Омега (система навигации)

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Поиск источников:  навигационная система "Омега"  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( май 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

на основе данных NASA Worldwind-Gloss [1] - расположение Омега-передатчика A в Норвегии (расстояния)

Омега могла определять местоположение с точностью до ± 2,2 км (1,4 мили). Позднее радионавигационные системы были более точными.

OMEGA была первой радионавигационной системой глобального диапазона , эксплуатируемой Соединенными Штатами в сотрудничестве с шестью странами-партнерами. Это была гиперболическая навигационная система, позволяющая судам и самолетам определять свое местоположение путем приема радиосигналов очень низкой частоты (VLF) в диапазоне от 10 до 14 кГц, передаваемых глобальной сетью из восьми фиксированных наземных радиомаяков с использованием навигационного приемника. . Он начал работать примерно в 1971 году и был закрыт в 1997 году в пользу Глобальной системы позиционирования .

История [ править ]

Предыдущие системы [ править ]

Для « фиксации » в любой навигационной системе требуется определение двух измерений. Обычно они относятся к неподвижным объектам, таким как известные достопримечательности или известное расположение вышек радиопередачи. Путем измерения угла до двух таких точек можно определить положение навигатора. В качестве альтернативы можно измерить угол и расстояние до одного объекта или расстояние до двух объектов.

Внедрение радиосистем в 20 веке резко увеличило расстояния, на которых можно было проводить измерения. Такая система также требовала гораздо большей точности измерений - погрешность в один градус по углу могла быть допустимой при определении местоположения маяка на расстоянии нескольких миль, но имела бы ограниченное применение при использовании на радиостанции в 300 милях (480 км). км) далеко. Было разработано множество методов для исправления ошибок с относительно небольшими угловыми погрешностями, но даже они, как правило, были полезны только для систем ближнего действия.

Та же электроника, которая заставляла работать базовые радиосистемы, дала возможность производить очень точные измерения временной задержки и, следовательно, очень точные измерения расстояний. Проблема заключалась в том, чтобы знать, когда была инициирована передача. С радаром это было просто, так как передатчик и приемник обычно находились в одном месте. Измерение задержки между отправкой сигнала и получением эха позволило точно измерить дальность.

Для других целей, например для аэронавигации , приемник должен знать точное время передачи сигнала. Обычно это было невозможно с использованием современной электроники. Вместо этого две станции были синхронизированы с использованием одного из двух переданных сигналов в качестве триггера для второго сигнала после фиксированной задержки. Путем сравнения измеренной задержки между двумя сигналами и сравнения с известной задержкой было обнаружено, что положение самолета лежит вдоль изогнутой линии в пространстве. Если провести два таких измерения относительно удаленных друг от друга станций, полученные линии будут перекрываться в двух местах. Эти местоположения обычно находились достаточно далеко друг от друга, чтобы позволить обычным навигационным системам, таким как точный счет , исключить неправильное определение местоположения.

Первыми из этих гиперболических навигационных систем были британские Gee и Decca , за которыми следовали американские системы LORAN и LORAN-C . LORAN-C предлагал точную навигацию на расстояниях более 1000 километров (620 миль), и, обнаруживая «цепочки» станций по всему миру, они обеспечивали умеренно широкое покрытие.

Атомные часы [ править ]

Ключом к работе гиперболической системы было использование одного передатчика для передачи «главного» сигнала, который использовался «вторичными» в качестве триггера. Это ограничивало максимальный диапазон, в котором могла работать система. На очень короткие дистанции, десятки километров, пусковой сигнал может передаваться по проводам. На больших расстояниях более практична беспроводная сигнализация, но все такие системы имеют те или иные пределы дальности.

Возможна передача радиосигналов на очень большие расстояния с использованием длинноволновых методов (низких частот), что позволяет создать глобальную гиперболическую систему. Однако в этих диапазонах радиосигналы не распространяются по прямым линиям, а отражаются от различных областей над Землей, известных под общим названием ионосфера . На средних частотах это кажется "изгибом" или преломлением сигнала за горизонтом. На более низких частотах, VLF и ELF, сигнал будет отражаться от ионосферы и земли, позволяя сигналу преодолевать большие расстояния за несколько «скачков». Однако очень сложно синхронизировать несколько станций с использованием этих сигналов, поскольку они могут приниматься несколько раз с разных направлений в конце разных переходов.

Проблема синхронизации очень удаленных станций была решена с появлением в 1950-х годах атомных часов , которые стали коммерчески доступны в портативной форме к 1960-м годам. В зависимости от типа, например, рубидий , цезий , водород , часы имели точность порядка от 1 части из 10 ¹⁰ до более чем 1 часть из 10 ¹² или дрейф около 1 секунды за 30 миллионов лет. Это более точно, чем система синхронизации, используемая главной / вторичной станциями.

