Decca
Decca bija hiperboliskā radionavigācijas sistēma, kas ļāva kuģiem un lidaparātiem noteikt to atrašanās vietu, izmantojot radio signālus no šim nolūkam īpaši paredzētu stacionāru radio raidītāju sistēmas. Atšķirībā no tādām sistēmām kā Gee un LORAN, kurās mērīja laika starpību, ar kādu tika uztverti impulsi, Decca salīdzināja zemas frekvences (no 70 līdz 129 kHz) signālu pāra fāžu nobīdi. Tas atviegloja uztvērēju konstruēšanu izmantojot 1940. gadu elektroniku, kā arī vienkāršoja to izmantošanu, ļaujot tieši nolasīt Decca atrašanās vietas koordinātas. Atkrita vajadzība pēc izmantošanā sarežģītās elektronstaru lampas un augsti kvalificētiem operatoriem.
Sistēmu ieviesa un attīstīja Apvienotās Karalistes uzņēmums Decca Radar. To pirmo reizi izmantoja Karaliskā Jūras kara flote, Otrā pasaules kara laikā attīrot mīnu laukus D-dienas desantam. Sabiedroto spēkiem vajadzēja precīzu sistēmu, par kuru nezinātu vācieši un kura tādējādi būtu brīva no traucēšanas. Pēc kara sistēmu atslepenoja un Decca uzņēmums to sāka attīstīt jau komerciāliem nolūkiem. Decca sistēmu sākotnēji varēja izmantot Apvienotās Karalistes piekrastē, bet vēlāk daudzās vietās pasaulē. Savas popularitātes virsotnē tajā bija apmēram 180 raidošās stacijas, kuras strādāja ķēdītēs. Katrā no ķēdītēm bija trīs vai četri raidītāji un tās ļāva noteikt uztvērēju atrašanās vietas, elektroniski parādot uz kartes līnijas, kuras savstarpēji krustojās. Decca pamatā izmantoja kuģu navigācijai piekrastes ūdeņos, jo sistēma piedāvāja daudz augstāku precizitāti par konkurējošo Loran sistēmu. Lielākie pēckara lietotāji bija zvejas kuģi, bet to izmantoja arī dažos lidaparātos, tajā skaitā vienā no pirmajiem (1949. gadā) slīdošās kartes displeju pielietojumiem. Sistēmu plaši pielietoja Ziemeļjūrā, tajā skaitā helikopteros, kuri apkalpoja naftas platformas.
Daudz precīzākās Loran C sistēmas atvēršana civilai izmantošanai 1974. gadā radīja Decca sīvu konkurenci, tomēr tā pa šo laiku bija iekarojusi savu vietu tirgū un turpināja tikt izmantota līdz 2000. gadiem. Galu galā 2000. gados Decca, kopā ar Loran un citām līdzīgām sistēmām, tika nomainīta pret GPS, kad šo pavadoņnavigācijas sistēmu atvēra publiskai lietošanai.
Darbības princips
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]
| Krāsa | Vadāmās harmonika | Vadāmās reizinātājs | Vadošās harmonika | Vadošās reizinātājs | Kopējā frekvence |
|---|---|---|---|---|---|
| Violetā | 5 fb | ×6 | 6 fb | ×5 | 30 fb |
| Sarkanā | 8 fb | ×3 | 6 fb | ×4 | 24 fb |
| Zaļā | 9 fb | ×2 | 6 fb | ×3 | 18 fb |
Pēc virziena radiobākām noteiktās kuģa vietas precizitāte samazinājās pieaugot attālumam līdz radiobākām, bet cirkulāro radiobāku darbības rādiuss nebija visai liels. Tādēļ lielāku popularitāti uz kuģiem ieguva dažādas radionavigācijas sistēmas, no kurām viena no vecākajām bija Decca.
Radionavigācijas sistēma Decca bija fāžu sistēma, kuras uztvērējs mērīja pienākošo radioviļņu fāžu starpību. Decca sastāvēja no vienas vadošās un divām vai trijām vadāmajām stacijām, kuras kopā sauca par ķēdīti. Vienas ķēdītes stacijas strādāja ar noteiktu bāzes frekvenci fb. Katra no stacijām raidīja savā frekvencē, kura bija noteikts bāzes frekvences reizinājums ar 6, 5, 8 un 9:
| Stacija | Harmonika | Frekvence (kHz) |
|---|---|---|
| Vadošā | 6 fb | 85.000 |
| Violetā | 5 fb | 70.833 |
| Sarkanā | 8 fb | 113.333 |
| Zaļā | 9 fb | 127.500 |
Decca uztvērējs sareizināja no vadošās un katras vadāmās stacijas saņemtos signālus ar dažādiem lielumiem, lai katrs vadošās/vadāmās stacijas pāris fāžu salīdzinātājā nonāktu vienā, kopējā frekvencē (mazākajā kopīgajā dalāmajā).
