소네 (내비게이션)

Sonne (navigation)

손네(Sonne, "Sun"을 뜻하는 독일어)는 제2차 세계 대전 동안 독일에서 개발된 무선 항법 시스템이다.그것은 엘렉트라라고 알려진 이전의 실험 시스템에서 개발되었고, 따라서 이 시스템은 엘렉트라 소네엔으로도 알려져 있다.영국인들이 이 시스템을 알게 되었을 때 그들은 "태양 옆에서"라는 뜻의 "콘솔"이라는 이름으로 이 시스템을 사용하기 시작했다.

엘렉트라는 1930년대 미국에서 사용된 빔 기반 저주파 무선 범위(LFR)의 최신 버전이다.이것은 손느를 전자적으로 회전시켜 하늘을 가로지르는 일련의 빔을 만들도록 더욱 수정되었다.단순한 신호 타이밍을 이용하여 항해자는 스테이션에 대한 각도를 결정할 수 있었다.그런 다음 두 가지 측정치가 무선 수정을 제공했다.정확도와 범위가 우수했으며, 1,000마일(1,600km) 범위에서 fixes 정도의 수정이 가능했다.

소네는 매우 유용해서 영국군에서도 널리 쓰이고 있다는 것을 알게 되었고, 전쟁이 끝난 후 작전을 인계받았다.이 시스템은 콘솔 이름으로 장거리 항법용으로 사용되었으며, ICAO가 제안하는 장거리 항공 항법 시스템 중 하나로 지원하였다.그 후 20년 동안 전 세계에 새로운 정거장이 건설되었다.이 시스템은 1991년 노르웨이의 마지막 송신기가 꺼지는 등 1990년대까지 부분 사용으로 남아 있었다.

배경

해상도를 사용하여 고정하는 베어링 방식.이 경우 항해사는 해안가에 있는 저명한 연료 탱크와 작은 섬의 양쪽에 있는 다른 두 개의 연료 탱크에 대해 세 가지 측정을 수행했다.제3의 수단을 사용하면 그 위치를 좀더 정확하게 결정할 수 있지만, 필요하지는 않다.

항법에서 "고정"을 결정하려면 두 가지 측정을 수행해야 한다.고전적인 방법을 사용했을 때, 이것은 보통 등대와 같은 눈에 띄는 랜드마크로 가시선을 따라 두 각, 즉 베어링의 측정이었다.두 가지 측정을 수행한 후 위치 선은 역각을 따라 랜드마크에서 복사된다.선은 어느 지점에서 교차하며, 그 교차점은 네비게이터의 위치를 결정한다.실제로 세 번째 측정이 종종 사용되어 완벽하게 교차되지 않는 세 개의 선이 나타난다. 결과 삼각 교차로 영역의 크기는 측정의 정확도를 전체적으로 대략적으로 나타낸다.[1]

RDF

20세기 초 휴대용 라디오 시스템의 도입으로 수백 마일 또는 그 이상의 매우 큰 범위의 라디오 수신기가 볼 수 있는 랜드마크로 라디오 방송사(비콘)를 사용할 가능성이 대두되었다.네비게이터와 비콘 사이의 각도는 루프 안테나라고 알려진 간단한 메커니즘을 사용하여 측정할 수 있다.안테나가 수직축을 중심으로 회전함에 따라 수신신호의 강도가 달라지며, 루프가 비콘에 대한 선에 수직이 되면 0(null)으로 떨어진다.[2]

라디오 방향 찾기(RDF)라고 알려진 이 기술은 유용하지만 적당히 정확할 뿐이다.몇 도보다 나은 측정은 작은 루프 안테나로는 어렵고, 전기적 특성 때문에 더 큰 정확도를 제공할 수 있는 큰 버전을 만드는 것이 항상 쉬운 것은 아니다.더욱이, 루프 안테나는 소형 차량에서는 추가할 수 없거나 전용 항해사가 없는 차량에서는 작동하기 어려울 수 있다.[2]

