radionavigasjon

I radionavigasjon kan man måle vinkler, avstander eller hyperbler for å bestemme sin posisjon. Her vises de vanligste prinsippene. De grå linjene indikerer stedlinjer, mens de røde boksene illustrerer usikkerheten i posisjonen.
Radionavigasjonsprinsipp
Lisens: CC BY SA 3.0
Radar på skip kan benyttes til navigasjon ved hjelp av å måle avstand og peiling til kjente og identifiserte punkt. Her fra et typisk sted på norskekysten.
Radarbilde
Lisens: CC BY SA 3.0
Moderne GNSS-mottagere viser peiling og høyde til satellittene som benyttes, men stebestemmelsen er basert på nøyaktig avstandsmåling til disse satellittene.
Satellittnavigator
Lisens: CC BY SA 3.0

Radionavigasjon er en fellesbetegnelse for navigasjon basert på radiotekniske systemer. Radionavigasjon er i dag den primære formen for navigasjon både innen luftfart og sjøfart. Innen sjøfarten er satellittbasert radionavigasjon dominerende, mens man innen luftfarten også benytter en rekke bakkebaserte radiosystemer.

Faktaboks

uttale:
rˈadionavigasjˈon
også kjent som:
radiostedfesting

Navigasjonsprinsippet kan prinsipielt være basert etter tre metoder: retningsbestemmelse (peiling/vinkel), avstandsmåling (sirkulære stedlinjer) eller hyperbolske stedlinjer, i forhold til en radiostasjon på bakken eller i rommet.

Internasjonale organisasjoner som ICAO og IMO stiller krav til at fly og skip skal ha godkjent og sertifisert utstyr for radionavigasjon.

Overordnet prinsipp

Retningsbestemmelse gjøres med spesielle antennearrangement som gjør det mulig å bestemme retningen de innkommende radiobølgene kommer fra – altså en form for radiopeiling. Eksempel på systemer som benytter dette prinsippet er automatiske eller manuelle radiopeilere (ADF), samt radar innen skipsfarten og NDB innen luftfarten. Nøyaktigheten på slike systemer vil avhenge av avstanden til senderen; jo lengre avstand, desto større usikkerhet. I dag er derfor slike systemer i hovedsak benyttet på kort avstand, som for eksempel innflygningen til flyplasser og navigasjon av skip nært land.

Avstandsmålingen vil være basert måling av tiden det tar for et radiosignal å bevege seg fra en radiostasjon til en mottager. Dette forutsetter at man kjenner signalets utbredelseshastighet, som vil være tilnærmet lik lysets hastighet. Eksempel på systemer som benytter dette prinsippet er GPS/GNSS, samt radar i sjøfart og DME i luftfart.

Hyperbolske stedlinjer fremkommer ved at man måler forskjeller mellom signal fra to sendestasjoner – enten basert på tidsdifferanse eller fasedifferanse mellom signalene. Det er få systemer som fortsatt benytter dette prinsippet, men mest kjent er Loran-C. Rekkevidden av slike systemer vil i hovedsak være avhengig av effekten og frekvensen på radiosignalet, der lav frekvens og høy effekt bidrar til lang rekkevidde.

Måling av dopplerskiftet på radiosignalet som fremkommer som følge av relativ bevegelse mellom sender og mottager kan også representere stedlinjer som kan benyttes i navigasjon. Mest kjent for dette prinsippet var det tidligere satellittnavigasjonssystemet Transit, men også senere satellittbasert posisjonering av nødpeilesendere har benyttet denne metoden.

Historikk og utvikling

Radionavigasjon har utviklet seg parallelt med radioteknikken, og i de fleste tilfeller drevet frem av militære behov. De første systemene for radiopeiling ble utviklet etter første verdenskrig både for bruk i fly og skip, og det ble opprettet en lang rekke radiostasjoner (radiofyr) for bruk i navigasjon. Etter andre verdenskrig ble det en omfattende utbygging av slike stasjoner også for sivil navigasjon, herunder det litt mer sofistikerte Consol-systemet. Identifikasjonen av radiostasjonene var normalt basert på en gitt unik frekvens og morsekode. Nøyaktigheten man kunne oppnå denne tiden var begrenset av antenneutstyret og avstanden til senderen, men kunne typisk ligge i størrelsesorden noe over en nautisk mil når avstanden ble stor.

I løpet av andre verdenskrig ble en rekke nye systemer utviklet for radiobasert avstandsmåling. Mest kjent er amerikanske Shoran og engelske Gee. Etter andre verdenskrig ble flere hyperbolske systemer utviklet, og systemer som Decca, Loran og Omega fikk stor utbredelse. Det var kun Omega som hadde en form for global dekning – ellers var dekningen gitt av forskjellige «kjeder» – typisk bestående av 4 stasjoner, som var plassert slik at stedlinjene (hyperblene) ga ønsket nøyaktighet i et gitt område. Nøyaktigheten til disse systemene kunne variere en god del, men under gunstige forhold kunne man oppnå nøyaktighet mellom noen ti-talls meter til noen få hundrede meter. Frem til slutten av 1970-tallet krevde det spesielle kart med trykte hyperbler for å sette ut en posisjon, men senere ble koordinater i bredde- og lengdegrader presentert direkte.

Parallelt med de nevnte systemene kom det en lang rekke kortdistansesystemer på markedet for å dekke behovene for nøyaktig posisjonering av fartøy på kontinentalsokkelen. Dette var kommersielle systemer som ble mobilisert til gitte operasjoner i et begrenset tidsrom. Utenfor norskekysten var systemer som eksempelvis Pulse-8, Hyperfix, Syledis og Microfix vanlige, men det fantes mange flere. Etter hvert som GPS ble tilgjengelig utover 1990-tallet ble alle de nevnte systemene for maritim navigasjon gradvis lagt ned. I luftfarten dekker imidlertid bakkebaserte radionavigasjonssystemer som DME, VOR og ILS fortsatt et stort behov (se egen artikkel om satellittnavigasjon og luftnavigasjon).

Les mer i Store Norske Leksikon

Litteratur

  • Forssell, Børje (1991). Radionavigation Systems. Prentice Hall.
  • Kjerstad, Norvald (2019). Elektroniske og akustiske navigasjonssystemer. Fagbokforlaget.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg