Decca navigasjonssystem

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Decca Navigator Mk 12.

Decca navigasjonssystem var et lavfrekvens radio-navigasjonssystem som først ble benyttet av de allierte under annen verdenskrig særlig for å være på riktig sted ved landganger.

Som med Loran ble Decca vanligst brukt av kystfiskeflåten og skipstrafikken i kystfarvann. Systemet er også blitt benyttet av fly og av helikoptertrafikken til oljeinstallasjonene i Nordsjøen. Decca var hovednavigasjonssystemet for Sea King redningshelikoptrene før GPS kom inn i bildet.

Omega navigasjonssystem er et tilsvarende system med enda lavere radiofrekvens/lengre bølgelengde/større rekkevidde og var i større grad beregnet for ubåter.

Systemet hadde en tidlig versjon av bevegelig kartsystem på skjerm.

Systemet ble avløst av GPS. Decca sendersystemet har ikke vært i drift siden våren 2000.

Virkemåte[rediger | rediger kilde]

Oversikt[rediger | rediger kilde]

Decca Navigasjonssystemets virkningsmåte.

Faseforskyvningen mellom signalene mottatt fra Decca-senderene A (Master) og B (Slave) er den samme langs hyperbelformede kurver på et sjøkart, der senderne er brennpunkter i hyperbelen.

Sendernettverkene til Deccasystemet besto av et antall sendere på land, organisert i kjeder. Hver kjede hadde sin Master-sender og vanligvis tre (noen ganger to) Slave-sendere, med betegnelsen Rød, Grønn og Rosa. Ideelt sett skulle hver slavesender plasseres i hvert sitt hjørne av en likesidet trekant med Master i midten. Avstanden mellom Master og Slave kunne gjerne være 60 – 120 nautiske mil.

Med forskjellige hyperbelformede linjer i tilsvarende farger, rød, grønn og rosa på sjøkartene, kunne verdiene av faseforskyvning avleses på Deccamottakeren og følges på kartet. Den beste posisjonsbestemmelsen ble der hyperbellinjene krysset hverandre mest mulig nær rett vinkel.

Virkemåte i detalj[rediger | rediger kilde]

Når to stasjoner sender på samme radiofrekvens er det umulig for en mottaker å skille mellom dem, så for å registrere faseforskyvning og forskjellen på senderne i en kjede, sendte de på forskjellige harmoniske frekvenser av en annen frekvens med fasesynkronisering av denne frekvensen fra senderne.

Stasjon Harmonisk Frekvens (kHz)
Master 6f 85 000
Rosa Slave 5f 70 833
Rød Slave 8f 113 333
Grønn Slave 9f 127 500

Disse frekvensene er hentet fra kjede 5B, kjent som den Engelske kjeden. Alle kjedene i systemet benyttet frekvenser mellom 70 og 129 kHz.

Deccamottakerne multipliserte frekvensene fra de enkelte senderne for å få forskjellige signaler med samme frekvens (minste felles multiplum).

Sender Slave Harmonisk Slave Multiplikator Master Harmonisk Master Multiplikator Felles Frekvens
Rosa 5f 6 6f 5 30f
Rød 8f 3 6f 4 24f
Grønn 9f 2 6f 3 18f

Hyperblene som bestemte posisjonen ble dannet av faseforskjellen i fellesfrekvensen. Mellomrommet mellom to hyperbler ble kalt en "lane". Siden bølgelengden av fellesfrekvensen var liten sammenlignet med avstanden mellom Master og Slave-stasjonen, var det mange mulige posisjoner for hver mulige faseforskjell, så det var nødvendig med flere metoder for å bestemme posisjonen.

Andre mottakere benyttet frekvensdividering ned til grunnfrekvensen for å sammenlikne faseforskjellene. Dette ble oftere benyttet i fly.

Laner og soner[rediger | rediger kilde]

Tidlige Deccamottakere var utstyrt med tre runde instrumenter, "Deccametere", som hver målte faseforskjellen mellom en master og en slave. En viser viste på en omgang hvor i den enkelte lane mottakeren var. En annen viser viste antallet omdreininger av den første viseren. Var utgangspunktet for en tilbakelagt strekning kjent, var det hele tiden mulig å fastslå nøyaktig hvor mottakeren var.

