SISTEMAS HIPERBÓLICOS DE NAVEGAÇÃO
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1. o sinal de M gasta para alcan ar eseese 400 ms o sinal de S gasta para alcan ar 600 ms atraso na transmiss o do sinal de S 400 ms diferen a de tempo 600 ms Figura 36 5 Padr o Hiperb lico com Escalonamento das Transmiss es 1314 Navega o detr nica e em condi es especiais Racioc nios semelhantes nos permitiriam montar a seguinte tabela de diferen as de tempo HIP RBOLE DE DIFEREN A DE POSI O TEMPO D 700 ms C 600 ms B 500 ms A 400 ms E 300 ms F 200 ms G 100 ms Assim est eliminada a ambig idade pois ramos hiperb licos sim tricos correspon der o a intervalos de tempo diferentes Por exemplo os ramos sim tricos D e G correspon dem respectivamente a intervalos de tempo de 700 ms e 100 ms Na pr tica como o transmissor da esta o Escrava ou Secund ria S leva al gum tempo para ser disparado ap s receber o sinal da Mestra M al m de n o ser aconselh vel trabalhar com intervalos de tempo muito pequenos somado ao tempo que o sinal M gasta para alcan ar S um intervalo de tempo fixo denominado atraso de c digo Se por exemplo este atraso de c digo for 50 microssegundos somado ao tempo gasto para o sinal de M alcan ar S 400 ms resultar em um atraso total de 450 ms Ent o as leituras nas hip rboles de posi o ficariam conforme apresentado na figura 36 6 Figura 36 6 Padr2. As cartas LORAN C atualmente existentes s o na sua quase totalidade cartas n uticas comuns tendo sobreimpressas as redes hiperb licas LORAN C Estas cartas s o corrigidas pelos Avisos aos Navegantes e podem portanto ser utilizadas para efetuar a navega o As redes hiperb licas s o impressas em diferentes cores a intervalos de 20 50 100 ou 200 microssegundos conforme a escala da carta As linhas de posi o correspondentes s leituras do receptor s raramente coincidir o com as hip rboles impressas na carta sendo portanto necess rio interpolar A interpola o deve ser sempre feita a partir da hip rbole impressa mais pr xima da leitura e utilizam se para isso os inter poladores gr ficos tamb m impressos nas pr prias cartas conforme anteriormente mencionado As car tas cont m tamb m as corre es em microssegundos para aplicar s leituras no caso de se utilizar a onda ionosf rica 36 17 RECEPTORES LORAN C Nos ltimos 20 anos houve um grande desenvolvimento tecnol gico nos receptores LORAN C que resultou em receptores compactos quase que totalmente autom ticos e 1336 Navega o detr nica e em condi es especiais Sistemas Hiperb licos de Navega o de pre o acess vel US 500 a US 1 000 para diversos modelos Muitos receptores incor poram computadores que proporcionam leitura digital direta da Latitude e Longitude da posi o com precis o de d cimo de minuto de arco Al m disso fo
3. IRG DA CADEIA LORAN O Puhar da Pukes da Pakan do Pulse dy maim curdo X maniri Y wmamd dla f merin Erra pus io Bere ea GTA m DDS T que DO iIi IRG Intervalo de repeti o do grupo DTX diferen a de tempo do par X DTY diferen a de tempo do par Y DTZ diferen a de tempo do par Z c IDENTIFICA O DA CADEIA E DAS LDP LORAN C Cada cadeia LORAN C identificada pelos 4 primeiros d gitos de seu IRG expres so em microssegundos a esta o Secund ria identificada pela adi o ao IRG de um sufixo correspondente sua letra de designa o Assim o c digo 7970 X designa o par Mestra Secund ria X da cadeia cujo IRG 79 700 ms cadeia do Mar da Noruega Uma diferen a de tempo DT observada acrescentada ao c digo b sico acima citado definin do de maneira completa uma LDP LORAN C Por exemplo a LDP 9960 X 26450 representa uma LDP hiperb lica correspondente a uma diferen a de tempo DT de 26 450 microssegundos entre a recep o do sinal da Mestra e da Secund ria X na cadeia LORAN C cujo IRG 99 600 ms cadeia Nordeste dos Estados Unidos 36 15 USO DAS ONDAS CELESTES NO LORAN C Como vimos a precis o do LORAN C obtida pelo uso da onda terrestre mas as ondas celestes refletidas na ionosfera tamb m est o sempre presentes figura 36 24 Na rea de cobertura da onda terrestre a interfer ncia das ondas celestes causa distor o na rec
4. 50 a 80 Os dec metros t picos um para cada par t m dois mostradores o mostrador ex terno indica o corredor estando subdividido em tantas divis es quantos forem os cor redores existentes em cada zona O mostrador interno contendo 100 divis es indica a diferen a de fase entre os sinais que comp em o par em cent simos de corredor centilanes Al m disso indicada tamb m a zona em que se encontra o navio em uma janela no medidor Navega o detr nica e em condi es especiais 1325 36 10 OBTE N O E PLOTAGEM DA POSI O DECCA Uma linha de posi o Decca ser ent o identificada por Letra correspondente zona Decca em que se encontra o navio n mero de 0 a 80 que individualiza o corredor em que est o navio dentro da zona identificando o simultaneamente como VERMELHO VERDE ou P RPURA e n mero centesimal centilanes que corresponde diferen a de fase entre os sinais do par e que define a LDP dentro do corredor EXEMPLO Linha de posi o Decca F 14 40 significa figura 36 16 LDP Vermelha par Mestra Escrava Vermelha Zona F Corredor 14 Hip rbole LDP 14 40 Figura 36 16 LDP DECCA Vermelho F 14 40 VERMELHO ZONA F 24 CORREDORES HIP RBOLE 14 40 LEITURA DEC METRO 0 a 100 Num dec metro t pico o ponteiro grande indica no mostrador externo do dial o valor do corredor Decca o ponteiro pequeno indica no mostrador interno os cent si
5. ar em escala circunfer ncias com centros nos focos cujos raios aumentem gradualmente em uma propor o constante figura 36 2 As circunfer ncias ent o indicam as dist ncias aos focos Para o tra ado da hip rbole escolhem se os pontos de interse o de duas circunfer ncias cujos raios difiram entre si do valor constante desejado Figura 36 2 Constru o Geom trica de uma Hip rbole Para o tra ado do ramo da hip rbole A da figura 36 2 escolhemos uma diferen a constante de dist ncias aos focos igual a 2 unidades Assim no ponto a a dist ncia ao foco F igual a 7 unidades e a dist ncia ao foco F igual a 5 sendo portanto a diferen a das dist ncias igual a 2 no ponto b a dist ncia a F de 6 unidades e a dist ncia a F de 4 unidades o que significa uma diferen a de dist ncias tamb m igual a 2 o mesmo ocorre nos pontos c d enos demais pontos da hip rbole A em todos eles a diferen a das dist n cias aos focos de 2 unidades como mostrado na tabela a seguir 1310 Navega o detr nica e em condi es especiais VALORES DOS RAIOS PONTO Circunfer ncia com Circunfer ncia com DIFEREN A centro em F centro em F a 7 5 2 b 6 4 2 c 5 3 2 d 4 2 2 A hip rbole C tamb m tra ada na figura 36 2 corresponde a uma diferen a de dist ncias constante igual a 4 unidades Analisando essa figura conclui se que quando a diferen a constante das di st nci
