Odpowiedz 
 
Ocena wątku:
  • 0 Głosów - 0 Średnio
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Nawigacja
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,796
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #1
Nawigacja
Ad. Janusz;
Cytat:Co do X Gaerat i Y Gaerat. to darujmy sobie Brytyjczycy sobie z tym poradzili w dość krótkim czasie
Co masz na myśli? Zakłócanie?
To wiązka przestawała działać i nawigator nie widząc namiarów z niej przechodził do klasycznej metody busoli i zegarka z uwzględnieniem mapy.
Alianci mieli podobne problemy, vide - pomylenie Drezna z Pragą czeską.

Będzie nowy wątek - Nawigacja lotnicza i morska.

Notatka od poldas, 08.12.2015 19:04 :

Wydzielono z wątku o wygodzie lotów bojowych.


Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 08.12.2015 18:57 przez poldas.)
08.12.2015 18:53
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 669
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #2
RE: Nawigacja
(08.12.2015 18:53)poldas napisał(a):  Alianci mieli podobne problemy, vide - pomylenie Drezna z Pragą czeską.

W tym przypadku zakłócanie dotyczyło systemu Gee. Niestety nie było to bardzo trudne. Brytyjczycy bronili się w zasadzie tylko wprowadzaniem nowej częstotliwości, a od czasu do czasu jak uruchamiali nowy "łańcuch" to Niemcy nie byli przygotowani do jego zakłócania i dopiero po pewnym czasie reagowali.

Jak działało Gee: w innym wątku tapir bodajże próbował to opisać. Jest to takie troche nieintuicyjne i trzeba naprawdę wysilić wyobraźnię. Ale spróbuję o tym opowiedzieć, wprowadzając na wstępie pewne uproszczenia.

Wyobraźmy sobie dwa nadajniki - nazwijmy je A i B - oddalone od siebie o znaną odległość, sterowane super-precyzyjnym zegarem. Jednocześnie wysyłają one impulsy radiowe, zawierające "podpis" każdego z nich. Lecimy samolotem z odbiornikiem i łapiemy te sygnały. Jeśli akurat jesteśmy w równej odległości od obu stacji, odbierzemy je jednocześnie. Jeśli jesteśmy bliżej stacji A, to najpierw odbierzemy jej sygnał, a drugi, od stacji B, dopiero ułamek sekundy później. A jak jesteśmy bliżej stacji B - to na odwrót. To co nas interesuje, to przesunięcie czasowe między sygnałami.

Załóżmy, że sygnał A odebraliśmy 0,1 milisekundy wcześniej niż B. Prędkość fal radiowych to ok. 300.000 km/s; przez 0,1 ms przebyły więc 30 km. Czyli do A mamy o 30 km bliżej niż do B. Czyli być może jesteśmy 30 km od stacji A i 60 km od B; albo 90 km od A i 120 km od B itd. Punktów o tym samym przesunięciu czasowym jest nieskończenie wiele. Wyznaczają one w przestrzeni płaszczyznę zwaną izochroną. Tak naprawdę interesuje nas jednak tylko przecięcie tej płaszczyzny z powierzchnią Ziemi (albo równoległą do niej płaszczyzną lotu naszego samolotu - to bez znaczenia). Tworzy ono krzywą, także zwaną izochroną. Ma ona kształt hiperboli, stąd ten system zwie się też nawigacją hiperboliczną.

Wyobraźmy sobie dalej, że jesteśmy już tacy sprytni, że przygotowaliśmy sobie zawczasu mapę regionu z wykreślonymi hiperbolami (rodziną hiperbol) dla pary stacji A i B, odpowiadającymi różnym przesunięciom czasowym. Odczytujemy sobie z niej 0,1 ms - aha, no to na tej hiperboli jesteśmy. To już połowa roboty za nami.

Połowa, no bo chcielibyśmy wiedzieć gdzie dokładnie na tej hiperboli jesteśmy. Ale spoko - da się to zrobić. Bo ze stacją A i B sprzężona jest jeszcze jedna stacja - C. I dla pary A - C też mamy na mapie wykreśloną rodzinę hiperbol. Przecinają się one z hiperbolami A - B, tworząc siatkę (ang. grid - stąd nazwa systemu Gee - od "G" czyli pierwszej litery tego słowa). Sprawdzamy przesunięcie czasowe dla pary sygnałów A i C - aha, jest to np. 0,3 ms. Znajdujemy na mapie hiperbolę z rodziny A-C o przesunięciu 0,3 ms i patrzymy, gdzie przecina się ona z hiperbolą 0,1 ms z rodziny A-B i gotowe! W tym punkcie przecięcia właśnie jesteśmy (ściślej biorąc hiperbole mają dwa punkty przecięcia, w tym przypadku jednak punkty te są tak bardzo oddalone od siebie, że możliwość pomyłki praktycznie nie zachodzi).

Jeszcze tylko jeden mały myk. Tak naprawdę niepotrzebny nam super-precyzyjny zegar synchronizujący stacje. Niech stacja A nadaje swój sygnał, a stacja B i C odbiera go i w momencie odebrania emituje własny sygnał. W ten sposób co prawda ich sygnały nie będą jednoczesne - na dzień dobry będzie już między nimi małe przesunięcie czasowe, wynikające z odległości od stacji A i szybkości działania elektroniki transpondera - ale będzie ono stałe, za każdym razem takie samo i łatwo uwzględnić to w tych hiperbolicznych kalkulacjach, kreśleniu map itd.

