Nguyên nhân của sai số:
- Nguồn Điện cung cấp không ổn định `
- Máy thu nhận sóng trời và sóng đất đồng thời, nhất là khi ở xa mắt xích
- Chuyển công tắc Operation về vị trí Ref. (VỊ trí zero) trong khi bất kỳ chỉ số centl giải nào đó ở gần số 50, hoặc duy trì vị trí Ref lâu qúa
- Nhiễu do có trạm phát nào đó hoạt động ở tân số của Decca
- Hư hại do anten hay do nối đất không tốt, của trạm phát, máy thụ..
E14. HỆ THỐNG LO RAN C
NGUYÊN LÝ CHUNG
LoranC là hệ thống vô tuyến định vị bằng phương pháp đo hiệu khoảng cách tối 2
trạm phát trên cơ sở kết hợp giữa đo hiệu pha của hệ thống Decca và đo xung của hệ thống
Loran ĂH. ộ
Tầm xa hoạt động của L.oranC khá lớn (khoảng 2500 Hải !ý) vì hệ thống hoạt động ở
giải tần thấp (100Khz). Độ chính xác của hệ thống cũng tương đối cao do khoảng cách giữa 2
trạm phát (đường cơ sở) khá lớn: 500-700 hlý và vì vậy độ cong đường Hypebol khá nhỏ. Mỗi mắt xích của hệ thống gồm có 1 trạm chủ (Master) và 2-4 trạm bị động (Slave): M.W,X.YZ _ˆ- : - * 4 .. ` Ẻ * ⁄, * ]}— tà " va r 2 % 4-— ` \ ~— - ^ =Í-=“= — —Ấ *¿ . s 1 k. Ta, LÍ " k4} - + SH Ea uy m ` TH 25» * Z1 Gáá — : VÀ CC 1 b s¿ \ ` h B '+ ` -. "nh 1 ` N, ¬`=< N ` ` ` Lm s ` \ r “Nà “TC . Ẵ `» 4t N - ——h ` g~c = R<»el + , ^^ N —_ N ` - ÑN VN Ặ Mm ¬n" X N....N VÃ- À NỆT " lB— “Í: MT -h-L <M ` ¬ ` ` . ị ` h L8 NN ` vn
Hàng hải địa văn _ 34_ 2£ Phần II
Hệ thống Loran-C có tính lưỡng trị khi đo các thông số hiệu thời gian và hiệu phạ Để
loại trừ tính đa trị khi xác định vị trí tàu và phân biệt giữa trạm chủ động và trạm bị động,
người ta cho trạm bị động phát chậm hơn trạm chủ 1 khoảng thời gian t= to +tw
(tk: thời gian lan truyển của sóng phát từ trạm chính đến trạm phụ; tb: thời gian trễ : nhận được tín hiệu M không phát ngay mà còn gjữ lại một thời gian nào đó rồi mới phát.)
Máy thu sẽ đo hiệu thời gian (Át) để xác định đường bao của sóng truyền (đo thô) và
đo hiệu pha (A4) (đo tỉnh) của sóng truyền từ 2 trạm M và trạm phụ S.
Theo hình H. (£ ta có: At = Ds⁄w +tb +tk — DM/v = (Ds- DM)/+tb +t1k A$ = œ(ts — te ) = 2Rf(ts — tM ) = 2ƒ. At ÁAt = A$ /27# q) Mặt khác, A$ = N2. 2x + & - N1. 2m + ¿M M *”. dó= 2Z(N2-NI)+fs-dM(2) - H.16 Từ (1) và (2) ta có: Á! = 4ó ⁄22=[_ 2Z(N2-N1) + ứs - ÁM)/2zƒ'= (2N + AjiJT/2% (Nếu coi (N2-N1)=N; és - đM = Ai và T= 1)
Ái =[2ZN + A#JT/2z= NT + TA#/2z= NT+ Áp —#At= NT+ Áo (3)
(Vìta coi Ao cũng chỉ là một giá trị hiệu pha nào đó)
Rútra: N=(4- Adø)/T —*_ Hiệu số các dao động đã được xác định bằng việc đo hiệu xưng (AI) và hiệu pha (Á@). Việc đo N (hiệu chu kỳ nguyên) thì do phương pháp xung thực
hiện còn đo Áo thì do phương pháp pha thực hiện.