På kartene ble mange "laner" gruppert i soner, med 18 grønne, 24 røde og 30 rosa i hver sone. Lane- og sonebredder i kjede 5B, der de var smalest, vises i tabellen nedenfor.

Lane eller sone Smaleste bredde
Rosa lane 352.1 m
Rød lane 440.1 m
Grønn lane 586.8 m
Sonebredde 10563 m

Lanene ble nummerert 0 til 23 for de røde, 30 til 47 for grønne og 50 til 79 for rosa. Sonene ble betegnet fra A til J. En Decca-posisjon kunne skrives: Rød I 16,30; Grønn D 35,80.

Mer moderne mottakere kunne gi posisjonen direkte i lengde og breddegrader.

Rekkevidde og nøyaktighet[rediger | rediger kilde]

Rekkevidden i dagslys kom opp mot 400 nautiske mil, men under nattemørke kunne dette reduseres til 200 Nm. Disse avstandene kunne variere med forholdene for spredning av radiobølgene.

Nøyaktigheten var avhengig av:

  • bredden på den aktuelle lane.
  • vinkelen mellom de hyperbolske stedslinjene.
  • instrumentfeil
  • atmosfæriske radiorefleksjoner

I dagslys kunne feilen variere fra endel meter i kjedens sentrale område, opp til én nautisk mil i utkanten. Ved uhell kunne posisjonen bli en lane-bredde feil uten at navigatøren var klar over det.

Når vi er vant med nøyaktigheten til satellittnavigasjon, spesielt med bruk av korreksjonssendere, virker nøyaktigheten til Deccasystemet ganske dårlig. Da Deccasystemet var den beste tilgjengelige og muligens den eneste navigasjonsmuligheten for mange sjøfarende var det til stor nytte for mange. Siden behovet for nøyaktig navigasjon er mindre til havs, spilte den reduserte nøyaktigheten liten rolle.

Historien[rediger | rediger kilde]

Opprinnelsen[rediger | rediger kilde]

William J. O'Brien, en amerikansk ingeniør, fikk tuberkulose i 1936 og fikk et avbrudd i karrieren på to år. I denne tiden fikk han ideen om å fastsette posisjon etter faseforskyvning i radiobølger som sendes uten avbrudd.

Han antok at det mest aktuelle markedet var for fly, så det ble foretatt forsøk i California i 1938. Da han la frem tankene for den amerikanske hær og marine, ble systemet vurdert som altfor komplisert.

O’Brien hadde en venn, Harvey F. Schwarz, som var sjefsingeniør i plateselskapet Decca Records i England. I 1939 sendte O'Brien beskrivelse av systemet for å legge det frem for britiske militære myndigheter.

Først så Schwartz over saken uten å følge den opp, men i oktober 1941 fattet "British Admirality Signal Establishment (ASE)" interesse for systemet. O’Brien reiste til England og det ble foretatt forsøk både i den Engelske kanal og i Irskesjøen som begge var vellykkede.

Før landgangen i Normandie ble minesveipere utstyrt med enkle mottakere for med stor presisjon å fjerne miner utenfor kysten av Frankrike.

Utbygging[rediger | rediger kilde]

Etter slutten av annen verdenskrig ble "Decca Navigator Co. Ltd." opprettet og systemet fikk en rask utbredelse, særlig i områder med britisk innflydelse. Da systemet var maksimalt utbredt, var det sendere i alle de viktigste farvann for skipsfart i verden.

I 1970 var det 15 000 mottakere i bruk. Senderkjeder fantes i stort antall i mange land:

  • England 4
  • Irland 1
  • Skottland 2
  • Norge 5
  • Sverige 5
  • Finland 1
  • Danmark 1
  • Spania 2
  • Japan 6
  • Canada 4
  • Australia 2

De viktigste kjedene som dekket norsk område, inkludert havområdene[rediger | rediger kilde]

Norge hadde 5 Decca-kjeder, en av dem med en britisk slavestasjon. En svensk kjede hadde også en norsk slavestasjon. I tillegg dekket Danskekjeden (stasjoner i Danmark) og North Scottish Chain (britiske stasjoner) deler av norske havområder.