К этому времени системы Loran-C и Decca Navigator преобладали в ролях средней дальности, а системы ближнего действия хорошо обслуживались VOR и DME . Стоимость часов, отсутствие необходимости и ограниченная точность длинноволновой системы устраняют необходимость в такой системе для многих ролей.

Однако ВМС США явно нуждались в такой системе, поскольку они находились в процессе внедрения спутниковой навигационной системы TRANSIT . TRANSIT был разработан для измерения местоположения в любой точке планеты с достаточной точностью, чтобы служить ориентиром для инерциальной навигационной системы (ИНС). Периодические исправления переустанавливают ИНС, которая затем может использоваться для навигации в течение более длительных периодов времени и расстояний.

Часто считалось, что TRANSIT генерирует два возможных местоположения для любых данных измерений - по обе стороны от вычитания орбиты. Поскольку измерение представляет собой доплеровский сдвиг несущей частоты вращения Земли, достаточно, чтобы устранить разницу. Поверхность Земли на экваторе движется со скоростью 460 метров в секунду, или примерно 1000 миль в час.

OMEGA [ править ]

Омега была одобрена для разработки в 1968 году с восемью передатчиками и способностью достигать точности 4 мили (6,4 км) при определении местоположения. Каждая станция Омега передавала последовательность из трех сигналов очень низкой частоты (ОНЧ) (10,2 кГц, 13,6 кГц, 11,333 ... кГц в указанном порядке) плюс четвертую частоту, которая была уникальной для каждой из восьми станций. Длительность каждого импульса (в диапазоне от 0,9 до 1,2 секунды, с паузами 0,2 секунды между каждым импульсом) различалась по фиксированной схеме и повторялась каждые десять секунд; 10-секундный шаблон был общим для всех 8 станций и синхронизировался с фазовым углом несущей, который сам был синхронизирован с локальными главными атомными часами. Импульсы в каждой 10-секундной группе определялись первыми 8 буквами алфавита в публикациях Омеги того времени.

Огибающую отдельных импульсов можно использовать для определения внутренней синхронизации приемника в 10-секундном шаблоне. Однако именно фаза принимаемых сигналов в каждом импульсе использовалась для определения времени прохождения от передатчика к приемнику. Используя гиперболическую геометрию и принципы радионавигации, определение местоположения с точностью порядка 5–10 километров (3,1–6,2 мили) можно было осуществить по всему земному шару в любое время суток. Омега использовала методы гиперболической радионавигации, и цепь работала в ОНЧ-части спектра между 10 и 14 кГц.. Ближе к концу своего 26-летнего срока службы Omega превратилась в систему, используемую в основном гражданским сообществом. Принимая сигналы от трех станций, приемник Omega мог определять местоположение с точностью до 4 морских миль (7,4 км), используя принцип сравнения фаз сигналов. ^[1]

Станции Omega использовали очень большие антенны для передачи на очень низких частотах (VLF). Это связано с тем, что длина волны обратно пропорциональна частоте (длина волны в метрах = 299 792 458 / частота в Гц), а эффективность передатчика сильно снижается, если длина антенны меньше 1/4 длины волны. Они использовали заземленные или изолированные мачты с оттяжками с зонтичными антеннами или проволочные пролеты через долины и фьорды. Некоторые антенны Омега были самыми высокими сооружениями на континенте, где они стояли или все еще стоят.

Когда в 1971 году заработали шесть из восьми станций сети, повседневной работой управляла Береговая охрана США в партнерстве с Аргентиной , Норвегией, Либерией и Францией. Японская и австралийская станции заработали несколько лет спустя. Персонал береговой охраны эксплуатировал две станции в США: одну в Ламуре, Северная Дакота, а другую в Канеохе , Гавайи, на острове Оаху .

Благодаря успеху Глобальной системы позиционирования , использование Omega сократилось в 1990-х годах до такой степени, что затраты на эксплуатацию Omega уже не могли быть оправданы. «Омега» была окончательно закрыта 30 сентября 1997 года. Несколько башен вскоре были снесены.

Некоторые из станций, например, станция ЛаМур, сейчас используются для подводной связи .

