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LORAN

LORAN steht für LOng RANge Navigationssystem. Es ist ein Navigationssystem mit großem Sortiment und gehört ebenso dazu KONSOLE, OMEGA und DECCA bis zum hyperbolische Navigationssysteme.

LORAN verwendet Niederfrequenz Signale auf a Trägerwelle ab 100 kHz.Die Reichweite des Systems beträgt ca. 800 nautische Meile für Signale, die parallel zur Erdoberfläche verlaufen (die sog Bodenwelle) und 2500 Seemeilen für Signale, die von der Ionosphäre (die sogenannte Himmelswelle). Das System hat eine Genauigkeit von 40 bis 400 Meter.

Operation

Das System besteht aus Gruppen von Sendestationen: den sogenannten Ketten. Jede Kette besteht aus a Hauptstation und mindestens zwei (sekundäre) Slave-Stationen, normalerweise drei oder mehr. Empfänger können ihre Position anhand der Zeitunterschiede zwischen den empfangenen Radiowellen einer Nebenstation und der Hauptstation. Der Zeitunterschied liefert hyperbolischPositionslinien ein (jeder Punkt auf einer Linie hat den gleichen Zeitunterschied). Das System wird daher auch als hyperbolisches System bezeichnet.

  • LORAN basiert auf zwei Stationen

  • LORAN basiert auf drei Stationen

Das erste Bild zeigt die hyperbolischen Linien zwischen zwei Stationen. Das zweite Bild zeigt das Muster, das 3 Stationen liefern. Die Position kann wie bei über die Schnittpunkte der Linien bestimmt werden Geographisches Positionierungs System. Ungenauigkeiten entstehen an den Stellen in der Nähe der Zentrale, weil eine Linie mehrfach von einer anderen Linie überquert werden kann, wodurch 2 oder mehr mögliche Positionen entstehen. Dies kann durch die Verwendung einer vierten Station gelöst werden.

Die von den Nebenstationen gesendeten Signale werden mit der Hauptstation synchronisiert, indem a Atomuhr oder indem Sie das Signal von der Hauptstation verwenden. Das Signal einer Nebenstation wird von der Hauptstation um einen festen Zeitunterschied verzögert gesendet. Dies geschieht, damit das Signal einer sekundären Station nicht das Signal einer anderen Station (innerhalb des Abdeckungsbereichs) überlappt. Das Prinzip des Systems ist sehr einfach, aber um aus den Zeitunterschieden einen Standort abzuleiten, wird ein Rechner benötigt, der die genauen Standorte der Stationen und den Sendezeitpunkt der Nebenstationen in Bezug auf die Zentrale hat. Um die Position so genau wie möglich zu bestimmen, Tag und Nacht, Wetter und andere Eigenschaften des Atmosphäre das kann die Signale beeinflussen.

Entwicklung von LORAN-C

sehen Loran-C für den Hauptartikel zu diesem Thema.

LORAN-C wurde ursprünglich in den 1950er Jahren als US-Militärsystem entwickelt, abgeleitet vom weniger erfolgreichen LORAN-A. Die USA haben weltweit etwa 10 Ketten installiert. Die militärische Nutzung von LORAN-C ging mit der Einführung von Geographisches Positionierungs System (1990-1993). Das Management der Ketten wurde inzwischen von Dritten übernommen, sodass das System nun im zivilen Einsatz ist. weil Geographisches Positionierungs System auch für zivile Zwecke genutzt werden kann, hat das LORAN-System nicht mehr viele Nutzer.

Die TU Delft hat ein Loran-C-basiertes DGPS-System (Differential GPS) namens Eurofix entwickelt. Dieses System ist serienreif und getestet zusammen mit CHAYKA, der russischen Version von LORAN-C.

Saudi-Arabien baut seit 2005 das Eurofix ähnliche Saudi Positioning System (SPS).

LORAN-A

Der Vorläufer von LORAN-C war LORAN-A, entwickelt während der Tijdens Zweiter Weltkrieg auf der Massachusetts Institute of Technology (MIT). Dieses System verwendet eine höhere Frequenz und war weniger genau als LORAN-C. Die Reichweite von LORAN-A lag bei etwa 600NM.