6. as pequena a hip rbole se localiza pr ximo mediatriz e bastante aberta ao contr rio quando a diferen a constante das dist ncias cresce os ramos da hip rbole se aproxi mam dos focos e a curvatura aumenta como mostrado na hip rbole C da figura 36 2 a mediatriz corresponde a uma diferen a de dist ncias constante igual a zero A compreens o do tra ado e das propriedades de uma hip rbole auxiliam o enten dimento dos princ pios em que se baseia a navega o hiperb lica 36 2 CONSTRU O DE UM PADR O HIPERB LICO AMBIG IDADE DAS TRANSMISS ES SIMULT NEAS Seja a figura 36 3 onde nos focos da hip rbole est o situados dois transmissores A e B que de forma sincronizada emitem ao mesmo tempo um sinal r dio Ao emitirem as ondas se propagam em todas as dire es e as circunfer ncias tra adas na figura indicam as dist ncias alcan adas em intervalos de 100 microssegundos 100 ms Como vimos a velocidade de propaga o das ondas eletromagn ticas na atmosfera de aproximadamente 300 000 km s ou cerca de 162 000 milhas n uticas por segundo Assim a onda hertziana percorre 0 162 milha n utica por microssegundo ou 16 2 milhas em 100 ms Isto significa que na figura 36 3 o intervalo de 100 ms entre as circunfer ncias tra adas corresponde a 16 2 milhas n uticas Ent o como a velocidade de propaga o das ondas de r dio no ar aproximada mente constante a uma dist ncia percorrida pelo sin
7. mos de corredor A letra que indica a zona Decca aparece em uma janela no dial Na figura 36 17 por exemplo a zona aparece na janela do dial o ponteiro grande indica o corredor n mero 16 Vermelho o ponteiro pequeno indica os cent simos de corredor 0 30 Assim a LDP Decca ser 16 30 Vermelho zona l corredor 16 hip rbole 16 30 O modelo atual de receptor Decca de bordo designado MK 21 mostrado na figura 36 18 incorpora tr s dec metros um para cada par da cadeia Decca Vermelho Verde e P rpura eum mostrador LED que apresenta o valor do corredor para cada par da cadeia tr s vezes por minuto Quando o receptor ajustado para uma determinada cadeia Decca os dec metros passam a indicar leituras cont nuas da zona corredor e cent simos de corredor para cada par de esta es at que o navio saia do alcance da cadeia No modelo MK 21 as leituras de fra o de corredor cent simos de corredor s o apresen tadas em mostradores circulares o n mero do corredor e a letra de identifica o da zona aparecem em uma janela situada logo acima de cada mostrador circular 1326 Navega o detr nica e em condi es especiais Sistemas Hiperb licos de Navega o Figura 36 17 Dec metro T pico Indica o Vermelho I 16 30 DECCA CO ORDINATE RED I 16 30 Figura 36 18 Receptor DECCA MK 21 Navega o detr nica e em condi es especiais 1327 Al m disso conforme mencionado a identifica o de
8. o Hiperb lico com Escalonamento e Atraso de C digo A B E p o3 c 3 E xa D 2 G M S Navega o detr nica e em condi es especiais 1315 Conforme vimos na navega o hiperb lica a linha que une duas esta es MS denominada de linha base suas extens es para ambos os lados das esta es tomam o nome de prolongamento da linha base O espa amento entre duas hip rboles tra adas no padr o chama se corredor lane 36 3 SISTEMAS HIPERB LICOS DE NAVEGA O Para se obter um ponto necess rio que sejam determinadas duas linhas de posi o LDP hiperb licas A posi o do navio estar no cruzamento das duas LDP preci so portanto dois grupos de esta es Na pr tica usa se uma esta o M estra controlando duas Secund rias ou Escravas Para que se observem as diferen as de tempo entre as recep es dos sinais dos dois grupos variam se as frequ ncias ou os atrasos de c digo Na figura 36 7 est plotado o padr o hiper b lico de uma rede constitu da por tr s esta es a Mestra A e duas Escravas ou Secund rias B eC As duas fam lias de LDP hiperb licas A B eA C constituem o quadriculado hiperb lico tra ado na carta No exemplo indicado na figura o receptor do sistema de navega o hiperb lica determinou duas diferen as de tempo de recep o de sinais A B 59 5 ms e A C 18 0 ms Como as hip rboles correspondentes a estes valores n o est o tra adas na carta foram feita
9. 000 ms e o nono pulso por 2 000 ms Cada esta o Secund ria transmite 8 pulsos separados entre si por intervalos de 1 000 ms O pulso extra do sinal da Mestra usado para identifica o dessa esta o e indica o de problemas na cadeia LORAN C No receptor LORAN C os oito pulsos b sicos de cada sinal s o integrados eletronicamente de modo a formar pulsos de alta intensidade da Mestra e das esta es Secund rias Es cravas de 300 ms de dura o aproximada Tais pulsos ent o s o eletronicamente com parados para obter as diferen as de tempo Para eliminar a contamina o ou interfer ncia das ondas celestes os pulsos inte grados da Mestra e das esta es Secund rias s o comparados num ponto de amostragem situado exatamente a 30 ms do bordo de vante do pulso Assim a medida das diferen as de tempo feita antes que qualquer onda celeste refletida possa alcan ar o receptor O for mato do pulso integrado LORAN C est mostrado na figura 36 22 Figura 36 22 Pulso Integrado LORAN C e ENVOLVENTE DO PULSO sE iH o 4 Os sinais de pulsos m ltiplos da Mestra e das esta es Secund rias de uma cadeia LORAN C s o transmitidos em uma sequ ncia predeterminada como mostrado na figu ra 36 23 A sequ ncia calculada de forma que o sinal da Mestra alcance cada uma das esta es Secund rias da cadeia antes que estas emitam seus sinais Al m disso um a traso de c digo inclu do entre as trans
10. LORAN C a CADEIAS LORAN C Para que o utilizador possa determinar a sua posi o necess rio que obtenha pelo menos duas LDP linhas de posi o Para que isso seja sempre poss vel as esta es LORAN C s o agrupadas em cadeias constitu das por uma esta o Mestra M e duas ou mais esta es Secund rias ou Escravas designadas pelas letras X Y Z e W As esta es de uma cadeia t m a localiza o e distribui o geogr fica necess ria para que em qualquer ponto da rea de cobertura possam ser sempre recebidos os sinais da esta o Mestra e de pelos menos duas esta es Secund rias Todas as esta es LORAN C est o equipadas com rel gios at micos padr es de c sio que lhes permitem estabelecer individualmente os instantes de transmiss o e a sincroniza o de fase sem necessidade de que as Secund rias recebam para refer ncia e disparo de suas emiss es os sinais da esta o Mestra Com isso nas cadeias atuais do LORAN C as linhas base puderam ser estendidas para dist ncias entre 1 000 e 1 500 milhas n uticas As esta es das cadeias LORAN C podem estar dispostas em tri ngulo tr ade ou quando existem mais de duas Secund rias em Y ou em estrela star pattern ocu pando nesses casos a esta o Mestra uma posi o central com rela o s Secund rias como est representado na figura 36 21 Em cada cadeia pode existir uma ou mais esta es monitoras com equipamento recept