RDF 개념의 일종의 "역행된" 버전에 대한 실험들이 있었다.이 중에는 1rpm(초속 6도)으로 계속 회전하는 루프에서 신호를 방송하는 브리티시 오르포드니스 비콘이 있었다.루프가 북쪽을 지날 때마다 문자 "V"에 대한 모스 코드 신호를 짧게 전송하곤 했다.사용자들은 V 신호를 청취한 다음 스톱워치를 시작하여 루프가 그들을 지나 회전할 때 신호가 사라지기를 기다린다.경과 시간인 6번은 스테이션에서 베어링 각도를 표시했다.RAE Farnborough의 유사한 스테이션에 두 번째 베어링이 고정 장치를 제공했다.[3]

불행히도 실제로 이 시스템은 낮 동안과 좋은 날씨 속에서만 정확하다는 것이 밝혀져 의도된 해군지도의 역할에 대한 유용성이 제한되었고, 이 시스템은 단기간 동안만 가동되었다.

라디오 레인지, 로렌츠 및 엘렉트라

White diagram with four rows: first is the letter N followed by a repeating sequence of dash-dot-space; second is the letter A with repeating dot-dash-space; third is A+N followed by a solid line; last line has the word 'time' followed by a right arrow
LFR 오디오 신호: N 스트림, A 스트림 및 결합된 균일한 신호음

무선 내비게이션 문제에 대한 또 다른 해결책은 특정 지역에서만 수신할 수 있는 방향성 "빔" 신호를 사용하는 것이다.빔 내에서 비행하는 항공기는 재래식 라디오로 신호를 들을 것이다.이것은 문제를 제시한다; 빔은 항공기가 찾을 수 있을 만큼 충분히 넓어야 하지만, 정확한 지침이 될 수 있을 만큼 충분히 좁아야 한다.

이 문제를 다루기 위한 첫 번째 시도는 1904년에 독일에서 이루어졌다.로렌츠 회사의 O. 셸러는 전반적인 팬 모양 패턴에 4개의 신호를 사용하는 시스템을 제안했다.각각의 신호는 N(대시점) 또는 A(대시점)의 모스 코드 신호로 청각적으로 변조되므로, 방송 주파수에 맞춘 라디오는 이러한 신호 중 하나를 들을 수 있었다.신호는 일부러 살짝 겹쳐 듣는 사람이 동시에 들을 수 있는 부분이 있었다.이 경우 한 신호의 간극이 다른 신호에 의해 채워져 "동등"이라고 알려진 일정한 톤을 생성하게 된다.[4]

이 기본 개념의 여러 가지 발전이 뒤따랐지만, 제1차 세계 대전까지는 실용화되지 않았다. 그 무렵 독일의 경제는 제한되었고 그들의 항공 활동은 엄격히 축소되었다.그 후 실질적인 발전은 미국으로 옮겨갔고, 그곳에서 신호를 쉽게 포착할 수 있는 두 개의 넓은 형상 8 모양의 방송 패턴으로 변형된 형태로 사용되었다.셸러가 제안한 단거리 착륙 시스템 대신 미국 시스템은 1928년부터 저주파 무선 범위(LFR) 시스템을 구축해 공항[5] 간 광역 항행을 제공했다.

이 시스템을 사용하기 위해, 항공기는 재래식 라디오로 방송국을 조정했다.그런 다음 그들은 신호를 듣고, A를 들었는지 N을 들었는지에 따라 등신음을 들은 빔의 중간에서 날 때까지 방향을 바꾸곤 했다.시스템은 한 역에서 서쪽을 가리키는 빔이 다음 역에서 동쪽을 가리키는 빔과 반대되는 점-대시 패턴을 가지도록 설정되었다. 그래서 조종사는 특정 다리의 양쪽 끝에 있는 역들을 조정하고 양쪽으로부터 동일한 신호를 들을 수 있었다.그들은 역에서 역까지 비행하면서 한쪽이 희미해지고 다른 한쪽이 커지는 신호를 듣곤 했는데, 그들이 "침묵의 코네"로 들어가는 역을 지나갈 때까지였다.[6]

