Av GPS-verdensstabPublisert 23. november 2015
Figur 1. Oversikt over et representativt eLoran-system.
En multi-applikasjon med bred rekkevidde PNT-resiliensløsning
Av Stephen Bartlett, Gerard Offermans og Charles Schue
HVOR HAR ALLE SYSTEMENE PENGT, lenge gått?
Radionavigation-systemer, det vil si (og unnskyldninger til Pete Seeger). Hvis vi ser på Federal Radionavigation Plan (FRP) fra 1990, utgitt av USA. Avdelinger for transport og forsvar, som jeg gjorde i denne spalten i mars 1992, ser vi at det var 10 radionavigasjonssystemer som var i bruk av forskjellige brukersegmenter: Loran-C, Omega, veldig høy frekvens (VHF) Omnidirectional Range / Distance Measuring Equipment, Tactical Air Navigation, Instrument Landing System, Mikrobølgeovn Landing System, Transit, luftfart
Den siste FRP, utstedt i 2014, inkluderer bare syv eller seks og et halvt når du vurderer at marine radiobeakoner stort sett ble faset ut i de mellomliggende årene. Systemer ble lagt ned fordi de med ankomsten av GPS ble ansett for å være overflødige. Mens det var tilhørende kostnadsbesparelser, har nedleggelsen av de forskjellige systemene resultert i en farlig virtuell eneste avhengighet av GPS for navigering uten sikkerhetskopiering.
Transit, var den første som gikk. Den besto av en konstellasjon på seks eller syv aktive satellitter i sirkulære, polare baner i høyder på omtrent 1100 kilometer. Satellittene overførte signaler på 150 og 400 MHz, og mottakere målte det integrerte Doppler-frekvensskiftet til de mottatte signalene. Transit ble avsluttet i slutten av 1996.
Transit ble fulgt av Omega hyperbolsk navigasjonssystem. Omega besto av åtte stasjoner over hele kloden og overførte tidsdelte bærebølgesignaler på fire frekvenser mellom 10,2 og 13,6 kHz. Omega-systemet ble lagt ned i september 1997.
De marine radiobeakonene har stort sett blitt lagt ned de siste årene, selv om luftfartsfyr fortsetter å operere. Radiobeacons er ikke-direksjonelle sendere som opererer i lav- og mellomfrekvensbåndene. Noen marine radiobeakoner ble Differensielle GPS-stasjoner og deretter en del av Nationwide DGPS-nettverket. Dette nettverket blir skalert tilbake for bare å gi kyst- og Great Lakes-dekning.
Og det bringer oss til Loran-C. I likhet med Omega var det også et hyperbolsk navigasjonssystem. En mottaker målte forskjellen i tider med ankomst av pulser overført til 100 kHz med en kjede på tre til fem synkroniserte stasjoner atskilt med hundrevis av kilometer. På en gang var driften av Loran-C USAs ansvar. Kystvakt. Sammen med en rekke vertsnasjoner opererte kystvakten 17 kjeder med stasjoner rundt om i verden, inkludert en i fellesskap drevet med Russland. Disse stasjonene ga dekning av kystområdene i Nord-Amerika og det amerikanske interiøret, Nord-Europa, Middelhavet, Østen og Hawaiiøyene. I tillegg opererte flere andre land Loran-C stasjoner. Selv om det allerede var i gang trekk for å oppdatere Loran-teknologien,Obama-administrasjonen bestemte seg for å avslutte Loran-C i USA, med tanke på at det var et unødvendig antikksystem. Kystvakten avsluttet overføringen av alle amerikanske. Loran-C-signaler i februar 2010 og begynte å demontere stasjoner.
Så er det ikke lenger et levedyktig ikke-GNSS-alternativ eller sikkerhetskopieringssystem for GPS-navigasjon? Selv om det er andre muligheter for tidsoverføring, en av GPSs andre applikasjoner, er det ikke noe allment tilgjengelig erstatningsnavigasjonssystem. For tiden. Som vi vil se i denne månedens spalte, er det imidlertid utviklet en ny versjon av Loran — Forbedret Loran eller eLoran — og testes på den amerikanske østkysten. Ikke din fars Loran, eLoran ser ut til å være den perfekte løsningen for PNT-resiliens.