11. alcan ando a maior parte do Hemisf rio Nor te com exce o do Oceano ndico e do Pac fico NW A U S Coast Guard a respons vel pela opera o do LORAN C A cobertura atual do sistema mostrada na figura 36 20 Figura 36 20 Cobertura do Sistema Loran C Si ONDAS TERRESTRES ONDAS CELESTES Navega o detr nica e em condi es especiais 1329 36 13 PRINC PIO DE FUNCIONAMENTO DO LORAN C O LORAN C um sistema hiperb lico de radionavega o de longo alcance que utiliza pulsos de radiofrequ ncia da faixa de LF frequ ncia b sica de 100 kHz O siste ma baseado na medida da diferen a do tempo de recep o de sinais transmitidos por duas esta es Como vimos se um receptor a bordo for capaz de medir a diferen a de tempo de recep o de sinais transmitidos sincronizadamente por duas esta es fica r determinada uma LDP hiperb lica definida como o lugar geom trico de todos os pon tos que t m a mesma diferen a de dist ncias para as duas esta es pois a uma dada diferen a de tempo de chegada dos sinais no receptor de bordo corresponder uma determinada diferen a de dist ncias das esta es transmissoras Assim as linhas de posi o do LORAN C s o hip rboles que representam o lugar geom trico dos pontos que apresentam a mesma diferen a de tempo de recep o de sinais emitidos sincronizada mente por duas esta es S o necess rias duas esta es para se determinar uma lin
12. corredor tamb m apresen tada sequencialmente sob a forma num rica no mostrador LED retangular existente sob o dec metro da esquerda Essa indica o de corredor em conjunto com a posi o esti ma da para a identifica o da zona Decca utilizada para inicializar as janelas dos dec metros Os valores das LDP Decca s o plotados como segmentos de LDP hiperb lica na Carta Decca onde est o representados os padr es hiperb licos correspondentes aos tr s pares de esta es da cadeia em uso Um exemplo de plotagem de posi o Decca est mos trado na figura 36 19 Figura 36 19 Plotagem de Posi o DECCA POSI O o VERMELHO DECCA E te i pet As linhas de posi o Decca s o impressas sobre cartas n uticas regulares em ver melho verde e p rpura para identificar o par de esta es da cadeia a que se referem As hip rboles limites de zona s o normalmente impressas em tra o mais grosso Estas car tas especiais s o chamadas de Cartas Decca Existem ainda equipamentos de plotagem plotters autom ticos projetados para plotar as posi es Decca etra ar continuamente a derrota do navio sobre uma folha de plotagem usando informa es fornecidas pelo re ceptor Decca 36 11 FUTURO DO SISTEMA DECCA Como vimos o Decca apresentava a caracter stica nica de ser um sistema de nave ga o de propriedade de uma empresa privada O equipamento Decca era instalado e 1328 Nav
13. formado ou seja o que coloque o navio em pior situa o do ponto de vista da seguran a da navega o 36 5 PADR O HIPERB LICO PELA MEDIDA DA DIFEREN A DE FASES A figura 36 10 representa um padr o hiperb lico referente s esta es M e S Nele o espa amento entre as circunfer ncias de dist ncia tra adas igual a 1 comprimento de onda 1 das transmiss es das esta es Al m disso para facilitar o estudo considera se que a linha base corresponde a um n mero inteiro de comprimentos de onda que as duas esta es operam na mesma frequ ncia e transmitem sincronizadamente Figura 36 10 Padr o Formado por Hiperb les de Diferen a de Fase Igual a Zero CARAS PENA DATAS Bi SENA Verifica se na figura que sobre a linha base os pontos de diferen a de fase igual a zero ocorrem a intervalos de meio comprimento de onda Nos pontos fora da linha base que distam de ambas as esta es n meros inteiros de comprimento de onda ou n meros inteiros mais meio comprimento de onda tamb m a diferen a de fase ser zero Assim no ponto b da figura 36 10 cuja dist ncia da esta o M de 3 comprimentos de onda e da esta o S de 4 comprimentos de onda a diferen a de fase zero Navega o detr nica e em condi es especiais 1319 Nos sistemas que empregam diferen a de fase o espa amento entre duas hip rboles de diferen a de fase igual a zero denomina se corredor lane Sobre a linha bas
14. para plotagem de uma posi o Decca Para facilitar a interpola o das LDP entre duas hip rboles representadas as Cartas LORAN C incluem um interpolador linear figura 36 26 cujo uso id ntico ao do interpolador Omega ver o Ap ndice a este Cap tulo Por exemplo na Carta LORAN C da figura 36 27 est plotada a posi o de 1715 horas definida pelas seguintes LDP DIFEREN AS DE TEMPO 9930 X 37 975 0 9930 Y 70 025 0 9930 Z 49 181 0 A Carta LORAN C deve ser examinada de modo a determinar quais sinais devem ser usados para proporcionar uma boa geometria para a posi o ngulos de corte das LDP 309 1334 Navega o detr nica e em condi es especiais Figura 36 25 Geometria da Posi o Hiperb lica LORAN C SECUNDARIA Lj DTX LUGAR GEOM TRICO DE TODAS AS POSI ES DE DIFEREN A DE TEMPO DE RECEP O DOS SINAIS DE M E DE X CONSTANTE PIA Es HIPERB LICA SECUND RIA F FDTY LUGAR GEOM TRICO DE TODAS AS POSI ES f DE DIFEREN A DE TEMPO DE RECEP O DOS SINAIS DE M E DE Y CONSTANTE Figura 36 26 Interpolador Linear L ORAN C Navega o detr nica e em condi es especiais 1335 Sistemas Hiperb licos de Navega o Figura 36 27 Carta LORAN C Se for obtida apenas uma diferen a de tempo DT a LDP LORAN C determinada poder ser cruzada com uma LDP obtida por outro meio para definir a posi o do navio
