Decca navigasjonssystem
Decca navigasjonssystem var et lavfrekvens radionavigasjonssystem 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. I Norge var Decca sendersystemet i drift til og med 31. desember 1999.
Virkemåte rediger
Oversikt rediger
Faseforskyvningen mellom signalene mottatt fra Decca-senderne A (Master) og B (Slave) er den samme langs hyperbelformede kurver på et kart, 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 Lilla. 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 lilla 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
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 |
| Lilla 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 |
|---|---|---|---|---|---|
| Lilla | 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
Tidlige Deccamottakere var utstyrt med tre runde instrumenter, "Decometere", 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 lilla i hver sone. Lane- og sonebredder i kjede 5B, der de var smalest, vises i tabellen nedenfor.
| Lane eller sone | Smaleste bredde |
|---|---|
| Lilla 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 lilla. 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
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 en del 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
Opprinnelsen rediger
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 sjefingeniør 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
Etter slutten av annen verdenskrig ble "Decca Navigator Co. Ltd." opprettet og systemet fikk en rask utbredelse, særlig i områder med britisk innflytelse. 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
Norge hadde fem Decca-kjeder, én av dem med en britisk slavestasjon. En svensk kjede hadde også én norsk slavestasjon. I tillegg dekket Danskekjeden (stasjoner i Danmark) og North Scottish Chain (britiske stasjoner) deler av norske havområder.
| Kjede | Master | Rød Slave | Grønn Slave | Lilla 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
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.