Decca-kjeder med norske stasjoner
Kjede Master Rød Slave Grønn slave Fiolett/Rosa Slave "Ekstra" frekvens (oransje)
Finnmarkkjeden (7E) Børselv
70°23′28″N 25°30′14″Ø
85,4550KHz
Kirkenes
69°41′19″N 30°03′14″Ø
113,9400KHz
Vannøy Øst
70°06′20″N 20°07′07″Ø
128,1825KHz
Nordkapp
71°09′36″N 25°45′21″Ø
71,2125KHz
116,7885KHz
Lofotkjeden (3E) Andøya
69°08′45″N 16°01′53″Ø
84,7350KHz
Vannøy Vest
70°14′51″N 19°30′05″Ø
112,9800KHz
Røst
67°31′44″N 12°09′30″Ø
127,1025KHz
Narvik
68°27′57″N 17°06′02″Ø
70,6125KHz
115,8045KHz
Helgelandkjeden (9E) Dønna
66°11′30″N 12°28′10″Ø
85,8100KHz
Røst
67°31′34″N 12°07′34″Ø
114,4135KHz
Rørvik
64°55′28″N 11°09′58″Ø
128,7150KHz
Mo i Rana
66°17′26″N 14°08′59″Ø
71,5083KHz
117,2737KHz
Trøndelagkjeden (4E) Skarsøy

84,9150KHz
Rørvik
64°55′05″N 11°09′36″Ø
113,2200KHz
Stad
62°11′35″N 05°07′31″Ø
127,3725KHz
Berkåk
62°50′10″N 10°03′18″Ø
70,7625KHz
116,0505KHz
Vestlandkjeden (0E) Ågotnes, Sotra
60°24′24″N 05°00′34″Ø
84,1950KHz
Stad
62°11′15″N 05°07′46″Ø
112,2600KHz
Shetland (britisk)
60°02′54″N 01°14′33″V
126,2625KHz
Stavanger
58°47′15″N 05°32′42″Ø
70,1625KHz
115,0665KHz
Skagerakkjeden (10B), (svensk) Fjällbacka (svensk)
58°31′19″N 11°17′40″Ø
85,9000KHz
Jomfruland
58°52′15″N 09°36′26″Ø
114,5333KHz
Valda (svensk)
57°29′14″N 11°57′14″Ø
128,8500KHz
Årjäng (svensk)
59°21′29″N 12°10′46″Ø
71,5833KHz
117,3967KHz

Decca, Racal og nedleggelsen[rediger | rediger kilde]

En ap Decca-mottaker Mk II fra 1980-tallet, den kunne kjøpes istedenfor å leies. Den kunne lagre 25 veipunkter.

Racal, som er et britisk firma som selger våpen og kommunikasjonsutstyr, kjøpte Decca i 1980. Siden handelen var for å få kontroll over Deccas radarproduksjon, ble "Decca Navigator" solgt videre. Firmaet hadde monopol på mottakerne så lenge pantentrettighetene var gyldige. Selskapet leiet ut mottakere og fikk en solid inntekt av leien som også dekket driften av senderne.

Aktieselskabet Dansk Philips (populært kalt ap) begynte å produsere mottakere som viste et fartøys posisjon (lengde og bredde) direkte i grader og minutter med to desimaler (opprinnelig bare i datum ED50). Så oppløsningen på skjermen var bedre enn ±9,3 m, mye bedre enn posisjons­nøyaktigheten til Decca-systemet. Med slike mottakere ombord var det ikke lenger noe behov for de spesielle Decca-kartene. Ettersom brukerne ikke betalte leie for systemet heller, ble disse mottakerne veldig populære i fiskefartøyer og fritidsbåter.

I påfølgende rettssaker mistet Decca monopolet sitt og inntektene skrumpet inn. På tidlig 1990-tall ble driften av senderne i Storbritannia overtatt av britiske sjøfartsmyndigheter.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]