15. sistemas hiperb licos de navega o usa o processo de escalonamento das emiss es agrupando as transmiss es em redes de tr s ou quatro esta es Em uma rede uma esta o transmite primeiro e as demais s emitem os respectivos sinais ao receberem a onda de r dio emitida pela primeira esta o Vejamos como isto elimina a ambi g i dade Na figura 36 5 as circunfer ncias de dist ncia tempo tra adas est o espa adas de 100 ms Verifica se portanto que as esta es representadas est o espa adas de 400 ms Navega o detr nica e em condi es especiais 1313 Sistemas Hiperb licos de Navega o ou seja o sinal r dio transmitido por uma delas gasta 400 ms para se propagar at a outra Inicialmente uma das esta es denominada de Mestra M emite seu sinal S quando ele for recebido na outra esta o que se denomina Escrava Remota ou Secun d ria S que esta emitir o respectivo sinal Ent o no exemplo da figura a esta o S s transmitir o seu sinal 400 ms depois da emiss o do sinal da esta o M isto haver um atraso de 400 ms na transmiss o da esta o S Logo para um ponto d no ramo hiperb lico D figura 36 5 tem se o sinal de M gasta para alcan ar d e 300 ms o sinal de S gasta para alcan ar dd 600 ms atraso na transmiss o do sinal de S 400 ms diferen a de tempos ssa ssa rasa a Ras 700 ms Da mesma forma para um ponto c no ramo hiperb lico C tem se
16. 50 200 100 700 240 150 1 200 Em condi es favor veis o erro nas posi es Decca pode ser inferior a 50 metros at 50 milhas das esta es Em zonas restritas pr ximo do centro da cadeia o rigor pode ser da ordem de 15 metros Das 50 para as 240 milhas o rigor das posi es obtidas diminui substancialmente sendo no limite exterior da ordem de 2 milhas Entre as 240 e as 450 milhas s normalmente utiliz vel uma linha de posi o 36 7 PRINC PIO B SICO DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DECCA As esta es transmissoras Decca est o agrupadas em cadeias constitu das por uma esta o Mestra qual est o associadas duas ou tr s esta es Escravas Secund rias situa das a dist ncias de 60 a 120 milhas Idealmente cada cadeia deveria estar geograficamente distribu da de acordo com o padr o estrela star pattern ou seja as esta es Secund rias deveriam dispor se em torno da Mestra com um espa amento angular da ordem de 120 entre cada linha base Mestra E scrava contudo as condi es geogr ficas ou a cobertura pretendi da fazem variar consideravelmente a posi o relativa das esta es As esta es Secund rias tomam as designa es de Vermelha Encarnada Verde e P rpura Violeta As hip rboles Decca s o impressas sobre cartas de navega o Cartas Decca na mesma cor da esta o Secund ria que constitui o par com a Mestra isto vermelhas encarnadas
17. ORAN C transmitem sinais com uma frequ ncia comum de 100 kHz com uma largura de faixa estendendo se at 10 kHz para cada lado O alcance das ondas terrestres do LORAN C de 800 a 1 200 milhas dependendo da pot ncia da esta o do n vel de ru do na rea da sensibilidade do receptor e da atenua o no trajeto esta o receptor Ondas ionosf ricas de uma reflex o t m um alcance de 2 000 a 2 300 milhas ondas celestes de dupla reflex o na ionosfera j foram recebidas a 4 000 mi lhas das esta es transmissoras Ondas celestes de uma reflex o s o produzidas de dia e de noite enquanto ondas de dupla reflex o ocorrem apenas no per odo noturno A precis o do LORAN C na rea de cobertura das ondas terrestres varia de 200 metros cerca de 700 p s pr ximo da linha base at 450 metros cerca de 1 500 p s no limite da rea coberta pelas ondas terrestres 95 de probabilidade Para al m do limite de recep o das ondas terrestres podem se utilizar as ondas celestes embora com uma diminui o consider vel na precis o das linhas de posi o 1330 Navega o detr nica e em condi es especiais As baixas frequ ncias e as altas pot ncias de transmiss o mais de 1 500 kW em algumas esta es permitem que as ondas terrestres do LORAN C sob determinadas condi es penetrem nas camadas superficiais do mar possibilitando sua recep o por submarinos submersos na cota perisc pica 36 14 OPERA O DO SISTEMA
18. SISTEMAS HIPERB LICOS DE NAVEGA O 36 1 NAVEGA O HIPERB LICA A navega o hiperb lica utiliza o m todo de medida da diferen a de dist ncias a determinados pontos esta es do sistema para obten o das linhas de posi o LDP que definem a posi o do navio Os sistemas eletr nicos de posicionamento baseados em terra land based positioning systems que estudaremos a seguir utilizam o m to do hiperb lico para determina o das LDP por diferen a de fase como o sistema Decca ou por diferen a de tempo como o LORAN C Figura 36 1 Hip rbole Uma hip rbole o lugar geom trico dos pontos cuja diferen a de dist n cias a dois pontos fixos constante A fi gura 36 1 mostra uma hip rbole cujos focos s o F e F Em cada ponto dos dois ramos da hip rbole as diferen as das dist ncias aos focos constante Assim na figura 36 1 MF MF M F M F constante Navega o detr nica e em condi es especiais 1309 Sistemas Hiperb licos de Navega o A dist ncia entre os focos da hip rbole denominada dist ncia focal o segmen to que une os focos F e F denominado em navega o de linha base a extens o da linha focal toma o nome de prolongamento da linha base a perpendicular a meio da dist ncia focal yy denominada de mediatriz do segmento focal O modo mais pr tico de constru o geom trica de uma hip rbole consiste em plotados os focos tra
19. a escrava Verde indicam que o receptor est localizado no quinto 1324 Navega o detr nica e em condi es especiais corredor contido pela zona medido a partir da Mestra na dire o da escrava Verde Den tro do corredor a diferen a de fase de 90 Figura 36 15 Identifica o do Corredor DECCA COMA DECCA VERDE GIMAL DE IDE MTIFICA O DA ESTA O VERDE if SINAL DE IDENTIFICA O DA MESTRA i Al m do sinal de identifica o de corredor acima descrito as esta es Decca transmitem durante cada ciclo de 20 segundos um sinal de identifica o de zona em uma freq ncia igual a 8 2f sendo f a freq ncia fundamental da cadeia E sta freq n cia denominada freq ncia laranja comparada em receptores convenientemente equi pados com a frequ ncia 8f para formar um padr o hiperb lico ainda mais largo no qual 360 de diferen a de fase compreendem 5 zonas Medida esta diferen a de fase o receptor identifica em que zona o navio est localizado 36 9 DESIGNA O DE CORREDORES E ZONAS DECCA Para fins de identifica o em cada cadeia Decca as zonas s o designadas por uma letra de A at recome ando em A quando ao par correspondem mais de 10 zonas Cada corredor dentro de uma zona identificado por n meros come ando do lado da esta o Mestra A numera o atribu da do seguinte modo CORREDORES VERMELHOS 0 a 24 CORREDORES VERDES 30 a 48 e CORREDORES P RPURAS