Telekommunikasjon, energi, finans og transport er bare fire blant de mange kritiske infrastrukturene / viktige ressurssektorene som bare har stole på GPS for posisjonering, navigering og timing (PNT). Faktisk USA. Department of Homeland Security (DHS) har bestemt at 11 av de 16 kritiske infrastruktursektorene i USA er kritisk avhengig av GPS for timing. Selv om vi kan begynne å forestille oss hvordan en dag uten GPS kan være, vil vi virkelig heller ikke — det ville være noe deprimerende og veldig farlig. Vi kan heller forestille oss en dag hvor det er en komplementær løsning på bredt område som beskytter og forsterker GPS. I denne artikkelen vil vi fordype oss i en slik løsning: Forbedret Loran, eller eLoran for kort. Vi vil forklare hvordan det fungerer, debunker noen myter, spekulere i hvordan det kan brukes i USA.(og i utlandet), fremheve tilstanden til dagens teknologi og diskutere det mulige. Vi vil også oppsummere tilstanden til eLoran i verden og hvor ting kan gå herfra.
Hva er eLoran?
eLoran er den siste i den mangeårige og velprøvde serien med lavfrekvente, Lång-RAnge Navigation (LORAN) systemer, en som utnytter teknologien fra det 21. århundre. Den oppfyller kravene til nøyaktighet, tilgjengelighet, integritet og kontinuitet for inngang til sjøhavn og tilnærmingsmanøvrer, luftfarts-ikke-presisjonsinstrument nærmer seg, navigering av land-mobilkjøretøy og beliggenhetsbaserte tjenester. Det er en presis tidskilde (fase) og frekvens. I tillegg gir eLoran brukerlager (azimuth) og har innebygd integritet. I full avsløring er eLoran imidlertid bare en 2D-posisjonsløsning med mindre den er integrert med en enkel høydemåler.
eLoran er et lavfrekvente radionavigasjonssystem som opererer i frekvensbåndet på 90 til 110 kHz. eLoran er bygget på internasjonalt standardisert Loran-C, og gir en PNT-tjeneste med høy effekt for bruk av alle transportformer og i andre bruksområder. eLoran er et uavhengig ulik supplement til GNSS. Det lar GNSS-brukere beholde sikkerheten, sikkerheten og økonomiske fordelene ved GNSS selv når satellittjenestene deres blir forstyrret.
eLoran bruker pulserte signaler ved en midtfrekvens på 100 kHz. Pulsene er designet for å la mottakere skille mellom grunnbølgen og skybølgekomponentene i det mottatte komposittsignalet. På denne måten kan eLoran-signalene brukes over veldig lange områder uten å falme eller usikkerhet i måling av tid for ankomst (TOA) relatert til skybølger.
Selv om eLoran er basert på Loran-C, har den sentrale forskjeller:
- Alle sendinger synkroniseres til UTC (som GPS)
- Tidsoverføringskontroll
- Evnen til å bruke differensialkorreksjoner (ligner på DGPS)
- Mottakere bruker “alt-i-visning ” signaler
- Inkluderer en eller flere Loran-datakanaler som gir: Datameldinger med lav rente, lagt til integritet, differensialkorreksjoner (dLoran og / eller DGPS) og andre kommunikasjoner inkludert navigasjonsmeldinger.
En eLoran-mottaker måler TOWA for eLoran-signalet:
TOW = TOR – TOT = PF + SF + ASF + ∆Rx
hvor TOR er mottakstidspunktet, TOT er overføringstid, PF er den primære faktoren (propagasjonsforsinkelse gjennom luft), SF er den sekundære faktoren (propagasjonsforsinkelse over havet), ASF er den ekstra sekundære faktoren (propagasjonsforsinkelse over terreng) og ∆Rx er forsinkelsen på grunn av mottakerelektronikk og kabler.
De primære og sekundære faktorene er veldefinerte forsinkelser og kan beregnes som en funksjon av avstand. Den ekstra sekundære faktorforsinkelsen er stort sett ukjent på installasjonstidspunktet. Heldigvis forblir ASF-ene veldig stabile over tid. Eventuelle fine endringer i ASF over tid kan kompenseres av en eller flere differensielle eLoran referansestasjonssider som gir rettelser over Loran-datakanalen.