로렌츠 빔 블라인드 랜딩 시스템

독일 경제가 회복되면서 1930년대 후반 로렌츠 시스템의 개발이 다시 살아났다.에른스트 크라마는 셸러의 원래 개념의 선을 따라 더욱 맹목적인 착륙 시스템을 개발하라는 요청을 받았다.이는 일반적으로 3개의 안테나와 페이징 기법을 사용하여 몇 도 폭의 고방향 신호를 생성하는 "로렌츠 빔"으로 알려진 시스템으로 나타났다.송신기는 활주로 끝에 배치되었고 조종사는 팬 모양의 신호를 활주로로 날아내려가는 신호를 들을 수 있었다.제2차 세계 대전 동안, 훨씬 더 정확하고 장기적인 버전이 야간 폭격 보조 도구로 사용되었다; 자세한 내용은 보의 전투를 참조하라.[7]

독일 경제가 호전되고 루프트 한사가 더 넓은 일정을 시작하자 크라마는 유럽에서의 사용을 위해 LFF와 유사한 시스템을 개발하라는 요청을 받았다.그는 같은 이름의 리차드 스트라우스의 오페라에 나오는 인물의 이름을 따서 이 이름을 엘렉트라라고 지었다.로렌츠 빔을 사용하여, 엘렉트라는 각 신호가 더 좁아지도록 허용했기 때문에, 하나의 스테이션이 단 4개가 아닌 다수의 들어오고 나가는 경로를 제공할 수 있었다.이러한 방식으로 공항을 보다 직접적으로 연결하는 일련의 항공로를 생산하기 위해 소수의 역을 사용할 수 있다.그러나 전쟁이 시작될 무렵에는 어떤 배치 노력도 이루어지지 않았다.[8]

손네

전쟁 초기에 루프트와페는 엘렉트라가 빔 비행이 아닌 일반 항해를 할 수 있도록 적응할 수 있는지 알아보기 위해 크라마에게 접근했다.그는 로렌츠 시스템에서 나온 빔 개념과 오르포드니스 개념의 회전신호를 결합하여 대응했지만, 형태적으로는 극적인 진보를 나타내는 독특한 시스템에서 대응했다.

소네는 루프 안테나를 회전하는 대신 3개의 별도 고정 안테나를 사용해 다음 안테나에서 1km 떨어진 각 안테나와 선을 따라 퍼져 300kHz 작동 주파수에서 3파장 거리(250~350kHz 사이의 여러 주파수가 사용됨)를 보였다.단일 송신기가 중앙 안테나로 직접 전송되는 신호를 생성했다.[8]

신호도 메인 피드에서 분리되어 "키잉 유닛"으로 보내졌다.이로써 신호는 더욱 두 개의 경로 중 하나로 갈라졌고, 각각 두 개의 측면 안테나 중 하나에 연결되었다.키잉 유닛은 신호를 한 안테나에 잠시 보낸 다음 두 안테나에 더 긴 지속 시간 동안 로렌츠 시스템에서 사용되는 도트-대시 패턴을 생성했다.중앙과 2개의 측면 안테나 중 1개는 임의의 시간에 전원이 공급되었기 때문에 방사선 패턴은 심근경색이었다.[8][9]

손네 시스템의 핵심은 안테나에 도달하기 전에 신호를 더 수정하는 것이었다.위상 시프터는 신호를 측면 안테나 중 하나로 보낼 때 신호를 90도 늦추거나 다른 안테나에서 90도 앞당기는 데 사용되었다.이로 인해 각각 약 7.5도 넓이의 흉부 방사선 패턴 내에 일련의 스파이크, 즉 로브가 생성되었다.[8]안테나가 물리적으로 분리되어 있었기 때문에 스파이크는 정확하게 겹치지 않아 로렌츠 시스템의 동일한 점, 대시, 등거리 구역을 생성하였다.[8][10]