Līniju, kas savienoja divas stacijas (pāri — vadošo un vienu vadāmo), sauca par bāzi, bet bāzes vidū novilktu perpendikulu par normāli. Uz normāles radioviļņi no abām stacijām fāžu salīdzinātājā pienāca vienādā fāzē un fazometrs uzrādījea fāžu starpību nulle.
Ja abas viena pāra stacijas raidītu viena garuma λ, tātad arī vienas frekvences, radioviļņus, vietas, kurās katras stacijas vilnis ir kādā noteiktā fāzē, norādītu koncentriski apļi ap šīm stacijām. Īstenībā viena pāra abas stacijas raidīja dažādās frekvencēs, bet to raidītais signāls pēc frekvenču reizinātāja jeb pirms fāžu salīdzinātāja bija pārveidots vienā, kopīgā frekvencē. Uz normāles abu staciju viļņi fāžu salīdzinātājā pienāca vienādā fāzē, tātad fāžu starpība Δφ=0.
Sameklējot normālei tuvākos punktus, kuros atkal krustojās abu staciju radioviļņu noteiktās fāzes koncentriskie riņķi, un savienojot šos punktus ar līnijām, ieguva līnijas, uz kurām radioviļņi no abām stacijām pienāca ar vienādu fāžu starpību, šajā gadījumā nulli. Šādā veidā varēja iegūt daudzas līnijas abās pusēs normālei. Šīs līnijas bija fāžu starpības izolīnijas un pēc savas formas tās bija hiperbolas, tādēļ bieži šādas radionavigācijas sistēmas sauca par hiperboliskajām. Starp nulles hiperbolām fāžu starpība mainījās no 0 līdz 2π un šo starpu sauca par celiņu. Katrā celiņā atkārtojās fāžu starpības lielumi, tātad arī fazometra rādījumi. Fāžu starpības izolīnijas bāzes līniju krustoja divas reizes biežāk nekā koncentriskie riņķi ar noteikto fāzi. Respektīvi uz bāzes līnijas celiņa platums bija puse no viļņa garuma. Tuvojoties kādai no stacijām hiperbolas aizvien vairāk izliecās un tālāk no bāzes līnijas attālums starp hiperbolām pieauga. Ja viļņa garums λ=700 m, celiņa platums uz bāzes līnijas bija tikai 350 m, tātad ik pēc 350 m atkārtojās fazometra rādījumi, radot tā saucamo daudznozīmību un praktiski par kuģa atrašanās vietu nevarēja būt pārliecības.
Lai novērstu daudznozīmību, sistēmā bija paredzēti divu pakāpju platāki celiņi, kurus ieguva katru minūti vai pat līdz trīs reizēm minūtē pārtraucot raidīt savā pamata augstajā frekvencē un raidot zemajā bāzes frekvencē fb. Šādi katram staciju pārim radās līdz desmit plato celiņu, kurus sauca par zonām un apzīmēja ar latīņu burtiem no A līdz J.
Katrā ķēdītē, katrai stacijai bija savs burta apzīmējums (vadošā — A, vadāmās — B, C, D) un katram staciju pārim tika piešķirts savs krāsu apzīmējums, kādā bija iekrāsoti kuģa uztvērējaparatūras fazometri un kādā bija attiecīgā staciju pāra izolīniju tīkliņš uz kartes. Staciju pāris A — B bija iekrāsots sarkanā krāsā, pāris A — C zaļā krāsā un pāris A — D violetā krāsā. Katram staciju pārim zona dalījās vairākos starpceliņos: sarkanajam pārim 24 (numerācija no 0 līdz 24), zaļajam pārim 18 (numerācija no 30 līdz 48) un violetajam pārim 30 (numerācija no 50 līdz 80). Tātad pat sajaucot krāsas atkrita kļūdīšanās iespēja. Katrā starpceliņā jeb vienkārši celiņā uz fazometriem varēja nolasīt 100 hiperbolas no 0 līdz 99.
Kuģa uztvērējaparatūrai (indikatoram) bija četri fazometri: trīs no tiem norādīja zonu, celiņu un hiperbolu attiecīgi katram staciju pārim, bet ceturtais fazometrs bija domāts trīs pirmo fazometru pareizai noregulēšanai (daudznozīmības novēršanai). Ceturtajam fazometram bija sektors (1/6 no apļa) pret kuru nostājās attiecīgo celiņu cipari un pēc tā nostādīja pārējo fazometru rādītājus. Zona bija pietiekami plata, lai tās indeksu būtu iespējams iestatīt, vadoties no lagrēķina vietas.
