Radionavigazione: gli USA spengono LORAN-C

Tra poche ore, alle 21 italiane, si conclude definitivamente la storia del sistema di radionavigazione LORAN-C negli Stati Uniti. Per decisione del Dipartimento della Sicurezza Nazionale, la Guardia Costiera USA spegnerà in quell'istante tutte le stazioni che non facciano parte dei network LORAN federati con russi e canadesi. Le stazioni utilizzate dai network canadesi resteranno attive ancora fino a ottobre. Quelle alaskane federate con le stazioni russe probabilmente dovranno restare ancora accese per qualche anno.
Il LOng RAnge Navigation System è il precursore terrestre delle reti satellitari alla GPS. Opera con una serie di trasmettitori a 100 kHz e funziona attraverso opportuni sistemi di ricezione iperbolici che analizzano le differenze di fase tra più segnali ricevuti, fornendo così, con buona approssimazione, la posizione geografica del punto ricevente.
Ho scelto di dare questa notizia utilizzando le parole del DXer americano Darwin Long, che ha riassunto molto bene la storia e le future prospettive del LORAN, concepito negli anni '40 del secolo scorso. Come giustamente osserva Long, spegnerlo potrebbe essere rischioso. Interferire con le trasmissioni satellitari è alla portata di molti terroristi (localmente anche con trasmissioni radio a 100 kHz, per la verità) e i satelliti sono sensibili alle collisioni con meteore e agli aventi solari più distruttivi come i brillamenti nei raggi X (che aumenteranno con il ciclo di attività solare). Mettere del tutto fuori gioco una alternativa come il LORAN significa aumentare comunque il rischio di esposizione alle emergenze, il tutto per ottenere sul breve un risparmio forse neanche troppo significativo (forse la motivazione principale è legata alla grande potenza impulsiva dei singoli trasmettitori, che operano con un 1 megaWatt). Tutto questo nell'ipotesi che il LORAN venga davvero smantellato. Long stesso non esclude che le autorità possano decidere di rimpiazzarlo con un altro sistema terrestre da utilizzare come back-up del GPS.
Questa che vedete raffigurata nella mappa di Google Maps è l'antenna della stazione LORAN-C di Nantucket, che dovrebbe restare operativa fino a ottobre 2010.


Visualizzazione ingrandita della mappa

The most reliable ground-based navigation system that has been used since
1952 comes to an end [today] at 2000 UTC (3PM EST). Termed LORAN (LOng-range RAdio Navigation), it was developed in the 1940's for navigation by using the principle of time-differences between pulses sent out at several transmitters at different locations, and plotted as a parabolic relationship on a map - basically only 2 points on the surface of the earth could ever have the same timing between the three pulses (the main pulse from the master station in the middle of two time-synchronized slave transmitters hundreds of miles in opposite directions of the master station). If you know what side of the "chain" of transmitters you were on, you could get an exact location fix on your map within a couple hundred feet. The original "Standard LORAN" system operated from 1942 up until 1984 on a frequency of 1800, 1850, and 1900 kHz with pulse powers of 100kW, and LORAN-C has been operating on 100 kHz with pulse powers of between 500kW and 1MW since the 1952.
GPS is what is displacing the LORAN-C service. However, there may (I repeat MAY) be an enhanced LORAN service (eLORAN) in the works, dependent on what the Secretary of the Department of Homeland Security decides. It will provide a more accessible time standard all over North America and be avital backup to GPS.
I personally think it was foolish of DHS to discontinue LORAN. If a terrorist org decided to synchronously jam out GPS from the ground with a bunch of transmitters, a bunch of micro-asteroids took out some satellites, or a huge X class flare erupted toward earth frying the circuitry on the satellites, we now will have NOTHING to fall back on for a backup radionavigation system except for a handful of NDBs and dead-reckoning.
LORAN-C was extremely reliably, nearly so as GPS, just with a little less resolution, but enough to get a plane from Point A to Point B on-course. Canadian LORAN-C will disappear in October, but Russia's will keep going awhile longer (so the Alaska LORAN-C sites at Shoal Cove and Attu Island slaves will keep operating for maybe some years. Caribou, ME and Nantucket, MA will also remain on until October, as they are slaves that serve the Canadian East Coast chain, and George, WA will remain on until October to service the British Columbia master station on Vancouver Is.
If you have never monitored longwave, and have wondered what that rhythmic "popping" or "ticking" sound is (1 kHz-phase-modulated pulse bursts) when your communication receiver is tuned to 100kHz, that's LORAN-C.