마지막으로 위상지연신호가 천천히 "회전"되었다.30초 동안 진각 신호는 180도 지연되었고, 진각 신호는 같은 180도 진각되었다.이것은 전체 심근경색 패턴을 천천히 회전시키고, 점들을 시계 반대방향으로 점화하고, 대시를 하게 했다.[10]

손네와 함께 탐색

1946년 영국 콘솔 지도에서 이 부분은 소네 시스템의 기본 개념을 보여준다.네비게이터는 어떤 형태의 항법 장치든 사용하여 대략적인 위치를 결정한 다음, 콘솔 방송국을 조정하고 그들이 들은 점이나 대시 수를 세기 시작한다.그런 다음 차트에서 이 숫자를 찾아 예상 위치와 가장 가까운 선을 선택했다.녹색 선은 북아일랜드의 새로운 부시 밀스 역에서 나온 방향을 나타내며, 노르웨이의 스타반저 역에서 빨간색으로 표시한다.

1분에 한 번씩 측면 더듬이로 가는 신호가 끊겨 중앙 안테나에서 전방향으로 방송되는 순수한 음색을 연출했다.이것은 Morse 코드 스테이션 식별자로 채워졌다.항해사는 이 6초 기간을 이용하여 RDF를 이용하여 스테이션에 대한 일반 베어링을 찾을 수 있다.이것은 그들이 어떤 패턴의 로브들 안에 위치할 것으로 기대되는지를 결정할 수 있게 했다.[11]

스테이션 식별자가 종료된 지 2초 후에 위상 지연이 다시 시작되었을 때, 도트-대시 키잉이 그것으로부터 시작되었다.수신기는 보통 점이나 대시 중 하나를 들을 수 있도록 등거리의 한 쪽에 위치한다. 예를 들어 점이라고 하자.패턴이 회전하면서 점엽은 수신기에서 멀어지고 대시 신호가 접근했다.그래서 30초 동안, 수신기는 점들을 들을 것이고, 그 다음 등위(간간단히), 그리고 대시를 들을 것이다.등거리 도착의 타이밍을 맞춰 항해자는 로브 내의 위치를 결정할 수 있었다.[11]

audio speaker iconDF 톤 및 대시-퍼스트 스위프 재생성 (도움말/도움말)

오르포드니스에서는 이 지연을 시계로 타이밍을 맞추도록 요구했지만, 소네는 점이나 대시 수를 세기만 해도 타이밍을 포착할 수 있도록 초당 한 번씩 신호를 키로 연결했다.이 과정을 더욱 쉽게 하기 위해, 일련의 항해도를 그 위에 열거된 카운트와 함께 제작했다.항해사는 단순히 차트에서 번호를 조회해 방향을 밝혔다.[11]

패턴이 30초 동안 7.5도만 회전했고, 타이밍도 1초까지만 정확했기 때문에 이론적으로 시스템의 정확도는 7.5/30, 즉 a이었다.실제로 낮 동안 300해리 주행거리에서 수신기가 역의 기준선에 직각으로 위치했을 때 ±10도 정확도가 일반적이었고, 70도에서는 ±1도였다.대부분의 중·장파 시스템과 마찬가지로, 대기 영향으로 야간에도 정확도가 저하되어 정상에서는 ±1도, 70도에서 ±2도가 된다.[9]

배치

가장 정확한 결과는 두 베어링이 가능한 한 90도 가까이 떨어져 있을 때 측정되는 것이 항법상의 일반적인 규칙이다.손네는 장거리 시스템이었기 때문에 역들을 서로 멀리 떨어진 곳에 위치시켜 역들 사이에 큰 각도가 있을 지역을 넓히는 것이 타당했다.