Судебное дело [ править ]

В 1976 году Decca Navigator компании Лондона подали в суд на правительство США за патентных нарушений, утверждая , что система Omega была основана на предложенной ранее системы Decca , известной как DELRAC , Decca Long Range Area Coverage , ^[2] , которая была раскрыта в США в 1954 году. Decca процитировала оригинальные американские документы, показывающие, что система Omega первоначально называлась DELRAC / Omega . Decca выиграла дело и получила компенсацию в размере 44 000 000 долларов США. Decca ранее подала в суд на правительство США за предполагаемые нарушения патентных прав на LORAN Cв 1967 году. Decca выиграла дело, но, поскольку навигационная система была признана военной, США не возместили убытки. ^[1]

Станции OMEGA [ править ]

Всего было девять станций Омега; одновременно работали только восемь. Тринидад действовал до 1976 года и был заменен Либерией:

Передатчик Bratland Omega [ править ]

Передатчик Bratland Omega (станция A - 66.420833 ° N 13.150555 ° E ), расположенный недалеко от Альдры, был единственным европейским передатчиком Omega. Он использовал очень необычную антенну, которая состояла из нескольких проводов, натянутых над фьордом между двумя бетонными якорями на расстоянии 3500 метров (11500 футов) друг от друга, один на 66 ° 25′27 ″ с.ш., 013 ° 10′01 ″ в.д., а другой под 66 °. 24'53 "N 013 ° 05'19" в.д. . Один из блоков находился на материковой части Норвегии, другой - на острове Альдра . Антенну разобрали в 2002 году.66 ° 25′15 ″ с.ш. 13 ° 09′02 ″ в.д. /  / 66.420833; 13.150555 (Bratland Omega Transmitter Building)  / 66.42417°N 13.16694°E / 66.42417; 13.16694 (Bratland Omega Transmitter, Anchor Point East)  / 66.41472°N 13.08861°E / 66.41472; 13.08861 (Bratland Omega Transmitter, Anchor Point West)

Передатчик Trinidad Omega [ править ]

Передатчик Trinidad Omega (станция B до 1976 г., замененная станцией в Пейнсвилле, Либерия), расположенный в Тринидаде ( 10,69938 ° N 61,638708 ° W ), использовал в качестве антенны пролет над долиной. Строения на участке сохранились. 26 апреля 1988 года здание, в котором размещались передатчики омега, было разрушено взрывом, вызванным лесным пожаром, в результате которого возникла взрывчатка. В результате взрыва погибли шесть человек.10°41′58″N 61°38′19″W /  / 10.69938; -61.638708

26 апреля 1988 г. лесной пожар в окрестностях лагеря Омега, Чагуарамас, быстро перекинулся на находящийся поблизости бункер оружия и боеприпасов лагеря Омега, что привело к взрыву. При попытке взять ситуацию под контроль погибли четыре пожарных и двое солдат. В результате взрыва несколько сотрудников национальной безопасности получили ранения. Этот взрыв был зарегистрирован по шкале Рихтера, и части бункера были обнаружены в сотнях метров от эпицентра. Правительство Республики Тринидад и Тобаго ежегодно отмечает 26 апреля Днем памяти погибших сотрудников службы национальной безопасности.

Передатчик Paynesville Omega [ править ]

Передатчик Paynesville Omega (станция B - 06 ° 18′20 ″ с.ш., 010 ° 39′44 ″ з.д. ) был открыт в 1976 году и использовал зонтичную антенну, установленную на 417-метровой стальной решетке с заземленной мачтой с оттяжками . Это было самое высокое сооружение, когда-либо построенное в Африке. Станция была передана правительству Либерии после остановки навигационной системы Omega 30 сентября 1997 года. Доступ к вышке был неограниченным, и на заброшенную мачту можно было подняться до тех пор, пока она не была снесена 10 мая 2011 года. передатчик будет использоваться для строительства современного рыночного комплекса, который предоставит дополнительные места для местных торговцев и уменьшит скопление на Рынке красных фонарей Пейнсвилля, крупнейшем продовольственном рынке Либерии. ^[3]  / 6.30556°N 10.66222°W / 6.30556; -10.66222

Передатчик Kaneohe Omega [ править ]

Передатчик Kaneohe Omega (станция C - 21,404700 ° N 157,830822 ° W ) была одной из двух станций, эксплуатируемых USCG. Он был открыт в 1943 году как УНЧ-передатчик для подводной связи. Антенна находилась в пролете над долиной Хайку . В конце шестидесятых его переоборудовали в передатчик OMEGA.21°24′17″N 157°49′51″W /  / 21.404700; -157.830822

Передатчик La Moure Omega [ править ]

Передатчик La Moure Omega (станция D), расположенный недалеко от Ла-Мура, Северная Дакота , США, на 46.365944 ° N 98.335617 ° W ) был другой станцией, управляемой USCG. В качестве антенны он использовал изолированную от земли мачту с оттяжками высотой 365,25 метра . После закрытия OMEGA станция превратилась в NRTF LaMoure . УНЧ подводного сайт коммуникации.46°21′57″N 98°20′08″W /  / 46.365944; -98.335617

Передатчик Chabrier Omega [ править ]

Передатчик Chabrier Omega (станция E) возле Chabrier на острове Реюньон в Индийском океане на 20 ° 58′27 ″ ю.ш. 55 ° 17′24 ″ в.д. использовал зонтичную антенну, установленную на 428-метровой заземленной мачте с оттяжками . 14 апреля 1999 г. мачта была разрушена взрывчаткой.  / 20.97417°S 55.29000°E / -20.97417; 55.29000

Передатчик Trelew Omega [ править ]

Станция F, Трелью, Аргентина. Снесен в 1998 году.