Obama spegne la radionavigazione LORAN-C

In una piega del nuovo bilancio 2010 dell'Office of Management and Budget della Casa Bianca si annida lo smantellamento della rete di trasmettitori del sistema di radionavigazione LORAN-C, gestito dalla Guardia Costiera americana anche in collaborazione con canadesi e russi per offrire alle imbarcazioni delle acque costiere americane, canadesi e dello stretto di Bering, una economica alternativa ai sistemi di radiolocalizzazione satellitari. (Grazie ad Andrea Borgnino per aver diffuso oggi un comunicato della ARRL).
Considerando l'obsolescenza di questa rete, che in pratica permette di individuare la propria posizione con una precisione di un quarto di miglio nautico attraverso una sorta di triangolazione ottenuta confrontando le fasi dei segnali trasmessi da potenti "fari" sintonizzabili su frequenze comprese tra i 90 e i 110 kHz (e determinando una "time difference" che viene convertita in coordinate geografiche attraverso una griglia di curve iperboliche), le autorità federali hanno deciso che il LORAN (LOng RAnge Navigation) si può anche spegnere. Il progressivo smantellamento (la Coast Guard ha già detto che le trasmissioni proseguiranno fino alla fine del 2009) permetterà di risparmiare 36 milioni di dollari nel 2010 e altri 190 nei cinque anni successivi.

The Budget also supports the termination of outdated systems such as the terrestrial-based, long-range radionavigation (LORAN-C) operated by the U.S. Coast Guard resulting in an offset of $36 million in 2010 and $190 million over five years.

Non ha effettivamente molto senso tenere in piedi una rete di trasmettitori che consumano un sacco di corrente e probabilmente non vengono utilizzati in un mondo che presto avrà un ricevitore GPS in tutte le tasche sottoforma di telefonino. LORAN-C è a sua volta un successore di un primo sistema, il LORAN-A, ormai smantellato, che aveva una copertura di 400 miglia dalle coste. Con il LORAN-C si arrivava a una copertura di 1.200 miglia ma il sistema ha già subito un ridimensionamento nel corso degli anni. La rete aveva una dimensione globale oggi alquanto ridotta, c'era persino una stazione LORAN a Lampedusa che è stata decomissionata nel 1994 (sempre secondo Wikipedia) nel 1994 e ora ospita un centro di accoglienza per immigrati.
Se il taglio della rete LORAN -C americana è previsto nella sezione del budget presidenziale dedicata alla Homeland Security, andando a leggere quella relativa al dipartimento dei Trasporti ho scoperto che nei prossimi anni gli USA sono intenzionati a rivoluzionare anche il controllo del traffico aereo civile, sposandosi gradualmente dal controllo radar terrestre a sistemi di monitoraggio da satellite

Modernizes the Air Traffic Control System.

The Budget provides approximately $800 million for the Next Generation Air Transportation System, a long-term effort to improve the efficiency, safety, and capacity of the air traffic control system. The 2010 Budget supports moving
from a ground-based radar surveillance system to a more accurate satellite-based surveillance system; development of more efficient routes through the airspace; and improvements in aviation weather information.