이로 인해 1940년부터 스페인에 2개, 노르웨이에 1개 방송국이 배치되었다.네덜란드, 프랑스, 스페인, 독일 등의 사례를 포함하여 전쟁 내내 추가 방송국이 추가되었다.총 18개의 방송사가 결국 건설되었는데, 일부는 손, 다른 일부는 엘렉트라라고 불렸다. 비록 이 명칭의 이유는 현대적인 출처에서는 분명하지 않지만.[12]

1944년 독일 U-505호가 나포되면서 이 시스템이 절충되면서 영국의 이 시스템을 완전히 이해하게 되었다.이는 Gee가 제공한 것보다 더 긴 사거리를 필요로 하는 RAP 해안사령부에 의해 손느가 빨리 채택될 정도로 유용했다.그들의 사용을 덜 분명하게 하기 위해, 모든 영국 기록들은 이 시스템을 "콘솔"[8]이라고 부른다.

해안사령부의 용도가 널리 보급되어 그들은 그 시스템에 완전히 의존하게 되었다.전쟁 말기, 독일군이 스페인에 대한 접근권을 잃었을 때, 부품 부족으로 인해 스페인 방송국 중 하나가 오프라인 상태가 되었다.Edward Fennessy는 그것을 작동시키기 위해 RAF가 제공하는 예비 부품의 공급을 주선했다.[8]

전후의 용법

현재 영국의 코드명 Console로 알려진 Sonne은 전후 시대에 널리 사용되었다.VOR나 RDF와 같은 시스템에 비해, Console은 항해용 선박에서 기존의 라디오와 카운트하는 능력보다 더 많은 것을 필요로 하지 않았다.이것은 프랑스, 북아일랜드에 새로운 콘솔 역이 설치되었고 심지어 미국에도 세 군데, 그리고 소련에도 여러 군데 설치될 정도로 매력적이었다.그것은 ICAO가 추천한 장거리 항법 시스템 중 하나였다.[8][13]

보다 정확하고 사용하기 쉬운 시스템이 도입되었지만, 특히 LORAN-C의 낮은 구현 비용(라디오)으로 인해 수년간 쾌락보팅 시스템으로 사용되어 왔다.대부분의 콘솔 방송사들은 1980년대까지 계속 사용했으며, 스타방거 방송국은 1991년까지 온라인에 남아 있었다.[8]이 시점에서 LORAN과 GPS 시스템은 비용이 하락하고 있었고, 2000년까지 대부분의 형태의 무선 항법 시스템을 대체했다.

콘솔 역 목록

안드뢰야, 비외르누야, 얀 마옌 섬은 같은 주파수를 공유했다.그들은 교대로 4분 주기에 걸쳐 방송을 했다.

제안된 콘솔 스테이션이 구축되지 않음

참조

인용구
  1. ^ Charles Husick, "Chapman Piloting and Seampagement" (64차 개정), Hearst Communications, 2003년 12월, 페이지 618.
  2. ^ a b Joseph Moell과 Thomas Curlee, "송신기 사냥: 단순화된 무선 방향 찾기", TAB Books, 1978, 페이지 1–5.
  3. ^ 피어스, 맥켄지 & 우드워드 1948, 페이지 4.
  4. ^ 팅클 1978, 페이지 2.
  5. ^ "보 위를 나는 맹인:항공 통신, 항법 및 감시, 그것의 기원과 기술 정치", 2003년 항공 운송 저널
  6. ^ ''ICAO 역사: 캐나다"
  7. ^ 팅클 1978, 페이지 3.
  8. ^ a b c d e f g h i 블랜차드 1991.
  9. ^ a b 헤이그 1960, 페이지 254.
  10. ^ a b 헤이그 1960, 페이지 255.
  11. ^ a b c 헤이그 1960, 페이지 256.
  12. ^ J. 반 통게렌, "엘렉트라-소네"
  13. ^ 그로브스 2008, 페이지 8~9.
  14. ^ a b c d e Dolphin Mk 3 Technical Manual (PDF). Pye.
참고 문헌 목록