Thấy rằng trong lúc đo hiệu pha thì có chứa một sai số mạ và trong lúc đo hiệu thời
gian thì có chứa một một sai số mứ . Các giá trị sai số này phải là: mí - mọ < 12; mự < 7⁄2
___ Hai đồng hổ đo hiệu xung và hiệu pha liên kết chặt chẽ với nhau và qúa trình tự động thực hiện trong máỵ
Mỗi mắt xích của hệ thống Loran C gồm 1 trạm chủ động (M) và từ 2-4 rạm bị động
(S) ký hiệu W,X,Y,Z. »
Trạm chủ động phát 9 xung, 8 xung đầu cách nhau 1000 ws, xung thứ 9 cách xung thứ
tám 20004s (H. 7)
Xung Xung Xung _ — Xung
Trạm chủ Trạm X Trạm Y Trạm Z
2000ns —> <1
L1 n 11111111 11111111 11111111
Hiệu t/g trạm X
—— |
Hiệu thời gian trạm Z ˆ Ì
xe
Hàng hải địa văn 99 Lê Văn Ty
Để tránh nhiễu và mở rộng dải tần 100 KHz, người ta chia thành 3 nhóm tần số lặp
xung cơ bản ŠŠ, SH. SL . Mỗi nhóm lại phát thành 7 tân số lặp xung riêng biệt mà chu kỳ của nó được tính như bảng đưới đây, với các số thứ tự (N) từ 1-7
Nhóm tần số | T/S lặp xung cơ bản | Chu kỳ lặp xung Công thức tính chu ký lặp xung _ riêng biệt
SH 16,7 Hz 60.0 Hs (@0-N) 100
SL 12,5- 80.00- (800-N). I0O
Ss 10 - 100.000- (1000-N). 100
Vĩ dụ: mắt xích có ghỉ SL1 thì mắt xích đó phát ở tần số lặp xung riêng biệt có chu kỳ là: (800-1). 100 = 79.900 us
H- Xác định vị trí tàu bằng Loran-C
œ _
Ngoài những máy thu đã được kết nối với máy tính hiện nay, chúng ta có thể lấy ra các thông số là tọa độ vị trí xác định ( Lat. Và Long. ) một cách nhanh chóng. Đối với một số
máy thu thế hệ cũ thường chúng ta sử dụng các nút “Operation”, nút “Drift”, nút “Coarse”
(chỉnh thô); “Fine” (chỉnh tinh) để làm cho đế các xung phụ và chính lần lượt trùng lên nhaụ Trên đồng hồ ta nhận được các thông số là hiệu thời gian nh bằng Is.
Chúng ta biết rằng sóng từ các trạm phát đi tới máy thu bao gầm sóng trời và sóng đất, trong lúc chúng ta chỉ cần sóng đất để đo đạc. Điều này gây ra sai số trong việc xác định vị trí tàụ Chúng ta cần phải hiệu chỉnh số đọc trên các đồng hồ máy thụ Việc hiệu chỉnh có
thể dựa vào bản đỏ LoranC hay bảng Loran C.
21 Dựa vào hải đồ
Trước hết chúng ta cần phân biệt sóng đất hay sóng trời xuất hiện trên mặt máy khi ta đọc giá trị. Có mấy cách nhận biết như:
- _ Ở khoảng cách khoảng <700 hải lý vào ban ngày và < 250 hlý vào ban đêm thì
thường sóng đất mạnh, đến trước nên dễ phát hiện.
- _ Ban đêm nếu thấy một sóng yếu xuất hiện trước một sóng đến sau nhưng mạnh
hơn thì sóng đến trước chính là sóng đất. Chúng ta sử dụng nút “Gain” để phát
hiện. Cần hạn chế sử dụng sóng trờị Sóng trời thường rời rạc, không ổn định. Trên hải đồ thường ghi như ví đụ sau:
Ví dụ hải đồ số 7825- địa trung hải có ghỉ:
7990X +02D
7990X +O4N
7990Y -20D ŠG +41D | Nếu trạm M thu được sóng trời, trạm 7990Y -32N SG +6ON phụ thu được sóng đất thì cân cọng
7990Z +03D vào số đọc 41 us vào ban ngày và 60
2 Hàng hải địa văn 100 Lê Văn Tv
Ngoài ra khi tàu đi qua vùng này thì cần hiệu chỉnh các giá trị đọc đối với các trạm theo các giá trị cho trên. (S: Sky; G: Ground; N: night; D: Day) -
Hải đồ Loran được dựng theo phép chiếu Mecator, các đường đẳng trị Hypebol được
vẽ bằng các màu khác nhau, thường cách nhau 50; 100; 200 Ms. Vĩ đụ: 7990X - 2500, _35600 v.v..
Nếu số đọc trên máy không trùng với số ở trên các đường hypebol thì ta phải nội suy để xác định vị trí tàu bằng thước tỉ lệ.
22 Bảng Loran-C
Bảng được sử dụng để vẽ các đường vị trí trên hải đổ đi biển khi không có bán đô Loran. Nguyên tắc xây dựng đường vị trí là nếu ta tìm được tọa độ của 2 điểm, khi nối lại sẽ
là một đường thẳng, đường thẳng đó có chứa các thông số đã được tính tương ứng với thông số
các trạm loran C ở trong hoặc gần hải đổ đang sử dụng.
Ở trong bảng còn có bảng hiệu chỉnh sóng trời về sóng đất (Ground wave to Sky wave correction) vì rong bảng đối số tra chỉ sử dụng sóng đất.
Trong bảng còn có hình ảnh các khu vực ảnh hưởng các sóng khác nhau (H. 4 1}
H.18 Giới hạn số biện chỉnh sóng trời về sóng đất. đã được lập bảng cho cặp trạm 7970-X Ngày nay một số máy thu LoranC được kết nối với máy tính và trực tiếp cho Ngày nay một số máy thu LoranC được kết nối với máy tính và trực tiếp cho ra các thông số của vị trí tàu (Long.; Lat.). Nó còn được kết nối với máy thu GPS vì vậy việc hiệu chỉnh sai số có thể tự động thực hiện trong máỵ
IH- Độ chính xác của vị trí tàu
Sai số trong vị trí tàu chủ yếu do hiệu chỉnh sóng trời gây ra (có thể đạt gía trị từ 40-60 Hs), gây ra sai số trong đường vị trí -
Sai số của máy thu thường bằng + 2us
Để giảm bớt sai số, thường người ta sử dụng phương pháp so sánh giá trị giữa chỉ số thu trên máy và giá trị của đường đẳng trị hypebol thực tế chứa
C ˆ
Hàng hải địa văn 101
Lê Vấn Ty xác. Số hiệu chỉnh này được sử dụng cho quá trình hành trình đối với cặp trạm chúng ta đang chọn.
Ví dụ: Tàu được xác định tại vị trí có tọa độ (Lat.; Long.), tương ứng với tọa độ này ở
trên hải đồ LoranC ta có đường hypebol SH3-X 17503. Trong lúc đó, giá trị thu được
trên máy thu là 17563. Như vậy, số hiệu chỉnh: A= 17503 - 17563 = -60 us
Số hiệu chỉnh này được sử đụng trong vòng khoảng 4-5 tiếng hành trình với độ chính xác khoảng +0,2 — 1 hải lý. Khi cằng xa trạm thì sai số càng lớn.
Công thức tính sai số bình phương trung bình vị trí xác định: T
m
À4=+—*>
sin Ø
Trong đó: Trong đó:
-- mạ: sai số BPTB của số đo hiệu thời gian - _ Các góc, y như hình vẽ __*®
Ô: góc kẹp giữa 2 đường vị trí
M
Khi y =O, tức là vị trí tàu nằm
Trên đường cơ sở. Giá trị M = œ Chúng ta không nên xác định vị
trí tàu ở khu vực gần đường cơ sở. Hệ thống LoranC có thể cho vị trí