LORAN-C radionavigazione superstite

Un giornale locale della Lousiana ha pubblicato un bell'articolo sulla stazione LORAN-C di Grangeville. Il titolo del quotidiano è un po' fuorviante perché a differenza del predecessore Omega, Il LORAN-C dà una copertura dei 48 stati continentali e dell'Alaska, non è un sistema globale. Il sito di The Advocate con l'articolo originale pubblica anche una bella foto dell'antenna di circa 200 metri. Il LOng RAnge, Navigation System - C è un sistema di radioposizionamento di tipo iperbolico. In pratica il ricevitore del mezzo (nave, ma anche aereo) che deve determinare la posizione si sintonizza su un triangolo di tre stazioni, una master e due secondarie e calcola la leggera differenza temporale tra i segnali ricevuti. Questo consente di tracciare una doppia iperbole con una coppia master-secondary A e B come fuochi. Il ricevitore si troverà nel punto di intersezione delle due iperboli. La preciione, un quarto di miglio marino, non è quella del GPS, ma il sistema è affidabile ed economico. Creato una trentina d'anni fa, il LORAN-C è ancora attivo, ma il suo destino è probabilmente segnato. Trovate tutte le informazioni su questo affascinante sistema di radioposizionamento terrestre sul sito della Guardia Costiera americana. La frequenza operativa LORAN è di 100 kHz.

LORAN-C sent from St. Helena to world

Site keeps ships, planes on course

By DAVID J. MITCHELL
Advocate Florida parishes bureau
Published: Dec 31, 2007

GRANGEVILLE — Hidden far away in the piney woods of St. Helena Parish, a 640-foot transmission tower pulsing 20,000 volts helps ships and aircraft find their way as far south as Mexico’s Yucatan Peninsula.
Only a sign off La. 63 north of La. 16 lets passers-by know that the U.S. Coast Guard operates the facility 150 miles north of the Gulf of Mexico.
The facility — on about 300 acres since 1978 — is part of two chains of LORAN C (LOng-RAnge Navigation) transmission towers set up in rural, inland locales across the Southeast, Midwest and Southwest.
Coast Guard Petty Officer 1st Class Thornton Dixon was assigned to the facility about seven months ago from the harbor town of Portsmouth, Va. He smiled when asked about his land-based duty.
Dixon, 34, a native of Cincinnati, said area residents are not sure what happens where he works and have come to him with several theories.
“You know what the No. 1 question is? ‘Does the Amite River run through there?’ ” he said.
It doesn’t. The river runs about two miles to the west.
Dixon said the LORAN C stations were set up away from the coast to protect the radio towers from high winds and in rural areas to limit damage in case a tower falls.
The towers — there are 24 stations across the United States — use low-frequency radio waves that help aviators and sailors — civilian and military — navigate, fix their positions and keep time.
LORAN C is a precursor of the now-ubiquitous Global Positioning Satellite system. LORAN C is more reliable — but less accurate — than GPS, Dixon said.
With an increase in the use of GPS, the LORAN C has been proposed for the congressional budget axe since the mid-1990s but has not received the final blow.
In the meantime, a four-man crew keeps the Grangeville station transmitting signals 24 hours a day, seven days a week, 365 days a year.
Behind the pines, a white cinder-block building and a collection of trailers sit in the center of a broad grassy field framed by a gravel ring road, trees and ground-contact points for tower guy wires.
The building entrance greets visitors with a three-flag yardarm and a “Welcome Aboard” sign.
Inside, electronic equipment, including three cesium atomic clocks, create, shape, monitor, amplify and transmit signal pulses, Dixon said.
Behind a door that warns the visitor to cover his ears, a static, metallic, skipping sound — the sound of the signal — fills the room.
“The PA (public address) system at my church will pick it up once and a while. I will occasionally smile because I’m the only one who knows what it is,” Dixon said.
In that noisy room, two banks of 28 pull-out cabinets filled with electronics, amplify the signal before it is sent to the transmission tower via lines that run through the wall.
The room cannot get warmer than 70 degrees, Dixon said, and special fire-suppression equipment shaped like spheres line the back of the electronics banks, just in case.
“There’s a lot of voltage in there,” Dixon said.
The Coast Guard says the system’s future is under evaluation for the long term.
In 2001, the U.S. Department of Transportation’s Volpe National Transportation Systems Center recommended LORAN C be upgraded as a GPS backup because the center found GPS could be jammed or otherwise knocked out.
The Grangeville facility has gotten some of those upgrades, Dixon said, and Congress recently authorized funding the system for 2008.
But in January and in July, the Coast Guard sought public comment on plans that could include eliminating all LORAN C facilities.
Dixon said LORAN C seems to be safe through 2010, but after that he is not sure. “I don’t want to see it go away,” he said.