20. al transmitido corresponder um certo intervalo de tempo e vice versa Al m disso uma diferen a de dist ncias corresponder a um determinado intervalo de tempo Tendo em vista este conceito e recordando as propriedades de uma hip rbole pode mos definir como hip rbole de posi o em radionavega o HIP RBOLE DE POSI O o lugar geom trico das posi es do observador onde o intervalo de tempo entre a recep o de sinais r dio transmitidos simultaneamente por duas esta es fixas constante Navega o detr nica e em condi es especiais 1311 Sistemas Hiperb licos de Navega o Figura 36 3 Constru o de um Padr o Hiperb lico Na figura 36 3 na hip rbole M considerem se os pontos a e b O sinal r dio para se propagar do transmissor A ao ponto a gasta 600 ms por outro lado o sinal r dio gasta 900 ms para se propagar do transmissor B ao mesmo ponto a Assim se os dois sinais fossem emitidos simultaneamente um receptor no ponto a receberia o sinal do transmis sor A 300 ms antes de receber o sinal do transmissor B No ponto b da hip rbole M ter amos do transmissor A para o receptor b o sinal gasta 400 ms do transmissor B para o receptor b o sinal gasta 700 ms diferen a de tempo sarna 300 ms Portanto obteremos diferen as de tempo constantes para todos os pontos da hip rbole M Assim se a bordo existir um radiorreceptor com um disp
21. diferen a de fase de 4 a exatid o na medida sobre a linha base seria de 163 40 metros Essa precis o diminuiria ao se afastar da linha base em virtude do aumento do espa amento correspondente a um corredor 1320 Navega o detr nica e em condi es especiais 36 6 SISTEMA DECCA DE NAVEGA O O Sistema Decca de Navega o tem como caracter stica nica o fato de ter sido de propriedade e operado at o final da d cada de 1980 por uma empresa privada a Racal Decca Navigator Company Limited baseada em Londres UK O sistema foi original mente concebido em 1937 por um engenheiro norte americano W J O Brien tendo sido desenvolvido pelo Almirantado Brit nico Seu primeiro uso pr tico foi na navega o dos navios varredores e navios de desembarque na invas o aliada da Normandia em 1944 na 22 Guerra Mundial A Companhia Decca Navigator criada em 1945 aperfei oou o sistema e estabeleceu a primeira rede comercial Decca no sudeste da Inglaterra em 1946 A cobertura atual do sistema Decca na Europa Canad Golfo da Guin sul da frica Golfo P rsico ndia Austr lia e Extremo Oriente est mostrada na figura 36 12 O sistema Decca utiliza o princ pio da medida de diferen a de fase entre sinais recebidos para determina o das LDP O sistema emprega redes cadeias de esta es cada uma formada por uma esta o Mestra em combina o com at tr s Escravas ou Secund rias O sistema Decca usa
22. e um corredor corresponde a meio comprimento de onda medida que se afasta da linha base este valor aumenta como se pode verificar na figura 36 10 As diferen as de fase dentro de um corredor podem ser visualizadas na figura 36 11 Desta forma se o siste ma de navega o for capaz de medir a diferen a de fase entre os dois sinais ficar definida uma LDP dentro do corredor em que estiver o navio Figura 36 11 Diferen as de Fase Dentro de um Corredor DIF FASE Dou DED Para que se possa determinar a diferen a de fase os sinais t m que ser recebidos separadamente a fim de que sejam medidas as fases e obtida a diferen a Isto pode ser feito de duas maneiras ou as esta es operam na mesma frequ ncia mas emitem em sequ ncia ou operam em frequ ncias diferentes sendo uma m ltipla da outra O sistema Decca que usa o m todo de medida da diferen a de fases emprega transmiss es em fre qu ncias diferentes O sistema Omega utilizava uma mesma frequ ncia em transmiss es escalonadas Para dar uma id ia da precis o das LDP obtidas por medida da diferen a de fase tomemos como exemplo o sistema Omega que operava na frequ ncia b sica de 10 2 kHz Logo como 1 E teremos _ 300 000 10 2 1 29 411 764 metros Assim sobre a linha base os corredores apresentam um comprimento de 14 705 882 metros correspondente a meio comprimento de onda 1 2 Se o equipamento Omega pos su sse uma precis o de medida de
23. e 1808 ent o o receptor deve estar situado em um ponto no meio do Navega o detr nica e em condi es especiais 1323 corredor No corredor da direita a diferen a de fase medida de 90 assim o receptor est situado a 0 25 da largura do corredor a partir da Mestra na dire o da escrava Verde Entretanto apenas com a medida da diferen a de fase ficaria imposs vel determi nar em que corredor o receptor est localizado A medida da diferen a de fase de 180 por exemplo colocaria o receptor no meio de qualquer corredor do par de esta es Mestra Escrava ou seja a medida somente da diferen a de fase conduz ambiguidade a cada valor medido correspondem tantas hip rboles quantos s o os corredores existentes entre o par de esta es considerado Portanto torna se necess rio dispor de uma informa o adicional que permita identificar o corredor em que est situado o navio Figura 36 14 Diferen as de Fase num Corredor DECCA CORREDOR CORREDOR DECCA DECCA are a THF DIF DE FASE VERDE Es RD 0 MESTRA gix 3 dar Ei gg 180 2P amp ro eF 17 Te Bo OS A compara o de fase entre a Mestra e a escrava Verde como vimos feita na frequ ncia 18f Se a frequ ncia fundamental for de 14 00 kHz a frequ ncia de compara o ser de 252 kHz e o comprimento de onda 1 de 1 190 48 m Assim o corredor Decca 1 2 ter na linha base a largura de 595 24 metros Ent o para identif
24. ega o detr nica e em condi es especiais Sistemas Hiperb licos de Navega o mantido a bordo em regime de aluguel pela Decca Navigator Co Ltd respons vel tam b m pela opera o e manuten o das cadeias de esta es Hoje a opera o do sistema subsidiada pelo Governo Brit nico O uso do Decca principalmente por navios mercantes e barcos pesqueiros operan do ao largo da Terra Nova no Mar do Norte no Canal da Mancha e no Mar dojJ ap o t o intenso que pode se prever que o sistema permanecer em opera o a despeito da dispo nibilidade do GPS 36 12 SISTEMA LORAN C DE NAVE GA O O Sistema LORAN C abreviatura de Long Range Navigation foi originalmente desenvolvido pelos Estados U nidos em 1940 tendo constitu do uma das primeiras tenta tivas de implementa o de um sistema hiperb lico de navega o de longo alcance capaz de proporcionar continuamente e em qualquer condi o de tempo informa o de posicionamento para navios ou aeronaves A Segunda Guerra Mundial e a Guerra da Cor ia aceleraram o estabelecimento do sistema inicialmente denominado de LORAN A O sistema original evoluiu para o atual LORAN C As principais esta es LORAN C tor naram se operacionais em 1957 O sistema foi gradual mente aprimorado e expandido at que no final da d cada de 1970 sua cobertura por ondas terrestres estendia se sobre a maioria das regi es costei ras do Atl ntico Norte com ondas celestes