Decca sistēma bija samērā izplatīta un tā darbojās praktiski visā Rietumeiropā, arī Ziemeļamerikā, pie Āfrikas un Japānas krastiem. Datus par staciju darba frekvencēm, atsevišķu ķēdīšu izvietojumu un šo ķēdīšu darbības rajonu, kā arī aptuvenās robežas, kurās ieteicams izmantot vienu vai otru ķēdīti varēja iegūt no britu admiralitātes radio signālu sarakstiem (Admiralty List of Radio Signals, ALRS), krievu navigācijas aprīkojuma radiotehnisko līdzekļu grāmatām (Радиотехнические средства навигационного оборудования, PTCHO) un citur.[1]
Kuģa vietas noteikšana
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]
Lai varētu noteikt kuģa vietu ar radionavigācijas sistēmu Decca, uz kuģa bija jābūt gan Decca uztvērējindikatoram, gan attiecīgajai radionavigācijas kartei ar Decca izolīniju tīkliņu. Lagrēķinu varēja vest tieši uz Decca kartes, jo tas stipri atviegloja darbu. Tomēr praksē radionavigācijas kartes bieži atstāja bez korektūras. Šādā gadījumā nosacījumi prasīja, lai lagrēķins tiktu vests uz pārgājiena kartes, bet uz Decca kartes noteikto kuģa vietu pēc koordinātām pārnesa uz pārgājiena kartes.
Lai noteiktu kuģa vietu, vispirms ieslēdza Decca uztvērējindikatoru uz vajadzīgā frekvences parametra, ko noteica no kartes. Pēc tam likvidēja daudznozīmību ar kādu no paņēmieniem. Ja bija pieejama droša lagrēķina vieta vai kuģa vieta bija noteikta ar kādu citu drošu paņēmienu, no kartes nolasīja katra staciju pāra zonas indeksu, kā arī celiņa numuru un uzstādīja tos uz fazometriem. Zonu un celiņu varēja noteikt arī pēc ceturtā fazometra. Modernajos indikatoros daudznozīmības likvidēšana notika automātiski. Pēc daudznozīmības likvidēšanas nolasīja fazometru rādījumus: zonu, celiņu un hiperbolu. Parasti uz kartes nemaz nevarēja atlikt hiperbolu ar tik lielu precizitāti, tāpēc praksē mērījumus noapaļoja līdz desmitiem. Pēc tam fiksēja kuģa laiku un lagas nolasījumu. Uz kartes, ja bija pietiekami biezs izolīniju tīkliņs, vajadzīgos izolīniju fragmentus varēja atlikt vienkārši ar roku pēc acumēra. Savukārt, ja attālums uz kartes starp hiperbolām bija liels, izmantoja interpolācijas lineālu vai arī jebkādu citu lineālu.[2]
Precizitāte
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]Radionavigācijas sistēma Decca darbojās līdz 300 — 500 jūras jūdžu attālumā. Kā jebkurai observācijai, tās precizitāte bija lielā mērā atkarīga no izolīniju vai pozīciju līniju krustošanās leņķa, jo tas bija tuvāks 90°, jo observācija precīzāka. Pie attāluma virs 240 jūras jūdzēm no vadošās stacijas, pozīciju līnijas krustojās zem ļoti šaura leņķa, tādēļ šādā attālumā izmantot sistēmu jau nebija lietderīgi. Tāpat nebija ieteicams izmantot sistēmu tuvāk par 5 km no kādas ķēdītes stacijas. Kuģojot stāvu un klinšainu krastu tuvumā, kā arī naktī (nakts efekta dēļ), bija iespējami dažādi izkropļojumi signālos, kas, savukārt, izsauca kļūdas hiperbolas noteikšanā un daudznozīmības likvidēšanā.
Tiek uzskatīts, ka radionavigācijas sistēmas Decca observētās vietas precizitāte bija:
- 50 jūras jūdžu attālumā no vadošās stacijas ±0,5 kabeļtauvas;[3]
- 100 jūras jūdžu attālumā no vadošās stacijas ±1 kabeļtauva dienā un ±2 kabeļtauvas naktī;
- 200 jūras jūdžu attālumā no vadošās stacijas ±2 kabeļtauvas dienā un ±5 kabeļtauvas naktī;
- maksimālā attālumā pie nelabvēlīgiem apstākļiem līdz ±1 jūras jūdzei.[4]
Atsauces
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]- ↑ Ozoliņš V. Navigācija un locija III Latvijas Jūras akadēmijas Jūrskolas Salacgrīvas filiāle 1995. 141., 142. lpp.
- ↑ Ozoliņš V. Navigācija un locija III Latvijas Jūras akadēmijas Jūrskolas Salacgrīvas filiāle 1995. 144. lpp.
- ↑ Desmitā daļa no jūras jūdzes jeb 185,2 metri.
- ↑ Ozoliņš V. Navigācija un locija III Latvijas Jūras akadēmijas Jūrskolas Salacgrīvas filiāle 1995. 145. lpp.