Når eLoran brukes til posisjonering, er det nødvendig med minimum tre eLoran-sendende nettsteder for å beregne en todimensjonal posisjonsfraskrivelse og tid. Tid (fase) og frekvens kan også avledes fra et enkelt overføringssted. Med tre nettsteder kan tidspunktet avledes mens en mottaker er i gang. En integrert eLoran / GPS-mottaker kan dra nytte av kombinasjoner av eLoran- og GPS-overføring for å utvikle en PNT-løsning. Eventuelle tilleggsmålinger gir et middel for å forbedre løsningens nøyaktighet (ved å bruke vektede minst firkanter) eller for å beskytte løsningens integritet (av mottaker-autonom integritetsovervåking).
For å oppnå de høyeste nøyaktighetsnivåene, korrigerer brukermottakeren sine TAA-målinger med de publiserte ASF-verdiene for området og differensielle eLoran-korreksjoner mottatt gjennom Loran-datakanalen. ASF-kart for spesifikke geografiske områder distribueres til brukere i et mottakeruavhengig dataformat som for øyeblikket er standardisert av Radio Technical Committee for Maritime Services ’ (RTCMs) Special Committee (SC) 127 on eLoran. ASF-kartdataene vil bli publisert av tjenesteleverandøren som er ansvarlig for hjelpemidler til navigering.
Som beskrevet før forblir de målte ASF-verdiene stabile over lange perioder. Eventuelle små endringer i de publiserte ASF-ene på grunn av endringer i formeringsstiegenskaper eller senderelaterte forsinkelser vil bli kompensert for ved differensialkorreksjoner. For dette distribueres et differensielt eLoran referansestasjonssted innen 20 til 30 miles (32 til 48 kilometer) av interesseområdet. Referansestasjonen sammenligner sine målte ASF-er mot de publiserte verdiene og sender korreksjoner til brukerne gjennom Loran-datakanalen. Figur 1 viser prinsippet om forskjellig eLoran-posisjonering i et maritimt miljø og er også representativt for bruken i andre modaliteter.
eLoran oppfyller søknadskravene vist i tabell 1. Mens de ikke er hjulpet, oppfyller Loran-C ikke kravene til et multimodalt, overflødig PNT-system, nærmere bestemt kravet om stillingsnøyaktighet. USA utviklet først eLoran for å redusere posisjonsfeil og for å gjøre det mulig for systemet å oppfylle modale ytelseskrav.
eLoran-applikasjoner
Vi er sterke talsmenn for GPS og mener at den bør finansieres fullt ut, holdes teknisk avansert, beskyttet, herdet og forsterket. Når GPS er tilgjengelig og pålitelig, bør den brukes. Ingen teknologi er imidlertid feilsikker, og forsvarlige brukere bør ikke stole på en eneste kilde for PNT-behovet. GPS er blitt kalt “et enkelt feilpunkt ” for store deler av den amerikanske økonomien og kritisk infrastruktur. Bruksområder og krav varierer mye fra trådløs nettverkskommunikasjon på ± 1,5 mikrosekunder, til maritime havneinngang og tilnærmingskrav på ± 20 meter, til krav til fasormålingsenhet i det elektriske strømnettet på ± 500 nanosekunder.
Det er viktig å anerkjenne utfordringen med å gi sikret PNT, samtidig som den også utnytter effektiviteten som oppnås ved å implementere en felles løsning på tvers av alle sektorer, næringer og brukere. Punktløsninger kan gi komplementær PNT for spesifikke individuelle eller modale behov, og ethvert spenstig PNT-økosystem inkluderer flere oppsigelsesnivåer.
Noen viktige applikasjonsområder der eLoran kan gi komplementære PNT er telekommunikasjon, energi, finans og transport. Vi tror disse vil være noen av de første sektorene som tar i bruk og utnytter eLoran som en del av deres kritiske infrastrukturbeskyttelse og muligens som en medprimær PNT-løsning ved siden av GPS.