25. ep o sob a forma de enfraquecimento do sinal fading e mudan as no formato do pulso O formato do sinal LORAN C e o projeto dos receptores do sistema Navega o detr nica e em condi es especiais 1333 procuram evitar a contamina o da onda ionosf rica a fim de eliminar os erros causados por essa interfer ncia Entretanto as ondas celestes proporcionam um valioso aumento do alcance do LORAN C embora com menor precis o de posicionamento Assim para al m do alcance da onda terrestre pode se utilizar a onda ionosf rica sendo ent o necess rio aplicar corre es s leituras de diferen a de tempo DT obtidas no receptor Essas corre es constam das Cartas LORAN C Figura 36 24 Onda Terrestre e Onda Celeste E poi o Abr E FIFI Ta Tim e ME ny ONDA DE SUPERF CIE TRAKSHISSOR q e Ta RECEFIOR i 36 16 OBTE N O E PLOTAGEM DA POSI AO LORAN C O receptor mede duas ou mais diferen as de tempo entre a recep o dos pulsos da Mestra e das Secund rias da cadeia LORAN C que cobre a rea definindo duas ou mais linhas de posi o hiperb licas A posi o do receptor estar na interse o das LDP figura 36 25 Obtidas as diferen as de tempo DT que constituem as LDP a posi o ser plota da na Carta LORAN C que apresenta os padr es hiperb licos da cadeia tra ando como linhas retas pequenos segmentos de LDP hiperb licas de maneira semelhante ao proce dimento adotado
26. es 1 A exatid o com que o equipamento capaz de medir o intervalo detempo ou a diferen a de fase entre os sinais recebidos fundamental para a precis o da LDP Como vimos a velocidade de propaga o das ondas de r dio na atmosfera de cerca de 0 162 milha n utica por microssegundo Assim para que a LDP tenha uma precis o de 0 1 milha a medi o do intervalo de tempo deve ser feita com uma exatid o de 0 6 ms ou seja para cada 0 6 ms de erro na leitura teremos um erro de 0 1 milha na LDP A medi o da diferen a de fase deve ser feita com precis o semelhante 2 A sincronia entre as transmiss es tamb m essencial As esta es devem trans mitir rigorosamente dentro do escalonamento de emiss es planejado para o sistema a fim de garantir a exatid o das LDP A sincroniza o das transmiss es assegurada por padr es at micos de tempo altamente precisos 3 A previs o da propaga o significa tanto a velocidade como o trajeto das on das de r dio entre a esta o transmissora em terra e o receptor a bordo do navio ou embarca o Notra ado das hip rboles nas cartas ou na constru o det buas assumem se condi es atmosf ricas padr es que proporcionar o uma propaga o padr o Se as condi es se afastam dos par metros padr es considerados ser o introduzidos erros nas LDP Cada sistema usa seu m todo pr prio para identificar e corrigir esses erros 4 As qualidades do receptor s o
27. ha de posi o LORAN C sendo esta definida pela diferen a de tempo entre a chegada dos pulsos das duas esta es e pela diferen a de fase entre esses mesmos impulsos A diferen a de tempo corresponde determina o da LDP sem problemas de ambig idade a medi o da diferen a de fase subsequente permite melhorar o rigor dessa determina o A precis o do sistema depende da exatid o da sincroniza o dos sinais transmiti dos da capacidade do receptor de medir a diferen a de tempo entre a recep o dos dois sinais TD time difference e do conhecimento da velocidade de propaga o dos pulsos transmitidos de modo que as diferen as de tempo possam ser convertidas em diferen as de dist ncias Originalmente o LORAN C operava utilizando o conceito de que a recep o do pulso transmitido pela esta o Mestra que disparava as emiss es sequenciais das esta es Escravas a ela associadas em uma determinada cadeia Hoje entretanto padr es at micos de tempo nas esta es regulam todas as transmiss es de cada cadeia com maior exatid o garantindo uma precisa sincroniza o das emiss es Al m disso a precis o do LORAN C deriva da exatid o com que o receptor capaz de medir as diferen as de tem po de recep o dos pulsos de radiofrequ ncias e da estabilidade da propaga o das on das LF que tamb m proporcionam longo alcance A frequ ncia b sica do sistema como vimos 100 kHz Todas as esta es L
28. ias LORAN C foram instaladas no Oeste dos Estados Unidos com pletando a cobertura do sistema sobre todo o territ rio continental daquele pa s Assim espera se que o LORAN C permane a operacional ainda por v rios anos 1338 Navega o detr nica e em condi es especiais
29. icar o corredor em que est o navio ter amos que conhecer nossa posi o estimada com uma precis o de cerca de 300 metros 1 2 corredor o que tornaria dispens vel a utiliza o do Decca No sistema Decca a identifica o do corredor obtida pela transmiss o de um sinal de identifica o de corredor de 0 6 segundo de dura o emitido a cada 20 segundos pela Mestra e por todas as Escravas de uma cadeia Os sinais de identifica o de corredor s o combinados no receptor de modo a produ zir um trem de pulsos na frequ ncia fundamental f da cadeia de esta es Fica gerada assim uma rede hiperb lica mais larga para cada par Um corredor na frequ ncia funda mental f considerada de 14 00 kHz tem uma largura na linha base de 10 714 29 metros o que corresponde a 18 corredores na frequ ncia de compara o M estra Verde 18f como mostrado na figura 36 15 A faixa compreendida entre duas hip rboles de diferen a de fase nula na frequ n cia fundamental f denominada zona Sendo constante para todas as cadeias Decca a rela o harm nica das frequ ncias de compara o para cada par 18f 24f e 30f e sendo sempre f a frequ ncia de identifica o resulta que cada zona cont m sempre o mesmo n mero de corredores em qualquer cadeia 18 corredores Verdes 24 corredores Verme lhos e 30 corredores P rpuras Na figura 36 15 por exemplo a compara o de fase dos sinais de identifica o de corredor da Mestra e d