E-LORAN

(Everbessert LOng RAnge Neinavigation), ist eine modernisierte, stark verbesserte Version von LORAN-C.E-Loran ist ein Niederfrequenz- oder LF-System, das terrestrische Basisstationen verwendet, um Benutzern eine genaue Positionierung, Navigation, zeitliche Koordinierung- und Termine Dienstleistungen. E-Loran erfüllt zudem eine Reihe internationaler Standards und arbeitet völlig unabhängig von den Geographisches Positionierungs System, GLONASS, Galilei oder möglicherweise Zukunft Globale Satellitennavigationssysteme (GNSS).

Obwohl E-Loran weniger genau ist als das GPS-System, ist das System ziemlich genau. In Bezug auf Verfügbarkeit, Integrität, Kontinuität und die erforderliche Abdeckung für 8 - 20 m HEA("Harbour Entrance Approach" oder die Anfahrt bei der Einfahrt in den Hafen)- Leistungsanforderungen zu erfüllen, übertrifft das E-Loran-System die des GPS-Systems. E-Loran-Empfänger verwenden Signale von allen Sendern in Reichweite. So werden nicht nur die Signale eines GRI (Group Repetition Interval), sondern alle Zeitsignale und sonstige Daten von maximal 40 Stationen verarbeitet. Dank dieser Verbesserung gilt das System als geeigneter Ersatz für das GPS.

Komposition

Der Kern des E-Loran-Systems besteht aus modernisierten Kontrollzentren, Sendestationen und Überwachungsstationen. E-Loran-Sendungen werden mit einem erkennbaren und zertifizierten koordinierte Weltzeit, also mit einer Methode, die völlig unabhängig von GNSS funktioniert. Dadurch können die Empfänger Signale von den beiden Systemen empfangen.

  • Sendestationen

Alle E-Loran-Sender verfügen über eine unbegrenzte Stromversorgung, um sicherzustellen, dass das übertragene Signal nicht unterbrochen oder verzerrt wird.Die Steuerungen führen kontinuierlich Phasenkorrekturen durch.

Fällt ein E-Loran-Sender aus dem Toleranzbereich, wird er sofort aus der Luft genommen. Dies verhindert, dass die Empfänger ihre Signale weiterverwenden Loran-C blinkt zeigt an, dass eine Sendestation einen Test durchläuft und vorübergehend außer Betrieb ist. [Quelle?]

  • Kontrollzentren

Das E-Loran-Sendestationen sind unbemannt. In den Leitstellen ist genügend Personal vorhanden, um auf Ausfälle schnell reagieren zu können und hohe Anforderungen an Kontinuität und Verfügbarkeit zu erfüllen.Die Wartungsarbeiten werden sorgfältig geplant, um die Auswirkungen auf die Benutzer zu minimieren. [Quelle?]

  • Überwachungsstationen

Die Überwachungsstationen stellten die Integrität des Systems sicher und Echtzeitinformationen zu den Kontrollzentren. Bei Abweichungen vom Signal werden die Benutzer sofort gewarnt. Bestimmte Überwachungsstationen werden als Referenzstationen verwendet, um die Datenkanalnachrichten zu generieren. Ausgewählte Überwachungsstationen verfügen außerdem über mindestens eine hochpräzise Uhr zur Synchronisierung mit koordinierte Weltzeit und Bestimmen jeglicher Zeitkorrekturen für die Benutzer.

Arbeitsprinzip

Der Hauptunterschied zwischen E-Loran und einem traditionellen Loran-C besteht darin, dass dem Sendesignal ein Datenkanal hinzugefügt wird. [Quelle?] Dieser Datenkanal übermittelt dem Empfänger Korrekturen, Warnungen und Informationen bezüglich der Integrität des Signals. Damit erfüllt E-Loran die strengen Anforderungen, damit Schiffe bei schlechter Sicht sicher in den Häfen fahren können.

E-Loran-Signal

Die übermittelten Daten werden nicht immer für alle Bewerbungen benötigt, sondern müssen mindestens folgende Daten enthalten:

  • Identität der Sendestation
  • Almanach der verschiedenen Überwachungsstationen
  • absolute Zeit basierend auf koordinierte Weltzeit
  • Ausgleich zwischen E-Loran-Systemzeit und koordinierte Weltzeit
  • Warnungen vor anormalen Funkprorogationen (Weltraumwellen)
  • Signalfehlerwarnungen zur Maximierung der Systemintegrität
  • Nachrichten, die es den Benutzern ermöglichen, die E-Loran-Sendungen zu beobachten
  • differentielle Loran-Korrekturen, um die Timing-Genauigkeit für die Marinebenutzer zu maximieren
  • Differential GNSS-Korrekturen

Externe Links