Telekommunikasjonssektor. Et brev fra Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS) til National Security Telecommunications Advisory Committee inneholdt et vedlagt dokument, Anbefalte oppdateringer til Telecom Vulnerability to Loss of GPS Signals Documentation,som skisserte tre bekymringsområder som ATIS har identifisert knyttet til eksponering av kommersielle kommunikasjonssystemer for tap av GPS-signalet. Inkludert i dokumentasjonen var uttalelsen: “Med Loran-systemene som ble tatt ut, er GPS for tiden den eneste teknologien som kan oppfylle synkroniseringskrav for E911, da det ikke er noen annen allment tilgjengelig tilgang til UTC-tid på dagen i USA. ” eLorans Loran-datakanal gir UTC-tidens informasjon som telekommunikasjonsindustrien søker, samt gi komplementær timing (fase) og / eller frekvensløsninger som vil dempe ATIS bekymring for: (1) størrelsen på området og varighetseffekter av et GPS-utbrudd, (2) effekten av forfalskning, (3) manglende evne til ovnskontrollerte krystalloscillatorer (OCXOs) til å opprettholde fasejustering i 24 timer ved 1.5 mikrosekunder, og (4) faseytelsen til OCXOs i varierende temperaturmiljøer.
European Telecommunications Standards Institute Primary Reference Clock-masken er ett verktøy som brukes av telekommunikasjonsindustrien for å bestemme kvaliteten på timingssignaler i telekommunikasjonsapplikasjoner. Figur 2 viser at eLoran er i stand til å oppfylle maksimal tidsintervallfeil (en måling av krav til vandring eller tidsstabilitet), ofte overgår GPS. Testingen ble utført uavhengig i en samarbeidsinnsats mellom Storbritannias National Physical Laboratory og Chronos Technology Ltd., UrsaNavs forhandler i England.
Energisektor.For øyeblikket er GPS den eneste tidskilden for fasormålingsenhet (PMU) (også kjent som synkrofasor) og frekvensdataopptaker (FDR) sensorer som brukes til å samle inn data som måler tilstanden til et elektrisk system og administrerer kraftkvalitet. PMUs / FDR er en nødvendig del av bevegelsen til en smart-grid tilnærming for å forbedre energieffektiviteten på det elektriske nettet og i bedrifter og hjem. PMU-er og FDR-er slutter å fungere hvis GPS-signalet går tapt eller ustabilt. I 2013 begynte UrsaNav å samarbeide med University of Tennessee ved Knoxville (UTK) for å demonstrere evnen til eLoran, sammen med GPS, til å gi den nødvendige timingsnøyaktighet for UTKs høypresisjon FDR for å samle synkroniseringsdata fra det amerikanske strømnettet. Den nødvendige nøyaktigheten til timingreferansekilden er ± 500 nanosekunder,nødvendig av hver enhet som utfører synkrofasormålinger.
Laboratorieoppsettet i Bedford, Mass., Brukte side om side FDR: en ved hjelp av en GPS-mottaker og en ved hjelp av en eLoran-mottaker. Annet enn å erstatte GPS-mottakeren med en eLoran-mottaker i en av FDR-ene, ble det ikke gjort andre endringer. ELoran-signalene ble overført fra et tidligere amerikansk. Coast Guard (USCG) Loran Support Unit i Wildwood, N.J., mer enn 483 kilometer fra Bedford-laboratoriet vårt.
“Raw ” eLoran ble brukt til testen, det vil si uten differensialkorreksjoner eller kontinuerlig mottakerantennekalibrering. Figur 3 viser den resulterende hyppigheten og fasevinkelsammenligningene mellom GPS og eLoran. Grønn er eLoran; svart er GPS. Frekvenssammenligninger er til venstre, topp og bunn. Sammenligninger av fasevinkler er på høyre, topp og bunn. Hovedgrafen til venstre er en oppblåsning av området omkranset i rødt i øverste venstre graf. Bunnen til høyre graf er en oppblåsning av området omkranset i rødt i øverste høyre graf. I begge tilfeller opptrer eLoran på nivå med GPS.