30. m em outra parte do receptor multiplicada por 3 e a frequ ncia 9f da Verde por 2 para produzir uma frequ ncia de compara o de fase do par Mestra Verde de 18f simultaneamente de maneira similar a frequ ncia 6f da Mestra multiplicada por 5 e a frequ ncia 5f da escrava P rpura multiplicada por 6 de modo a produzir uma frequ ncia de compara o de fase do par Mestra P rpura igual a 30f As diferen as de fase resultantes da compara o para cada par de esta es Mes tra Escrava da cadeia selecionada s o indicadas em instrumentos de medida denomina dos dec metros um para cada par de esta es Mestra Escrava proporcionando tr s LDP Decca Figura 36 13 Cadeia DECCA Os dec metros utilizados na medida das diferen as de fase permitem determinar diferen as de ngulos de fase entre os sinais da ordem dos 3 a 3 5 ou seja podem indivi dualizar cerca de 100 hip rboles de posi o em cada corredor 360 de fase Por essa raz o os dec metros s o graduados em cent simos de corredor centilanes 36 8 IDENTIFICA O DOS CORREDORES DECCA Na figura 36 14 est ilustrada a compara o de fase entre os sinais da esta o Mestra eda escrava Verde na frequ ncia de compara o 18f estando mostrados 2 corre dores cada um equivalente a meio comprimento de onda ou 1 2 No corredor da esquer da um receptor est localizado em uma posi o onde a diferen a de fase medida entre o par Mestra Verde d
31. miss es das Secund rias de modo a assegurar que todas as emiss es sejam recebidas na mesma sequ ncia em toda rea coberta pela cadeia a a Ma i ine E pp O intervalo de tempo entre dois in cios consecutivos de transmiss o da Mestra denominado Intervalo de Repeti o do Grupo de Pulsos IRG Cada cadeia LORAN C tem um IRG conhecido em ingl s como GRI group repetition interval diferente ex presso em microssegundos Como as dura es das transmiss es da Mestra e das Secund rias s o fixas o IRG depende dos intervalos de tempo entre emiss es ou seja dos atrasos fixos e de c digo que s o calculados conforme vimos detal maneira que dentro da cober tura de uma cadeia LORAN C n o poss vel a recep o fora da ordem da transmiss o Assim numa cadeia constitu da pela Mestra M e tr s Secund rias X Y e Z as esta es 1332 Navega o detr nica e em condi es especiais transmitem nesta sequ ncia e em qualquer ponto da rea de cobertura os pulsos emiti dos tamb m ser o sempre recebidos nessa mesma sequ ncia M X Y e Z Ent o cada esta o Secund ria atrasa sua emiss o de um tempo especificado denominado atraso de c digo da Secund ria O receptor LORAN C leva em conta este atraso de c digo conheci do quando mede a diferen a de tempo DT de recep o dos sinais da Mestra e das Secun d rias para determinar as LDP LORAN Figura 36 23 Formato do Sinal LORAN C
32. ondas cont nuas n o moduladas CW A grade hiper b lica formada pelas linhas de diferen a de fase dos sinais transmitidos pela Mestra e pelas Escravas Figura 36 12 Cobertura do Sistema DECCA 46 Cadeias 4 GEDEE Fi e qu Fi ET a ga AM a i T gis mr L ar EE k e Todas as esta es Decca operam em baixas frequ ncias na faixa de LF low frequency entre 70 kHz e 130 kHz O alcance nominal do sistema considerado como de 240 milhas da esta o Mestra tanto durante o dia como no per odo noturno A interfer n cia das ondas celestes normalmente torna o sistema n o utiliz vel al m deste limite Em condi es excepcionais o sistema pode ser usado at cerca de 450 milhas das esta es Assim o Decca pode ser descrito como um sistema de navega o eletr nica de curto e m dio alcance em compara o por exemplo com o sistema de longo alcance GPS que proporciona cobertura mundial Enquanto o alcance do sistema Decca algo limitado esta desvantagem compensada pela boa precis o e relativa simplicidade de obten o das LDP Decca dentro da rea de cobertura de cada cadeia Navega o detr nica e em condi es especiais 1321 O erro m dio quadr tico rms m ximo de uma LDP Decca dentro da rea co berta por uma cadeia do sistema dado na tabela abaixo DIST NCIA EM MILHAS ERRO M DIO DA LDP EM METROS DA ESTA O MESTRA DE DIA DE NOITE 100 30 100 150 60 3
33. or de alta precis o onde se efetua continuamen te a verifica o das diferen as de tempo de cada par Mestra Secund ria Estas esta es podem originar a corre o do instante de transmiss o das esta es Secund rias se for constatada uma diferen a igual ou superior metade do valor da toler ncia estabelecida que da ordem de 200 nanossegundos Figura 36 21 Cadeias LORAN C x A Y F i N dz a zZ TRIADE IPSILDA ESTRELA b FORMATO DO SINAL LORAN C Os sinais das esta es LORAN C s o formados por grupos de pulsos sendo que a frequ ncia da onda portadora de 100 kHz estando 99 da energia irradiada contida entre as frequ ncias de 90 kHz e 110 kHz A frequ ncia de transmiss o do sinal LORAN C requer uma pot ncia muito elevada para que a onda terrestre se propague at o longo al cance para o qual o sistema foi projetado Al m disso nessa frequ ncia as ondas celestes Navega o detr nica e em condi es especiais 1331 se irradiam de uma forma tal que alcan am o receptor num per odo de tempo muito curto ap s a chegada da onda terrestre praticamente em qualquer ponto da rea de cobertura de uma determinada cadeia Para reduzir os requisitos de grandes pot ncias o LORAN C utiliza um sinal com posto por pulsos m ltiplos multi pulsed signal Cada transmiss o de uma esta o M es tra consiste na realidade de 9 pulsos os oito primeiros s o separados entre si por inter valos de 1
34. ositivo capaz de medir o intervalo de tempo entre a recep o dos sinais emitidos simultaneamente por A e B poderemos determinar a hip rbole de posi o do navio Contudo uma hip rbole composta por dois ramos sim tricos e a ambos correspon der a mesma diferen a de dist ncias ou o mesmo intervalo de tempo Na figura 36 3 os ramos hiperb licos M e N correspondem a uma diferen a de tempo de 300 microssegundos 1312 Navega o detr nica e em condi es especiais Como o receptor capaz apenas de medir o intervalo de tempo entre a recep o dos dois sinais ficaria introduzida uma ambig idade no sistema n o havendo meio de distinguir se o navio se encontra sobre o ramo hiperb lico M ou N A figura 36 4 ilustra outra situa o onde al m da mediatriz A est o tra adas cinco hip rboles cada uma com seus dois ramos sim tricos Temos ent o as seguintes diferen as de tempo correspondentes ramos hiperb licos B G eee 300 ms ramos hiperb licos e H e 600 ms ramos hiperb licos D el lessees 900 ms ramos hiperb licos E eJ a 1 200 ms ramos hiperb licos F eL jaz psolrssertsasannendaddi 1 500 ms Figura 36 4 Padr o Hiperb lico Mostrando Ambig idades A 9 o 4 4 9 soo 20 300 900 900 o 1200 1200 e 1500 1500 1800 r Desta forma quando as transmiss es s o simult neas existem ambig idades Para resolver as ambig idades descritas a maioria dos
