409-0
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