Finansiell sektor.En rapport fra European Securities and Markets Authority (ESMA), datert 22. mai 2014, indikerer at flertallet av handelsstedene allerede er koordinert med GPS-tid, og sier videre at distribusjonen av disse systemene kan være kostbart og teknisk utfordrende. ESMAs syn er at hvert handelssted og markedsdeltaker skal stole på en atomklokke for å utstede tidsstempler. Et eLoran timing-alternativ vil være rimeligere, mindre teknisk utfordrende, og når det brukes i samsvar med andre løsninger (for eksempel GPS, atomklokker eller nettverkstidsprotokoll / presisjonstidsprotokoll) vil også gi pålitelig tid. eLoran ville gi absolutt tid over veldig brede områder, og dermed tillate spredte markeder og brukere å dra nytte av denne synkroniserte tidsløsningen. I tillegg kan eLoran ofte gi tid innendørs,ved bruk av en magnetfelt (H-felt) antenne, og utelukker dermed tillatelsene og utgiftene som kreves for en takantenneinstallasjon. ESMA har bedt om bransjekommentar om sitt foreslåtte krav om å synkronisere klokker til mikrosekundsnivå, og invitert bransjens svar på det foreløpige synspunktet om at forretningsklokker skal være nøyaktige minst opp til mikrosekundsnivå.
Transportsektor – Luftfart. PNT-bruk i lufttrafikkstyring er illustrerende. I samsvar med USA. Federal Aviation Administration (FAA) planlegging, en hovedovervåkningskilde i det amerikanske nasjonale luftrommet (NAS) innen 2020 vil være Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B), der den nødvendige posisjonsnøyaktighet av fly er avhengig av GPS-stilling. Dessuten er den uavhengige valideringen og sikkerhetskopien av GPS-avledede posisjoner avhengig av nøyaktige målinger av tid til ankomst ved et nettverk av 650 radiostasjoner i NAS som for tiden bruker GPS-disciplinerte klokker med nøyaktighet ned til 30 nanosekunder. Disse radiostasjonene er kritisk infrastruktur for Surveillance and Broadcast Services (SBS) -systemet, som gir ADS-B-overvåking til FAA lufttrafikkstyring (ATM).
FAA anerkjenner behovet for en sikkerhetskopi til overvåking og navigasjon i tilfelle lokale, regionale og bredt GPS-utbrudd, og undersøker både langsiktige og langsiktige strategier for kontinuitet i driften under disse utgiftene. På grunn av de lange ledetidene for ATM-teknologiinnsetting, er strategier for avbøtning på nesten 10 år begrenset av eksisterende ATM-jordinfrastruktur og nåværende avionikkfunksjoner. Langsiktige løsninger er ikke så begrenset, og kan være basert på nye signaler i verdensrommet, ny grunninfrastruktur og nye avionikkfunksjoner.
Overvåkning. Fra og med 2020 vil ADS-B være en hovedovervåkningsteknologi. Som en anerkjennelse av behovet for en sikkerhetskopi hvis GPS mislykkes, planlegger FAA å opprettholde en blanding av fyrtårn-interrogasjonsradar og bredt spekter av multilaterasjon (WAM) på kort sikt. Den langsiktige strategien er fremdeles veldig i evolusjonsstadiet.
Navigasjon. Nærsiktige strategier involverer en blanding av tilnærminger basert på eksisterende infrastruktur og dagens evne til avionikk. En ledende tilnærming, referert til som DME / DME / IRU, bruker toveis fra flere Distance Measuring Equipment (DME) fasiliteter forsterket av avionics treghetsreferanseenhet (IRU). Denne tilnærmingen er praktisk og anvendelig mer for luftfartøy enn regionale jetfly eller generell luftfart. Andre tilnærminger er til en viss grad avhengige av bruken av veldig høyfrekvente Omni-Directional Range (VOR) fasiliteter. Som med overvåking er den langsiktige strategien veldig evolusjonær.
Det er lærerikt å merke seg at løsninger på kort sikt er avhengige av eksisterende radar, DME og VOR-infrastruktur fordi den er på plass og er kompatibel med eksisterende avionikk. I langsiktig syn vil nye teknologier med rimeligere infrastruktur sannsynligvis være mer kostnadseffektive, spesielt hvis de gir fordeler utover minibankapplikasjoner. eLoran er en slik teknologi.