35. res do padr o com 120 cada um para cada lado da linha base como indica do na figura 36 8 Na determina o da posi o s o empregadas pelo menos duas LDP Assim a precis o do ponto depender al m dos fatores que influenciam a exatid o das LDP de per si do ngulo de corte entre as hip rboles isto da geometria da situa o Para uma posi o obtida por duas LDP ngulos de interse o menores que 30 devem ser evitados tal como na navega o costeira ou astron mica 6 A precis o tamb m depende da acur cia com que se conhecem as coordenadas das esta es transmissoras e da exatid o das t buas ou cartas usadas com o sistema Figura 36 8 Setores Utiliz veis do Padr o Hiperb lico Em virtude de todos esses fatores prudente considerar para a posi o hiperb lica n o apenas um ponto mas sim uma rea em torno da interse o das duas hip rboles de posi o Tal rea ser fun o da precis o con siderada na obten o da LDP e do ngulo de corte entre elas figura 36 9 Adota se como posi o o setor utilizado 120 120 B setor utilizado Figura 36 9 Posi o Hiperb lica rea de Incerteza a ERRO DE 1 EM CADA LDP b ERRO DE 1 EM CADA LDP NGULO DE CORTE 9029 NGULO DE CORTE e 302 E NAVIO PR XIMO S ESTA ES NAVIO DISTANTE DAS ESTA ES 1318 Navega o detr nica e em condi es especiais v rtice mais desfavor vel do quadril tero
36. rnecem rumo e veloci da de no fundo rumo dist ncia e tempo para o pr ximo ponto da derrota ou para o ponto de destino rumo e velocidade da corrente etc Uma vez ligados e inicializados esses recep tores selecionam automaticamente a melhor cadeia LORAN C a utilizar baseado na in tensidade dos sinais na rea ea melhor combina o de pulsos Mestra Secund ria a fim de obter uma boa geometria para as posi es figura 36 28 Figura 36 28 Receptor Autom tico LORAN C FARAJA E FRER GET HOTCH HE PARE TUM EXTERDEO RANHE CETELE DAEL DAT v Ridd E TENTO BED TE L r BA UTT Outros equipamentos combinam em um mesmo aparelho receptores dos sistemas LORAN C e GPS aproveitando as vantagens de ambos e utilizando um como back up do outro figura 36 29 Figura 36 29 Receptor Combinado LORAN C e GPS The Precision Navigation LORAN C GPS Receiver System Rg E z KT o T Lig Os receptores b sicos do sistema contudo fornecem somente as diferen as de tempo DT que s o usadas como LDP para plotagem das posi es nas Cartas LORAN C Navega o detr nica e em condi es especiais 1337 36 18 O FUTURO DO LORAN C O LORAN C continua intensamente utilizado tanto na navega o mar tima como na navega o a rea De fato estima se que existam hoje mais de 70 000 utilizadores ae ron uticos do LORAN C o que excede o n mero de usu rios mar timos Como consequ n cia duas novas cade
37. s as interpola es correspondentes representadas por linhas tracejadas O cruzamento das duas LDP hiperb licas fornece a posi o do navio como mostrado na figura Figura 36 7 Quadriculado Hiperb lico de uma Rede de Tr s Esta es Uma Mestra A Comandando Duas Escravas B e C 1316 Navega o detr nica e em condi es especiais Um sistema hiperb lico de navega o pode usar a medida do intervalo de tempo de recep o de sinais conforme acima descrito ou a compara o da fase de sinais de onda cont nua transmitidos pelas esta es de terra Os sistemas para navega o mar tima que estudaremos empregam ambos os m todos o LORAN C utiliza a medida do intervalo de tempo o sistema Decca se baseia na medida da diferen a de fase para determina o das LDP 36 4 PRECIS O DE UMA LDP HIPERBOLICA A precis o de uma linha de posi o LDP hiperb lica depender dos seguintes fatores 1 Exatid o com que medido o intervalo de tempo ou a diferen a de fase dos sinais recebidos 2 sincronia entre as esta es transmissoras 3 precis o nas previs es de propaga o das ondas de r dio 4 qualidade do receptor e experi ncia do operador 5 posi o relativa entre o navio e as esta es transmissoras geometria da posi o e 6 precis o da t bua ou carta usada incluindo a precis o das posi es das esta es do sistema Vejamos um sum rio da influ ncia de cada um desses fator
38. sua sensibilidade sua seletividade e o seu n vel de ru do que deve ser o mais baixo poss vel para que se possam tomar as leituras com exati d o Os receptores de navega o hiperb lica atendem em sua maioria a esses requisitos Quanto experi ncia do operador refere se sua capacidade de fazer leituras precisas Navega o detr nica e em condi es especiais 1317 Muitos equipamentos de navega o hiperb lica disp em atualmente de receptores que exe cutam leitura autom tica e apresenta o da LDP em forma digital eliminando a necessida de de maior experi ncia de opera o Outros ainda utilizam um microcomputador incorpo rado fornecendo automaticamente a posi o do navio em Latitude e Longitude 5 A precis o de uma LDP hiperb lica depende tamb m da posi o do navio re ceptor em rela o s esta es transmissoras ou seja depende da posi o do receptor dentro do padr o hiperb lico A precis o tanto maior quanto menor for a largura do corredor espa amento entre duas hip rboles consecutivas tra adas na carta Para qual quer padr o hiperb lico os corredores se estreitam mais sobre a linha base portanto sobre ela que se d o m ximo de precis o No prolongamento da linha base e nas suas vizinhan as por outro lado que se situam as reas de menor precis o de modo que geralmente estas regi es do padr o hiperb lico s o evitadas Na pr tica s o utilizados apenas 2 seto
39. verdes e p rpuras O espa o compreendido entre duas hip rboles consecu tivas de diferen a de fase nula denominado corredor figura 36 13 A cada cadeia Decca atribu da uma frequ ncia fundamental f de valor compreendido entre 14 00 kHz e 14 33 kHz que um subm ltiplo inteiro das frequ ncias realmente irradiadas pelas esta es esses harm nicos s o usados para simplificar o pro cesso de compara o de fase pelo qual s o obtidas as LDP Decca Numa cadeia Decca a rela o harm nica entre a frequ ncia fundamental f e a frequ ncia de trabalho das esta es a seguinte a Mestra transmite na frequ ncia 6f a Escrava Vermelha Encar nada na frequ ncia 8f a Escrava Verde na frequ ncia 9f e a P rpura na frequ ncia 5f O receptor Decca consiste na realidade de quatro receptores separados cada um dos quais pode ser sintonizado para receber uma das quatro esta es que constituem uma 1322 Navega o detr nica e em condi es especiais cadeia pela simples sele o da frequ ncia fundamental f correspondente a essa cadeia No receptor os sinais para cada par Mestra E scrava s o eletronicamente multiplicados at uma nica frequ ncia de compara o de fase Assim a frequ ncia 6f da Mestra multiplicada por 4 e a frequ ncia 8f da Vermelha Encarnada por 3 para obter uma frequ ncia comum de compara o de fase para o par Mestra Vermelha de 24f ao mesmo tempo a frequ ncia 6f da Mestra tamb
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