Передатчик Woodside Omega [ править ]

Станция G, недалеко от Вудсайда, Виктория, Австралия. Прекращена передача сигналов Omega в 1997 году, она стала башней подводной связи и была снесена в 2015 году.

Башня Омега, Цусима [ править ]

Передатчик Shushi -Wan Omega (станция H), расположенный недалеко от Шуши-Ван на острове Цусима на 34 ° 36′53 ″ N 129 ° 27′13 ″ E, использовал в качестве антенны трубчатую стальную мачту высотой 389 метров, изолированную от земли. Эта мачта, построенная в 1973 году и являвшаяся самым высоким сооружением в Японии (и, возможно, самой высокой трубчатой ​​стальной мачтой из когда-либо построенных), была демонтирована в 1998 году с помощью крана. На его бывшем месте был построен мемориал высотой около 8 метров, состоящий из основания мачты (без изолятора) и сегмента. На месте бывшего здания спирали теперь есть детская площадка.  / 34.61472°N 129.45361°E / 34.61472; 129.45361

Место проведения испытаний OMEGA [ править ]

Помимо девяти действующих башен Омега, башня в Форестпорте, штат Нью-Йорк, использовалась для ранних испытаний системы.

Башня Лесного порта [ править ]

Культурное значение [ править ]

Башни некоторых OMEGA-станций были самыми высокими сооружениями в стране, а иногда и на континенте, где они стояли. В немецком научно-фантастическом романе «Дер Комет» ( http://www.averdo.de/produkt/72105959/lutz-harald-der-komet/ ) большая комета, которая угрожает столкнуться с Землей, защищена от технология, разработанная в Зоне 51 на территории заброшенного участка передачи OMEGA Paynesville в Либерии, для которого она обеспечивает необходимое низкочастотное электромагнитное поле.

Финал второго сезона « Настоящего детектива» называется «Станция Омега».

См. Также [ править ]

• Alpha , российский аналог навигационной системы Omega, все еще используется с 2006 года ^[update].
• Decca Navigator Decca ранее предложила систему, известную как Delrac , на которой впоследствии была основана Omega. ^[1]
• LORAN , низкочастотная наземная радионавигационная система, все еще используется (операции в США и Канаде прекращены в 2010 году).
• ЧАЙКА , российский аналог ЛОРАНА
• ШОРАН
• Гобой (навигация)
• GH (навигация)
• GEE (навигация)

Библиография [ править ]

• Скотт, Р. Е. 1969. Изучение и оценка навигационной системы Омега для трансокеанской навигации гражданской авиацией . FAARD-69-39.
• Аше, Джордж П. USCG 1972. Омега-система глобальной навигации. Международный гидрографический обзор 50 (1): 87–99.
• Тернер, Николас. 1973. Омега: документальный анализ. Австралийский журнал международных отношений : 291–305.
• Пирс, JA 1974. Омега: факты, надежды и мечты . Кембридж Массачусетс: Отдел инженерии и прикладной физики Гарвардского университета.
• Уилкс, Оуэн, Нильс Петтер Гледич и Ингвар Ботнен. 1987. Loran-C и Omega: исследование военного значения радионавигационных средств . Осло; Оксфорд; Нью-Йорк: Издательство Норвежского университета / Издательство Оксфордского университета. ISBN  82-00-07703-9
• Гиббс, Грэм. 1997. Объединение продукта и глобального рынка: история успеха канадской компании Marconi . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN 1-56347-225-2 ; ISBN 978-1-56347-225-1 [Пример коммерческого развития навигационной системы Omega]  

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• СМИ, связанные с навигационной системой Omega, на Викискладе?
• Система навигации Omega (1969) - Учебный фильм USN
• オ メ ガ 鉄 塔 建設 工事 の 記録 （«Отчет о строительстве башни Цусима Омега»), японский язык, 1974 г.
• http://www.jproc.ca/hyperbolic/omega.html
• LF Utility Stations 10-100 кГц (разработано ZL4ALI)
• Фотографии бывшей станции OMEGA-Station La Moure
• Фотоистория станции Haiku Omega
• Виды на все восемь станций Omega