Transportsektor – Maritime. Det er en økende bevissthet i den maritime verden at ingen enkelt system kan gi PNT spenstig under alle omstendigheter. For øyeblikket brukes GPS (med forsterkninger) på de fleste kommersielle fartøyer, og i mange tilfeller integrert i systemer forventet vi ikke ville trenge eller bruke GPS-avledet posisjon eller tid. Selv om introduksjonen av GLONASS, Galileo, BeiDou og andre GNSS-systemer vil gi en viss motstandskraft, er den underliggende (satellitt) teknologien fortsatt den samme, og gir bare relativt svake signaler fra verdensrommet til det meste de samme eller nære frekvensene for kompatibilitet og interoperabilitet.
Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen (IMO) anerkjenner behovet for flere PNT-systemer om bord på maritime fartøyer. Organisasjonen utviklet e-Navigation-konseptet for å øke sjøsikkerheten og sikkerheten ved hjelp av elektronisk navigasjon, som krever minst to uavhengige forskjellige forskjellige forskjellige kilder til posisjonering og tid i et navigasjonssystem for å gjøre det robust og mislykkes trygt. Som en oppfølging vurderer IMOs navigasjons-, kommunikasjons- og søke- og redningskomité ytelsesstandarder for flersystemskipsbårne navigasjonsmottakere, som inkluderer plassholdere for satellitt-, forstørrelse og terrestriske systemer.
Det mest levedyktige terrestriske systemet som leverer PNT-tjenester som oppfyller IMOs krav er eLoran. Med tre eLoran-sendere i god geometri, kan eLoran gi sub-10 meter (95 prosent sannsynlighetsnivå) horisontal posisjonsnøyaktighet og UTC-synkronisering innen 50 nanosekunder, tilstrekkelig til å være den medprimære PNT-løsningen med GNSS. De generelle fyrmyndighetene i Storbritannia og Irland (GLA) har installert UrsaNavs differensielle eLoran referansestasjoner for å gi verdens første opprinnelige driftsevne (IOC) eLoran-system.
Sammen med Loran-sendere i England, Frankrike, Tyskland, Norge og Danmark, gir de forskjellige eLoran referansestasjonene bedre enn 10 meter posisjonsnøyaktighet ved syv havner og havn tilnærminger langs den engelske og skotske østkysten. IOC ble oppnådd i slutten av 2014, med full driftsevne planlagt for 2018. Andre nasjoner har enten begynt, eller utforsker, lignende prosjekter.
Figur 4 viser nøyaktigheten av en eLoran-stilling ved differensialreferansestasjonen ved Humber River i England. Figur 5 viser posisjonsnøyaktighet mens du er om bord på et fartøy som passerer utgående ved elven fra Humber til Nordsjøen.
Nåværende tilstand av eLoran Technology
eLoran-teknologi har vært tilgjengelig siden midten av 1990-tallet og er fortsatt tilgjengelig i dag. Faktisk fortsetter den moderne av eLoran å gå videre sammen med annen teknologi fra det 21. århundre. eLoran-systemteknologi kan deles inn i noen få enkle komponenter: overføring av nettsted, kontroll og skjermnettsted, differensialreferansestasjon og brukerutstyr.
Moderne overføring av nettstedutstyr består av en høy effekt, modulær, fullstendig overflødig, hot-swappbar og programvarekonfigurerbar sender, og sofistikert timing og kontrollutstyr. Standard senderkonfigurasjoner er tilgjengelige i kraftområder fra 125 kilowatt til 1,5 megawatt. Tids- og kontrollutstyret inkluderer en rekke eksterne tidsinnganger til en fjerntidsskala, og en lokal tidsskala bestående av tre ensemblet cesiumbaserte primære referansestandarder. Den lokale tidsskalaen er ikke direkte koblet til fjerntidsskalaen. Å ha en robust lokal tidsskala mens du fortsatt overvåker mange typer eksterne tidskilder, gir en unik evne til å gi bevis på posisjon og bevis på tid. Moderne eLoran-overføring av nettstedutstyr er mindre, lettere, krever mindre inngangskraft,og genererer betydelig mindre avfallsvarme enn tidligere brukt Loran-C utstyr.
Kjerneteknologien på et differensial eLoran referansestasjonssted består av tre differensial eLoran referansestasjon eller integritetsmonitorer (RSIM) som er konfigurert som referansestasjon (RS) eller integritetsmonitor (IM) eller hot standby (RS eller IM). Nettstedet inkluderer elektriske feltantenner (E-felt) for hver av de tre RSIM-ene.
Moderne eLoran-mottakere er virkelig programvaredefinerte radioer, og er bakoverkompatible med Loran-C og fremoverkompatible, gjennom firmware eller programvareendringer. ASF-tabellene er inkludert i mottakerne, og kan oppdateres via Loran-datakanalen. eLoran-mottakere kan være frittstående eller integrert med GNSS, treghetsnavigasjonssystemer, kviseskala atomklokker, barometriske altimetre, sensorer for signaler av muligheten, og så videre. I utgangspunktet kan enhver teknologi som kan integreres med GPS også integreres med eLoran.
Figur 6 viser en spenstig PNT-mottaker som inkluderer GPS, DGPS, eLoran og et dobbeltbånd (100/300 kHz) E-feltantenne. Den venstre antennen, vist installert på P&O Ferries ’ Pride of Hull, er den spenstige PNT-antennen. Høyre-antenne er en standard GPS-antenne.
Verdensvisning av eLoran
Ni nasjoner driver Loran-C eller eLoran stasjoner, inkludert Russland og Kina. Det er vår forståelse at Republikken Korea, India og kongeriket Saudi-Arabia forfølger installasjonen av eLoran-teknologi eller oppgraderer Loran-C-teknologien til eLoran.
Moderniseringen og oppgraderingen av USA. Loran-C-systemet til eLoran var et kongressmandatprogram i fellesskap utført av FAA og USCG fra 1997 til 2009, og finansiert til 160 millioner dollar. I løpet av denne tiden ble eLoran vellykket testet og demonstrert i alle modus: luftfart, maritim, landmobil, stedsbasert og timing og frekvens. Videre har eLoran vært vellykket i drift i Storbritannia i flere år. Hver nasjonal og internasjonal regjering, industri og akademisk rapport har konkludert med at GNSS er sårbar og at eLoran er den beste komplementære løsningen for å hjelpe til med å negere disse sårbarhetene.
USA avsluttet sin Loran-C-tjeneste, og dermed det begynnende eLoran-programmet, i 2010. Canada fulgte etter og avsluttet også Loran-C-tjenesten. Kort tid etter begynte DHS / USCG å demontere eller rive den moderniserte infrastrukturen. I desember 2014 regisserte imidlertid kongressen at DHS / USCG bevarer den eksisterende, ubrukte USA. Loran-C infrastruktur, med mindre sekretæren for Homeland Security bekrefter at det ikke er nødvendig for et system for å utfylle GPS.
I mars 2015, USA Representantenes hus Resolution (H.R.) 1678, en regning som vil kreve etablering av et sterkt, vanskelig å avskaffe landsystem for å utfylle GPS, og for å tjene som en annen kilde til PNT når GPS ikke er tilgjengelig, ble henvist til komiteen for væpnede tjenester. Lovforslaget søker å endre språket som sørget for etablering og styring av GPS i tittel 10, den delen av loven som omhandler de væpnede tjenestene. Vi forstår at andre medlemmer av kongressen har uttrykt interesse og vil sponsere den topartisanske regningen. H.R. 1678 ble introdusert av kongressmedlem John Garamendi (Democrat, California) med kongressmedlem Duncan Hunter (republikansk, California), kongressmedlem Frank LoBiondo (republikansk, N.J.) Og kongressmedlem Peter DeFazio (Democrat, Ore.) Som de første medsponsorene. I august,lovforslaget ble henvist til underutvalget for strategiske styrker.
I mai 2015 inngikk DHS og USCG en samarbeidsvillig forsknings- og utviklingsavtale med UrsaNav og Exelis (nå en del av Harris Corp.) Forske, evaluere og dokumentere minst ett alternativ til GPS som et middel til å gi PNT-informasjon i form av eLoran.
Det er vår forståelse at USA Kongressen er fortsatt betydelig bekymret for mangelen på en komplementær PNT-løsning for å ivareta amerikanske kritiske infrastruktur og viktige ressurssektorer, og for å beskytte økonomien vår i tilfelle GPS-utbrudd. Kongressen fortsetter å presse administrasjonen for en resolusjon, i form av et kontinentalt amerikansk eLoran-system, før nasjonen vår blir utsatt for ytterligere risiko.
Anerkjennelser
Forfatterne ønsker å erkjenne bistanden fra Dr. Ron Bruno, Harris Corp., og Dr. Paul Williams og Chris Hargreaves, GLAs.
Produsenter
UrsaNavga eLoran-mottakeren og Symmetricom, nå Microsemi, forutsatt at GPS-mottakeren for timingstestene vist i figur 2.
STEVE BARTLETT er visepresident for operasjoner ved UrsaNav, Inc., Nord-Billerica, messe.
GERARD OFFERMANS er seniorforsker ved UrsaNav som driver med forskjellige FoU-prosjektarbeid og produktutvikling.
CHARLES SCHUE er medeier og president i UrsaNav.
Ytterligere LESING
- eLoran
“Kan eLoran levere resilient PNT? ” av N. Ward, C. Hargreaves, P. Williams og M. Bransby i Forhandlinger fra Institute of Navigation 2015 Pacific PNT Meeting, Honolulu, Hawaii, 20. april – 23, 2015, s. 1051 – 1054.
“eLoran Opprinnelig operasjonell kapasitet i Storbritannia – Første resultater ” av G. Offermans, E. Johannessen, S. Bartlett, C. Schue, A. Grebnev, M. Bransby, P. Williams og C. Hargreaves in Proceedings of the International Technical Meeting of The Institute of Navigation 2015, Dana Point, California, 26. januar – 28, 2015, s. 27 – 39.
“Implementere en bred område UTC-tjeneste med høy nøyaktighet via eLoran ” av G. Offermans, E. Johannessen og C. Schue i Forhandlinger av det 46. årlige presisjonstid og tidsintervallsystemer og applikasjoner Møte, Boston, Mass., Desember 2014, s. 124 – 133.
- Loran-C
“GPS + LORAN-C: Ytelsesanalyse av et integrert sporingssystem” av J. Carroll inn GPS World, Vol. 17, nr. 7, juli 2006, s. 40 – 47.
- Alliance for telekommunikasjonsindustriløsninger
Brev til rådgivende komité for nasjonal sikkerhetselekommunikasjon datert 11. mars 2014, med vedlagt dokument, Anbefalte oppdateringer til telekom sårbarhet for tap av GPS-signaldokumentasjon.
- European Telecommunications Standards Institute
Overføring og multiplexing (TM); Generiske krav til synkroniseringsnettverk, EN 300 462-1-1, European Telecommunications Standards Institute, Sophia Antipolis, Frankrike, 1998.
- European Securities and Markets Authority
MiFID / MIFIR Diskusjonsdokument, ESMA / 2014/548, European Securities and Markets Authority, Paris, Frankrike, 22. mai 2014.
- U.S. Lovgivning
H.R. 1678: Nasjonal stillings-, navigasjons- og tidsplan for 2015, Representantenes hus i USA. Kongress, Washington, D.C.
- Federal Radionavigation Plan
2014 Federal Radionavigation Plan(F, DOT-VNTSC-OST-R-15-01, U.S. Department of Defense, Department of Homeland Security and Department of Transportation, Washington, D.C., tilgjengelig fra National Technical Information Service, Springfield, Virginia, 2015.
“Den føderale radionavigasjonsplanen” av R.B. Langley inn GPS World, Vol. 3, nr. 3, mars 1992, s. 50 – 53.
1990 Federal Radionavigation Plan, DOT-VNTSC-RSPA-90-3 og DOD-4650.4, U.S. Transportdepartementet og U.S. Department of Defense, Washington, D.C., tilgjengelig fra National Technical Information Service, Springfield, Virginia, 1990.
+ There are no comments
Add yours