Gee zorganizowane było w postaci macierzystej stacji A (master) i najczęściej 3 transponderów B, C i D (slave), rozmieszczonych wokół A w taki sposób że razem tworzyły jakby Y (A w centrum). Taką strukturę nazywano łańcuchem (chain). Niektóre łańcuchy miały jeszcze jedną stację, odbiornik zwany "chain monitor", nadzorujący jakby prawidłowość działania systemu. Niektóre składały się z mniejszej liczby transponderów (2 a nawet 1). Pod koniec wojny działało mniej więcej 7 łańcuchów w Wielkiej Brytanii i powiedzmy drugie tyle na obszarach Francji, Holandii i okupowanych Niemiec (wikipedia wylicza je bardzo szczegółowo https://en.wikipedia.org/wiki/Gee_(navig...II_chains, z tym że nie wszystkie działały naraz i nie tak łatwo się ich doliczyć).

Gee wykorzystywały częstotliwości z zakresu 20 - 90 MHz. Zasięg operacyjny wynosił 400 mil (640 km), zarejestrowano pojedyncze przypadki odebrania sygnału w sposób pozwalający na uzyskanie pozycji (fix) z odległości 730 mil (1175 km) od stacji master łańcucha - nad Turynem we Włoszech - a nawet z absurdalnej odległości ok. 1000 mil (1600 km) - w rejonie Gibraltaru. Dokładność wynosiła przeciętnie 2 mile (3,2 km) w odległości 350 mil (560 km).

Zakłócanie Gee było niestety dosyć proste - wystarczyło nadawać fałszywy sygnał transpondera (slave), co w dużej odległości od łańcucha, gdy jego sygnał był słaby, dawało dosyć dobre efekty. Brytyjczycy walczyli z tym, zmieniając częstotliwości (nie o wszystkich Niemcy wiedzieli zawczasu), próbowali też anten o bardziej kierunkowej charakterystyce, albo np. przed szczególnie ważnymi operacjami uruchamiali nowy łańcuch itp. Nawet jednak jak Gee nie działało w rejonie celu, to i tak wykorzystanie go podczas przelotu i powrotu znakomicie podnosiło efektywność operacji bombowej i zwiększało bezpieczeństwo załóg (mniej przypadków zabłądzenia).

Pozdrawiam
Speedy
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 10.12.2015 07:59 przez Speedy.)
10.12.2015 00:21
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,796
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #3
RE: Nawigacja
Biorąc pod uwagę wypowiedź przedmówcy, to... Niemcy przekombinowali, bo nie zechcieli bazować na natężeniu sygnałów ciągłych.
Zamiast tego opracowali system Lorenzta ze spójną kombinacją kropek i kresek alfabetu Morse'a z dwóch stacji naprowadzających, których sumowanie sygnałów powodowało sygnał ciągły w słuchawce pilota (nawigatora?).
Wtedy było wiadomo, że bombowiec leci po wyznaczonej trasie.
Szczytową wersją naprowadzania firmy Lorentz był tzw. Y Gaerat.
Ten akurat kariery nie zrobił, ale pracował na odbiorze sygnału z pięciu nadajników, natomiast kluczowym był nadajnik główny, podający odległość i odchyłkę od celu.
Dwa z tych nadajników były sprzężone z radiolokatorami śledzącymi lot samolotu i przekazywały namiary do nadajnika głównego, celem korekty trasy lotu i miejsca zrzutu ładunku.
Czyli tak:
1 - Dwa nadajniki naprowadzające w kierunku celu (bez radaru).
2 - Dwa nadajniki sprzężone z radiolokatorami, określające miejsce zrzutu ładunku.
3 - Jeden nadajnik podający koordynaty dla bombowca na podstawie uzyskanych danych odnośnie kursu i odległości z czterech pozostałych nadajników.

Bardzo podobnie jak w alianckim systemie Gee.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
12.12.2015 19:58
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 669
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #4
RE: Nawigacja
Hej
(12.12.2015 19:58)poldas napisał(a):  Szczytową wersją naprowadzania firmy Lorentz był tzw. Y Gaerat.
[...]Czyli tak:
1 - Dwa nadajniki naprowadzające w kierunku celu (bez radaru).
2 - Dwa nadajniki sprzężone z radiolokatorami, określające miejsce zrzutu ładunku.
3 - Jeden nadajnik podający koordynaty dla bombowca na podstawie uzyskanych danych odnośnie kursu i odległości z czterech pozostałych nadajników.

Brian Johnson "Sekrety II wojny światowej - wojna mózgów" opisuje go nieco inaczej. Nie było żadnych radiolokatorów śledzących samolot - nie dałoby zresztą rady w tamtych czasach śledzić go z kilkuset kilometrów. Y-Gerät zwany też Wotan, wysyłał wiązkę kierunkową na cel, złożoną z dwóch składowych. Jedna wiązka służyła do pomiaru odległości. Jej sygnał, odpowiednio modulowany, odbierany był w samolocie przez pokładowy transponder, który odpowiadał na innej częstotliwości ale z taką samą modulacją. Sygnał transpondera był z kolei odbierany na ziemi w tej stacji naprowadzania i na podstawie przesunięcia fazowego określano czas po jakim sygnał powrócił a więc odległość do samolotu. Wyznaczoną odległość przekazywano na samolot, czy to głosowo, czy też w tej drugiej składowej wiązce, naprowadzającej. Była to podobnie jak poprzednio wiązka złożona z lewej i prawej części, tym razem jednak zakodowana w specjalny sposób i odbierana przez specjalny pokładowy odbiornik, który wyświetlał pilotowi kurs za pomocą jakiegoś wskaźnika. Alternatywnie, wiązka odbierana była przez specjalne urządzenie połączone z autopilotem, które automatycznie wprowadzało korekty kursu.

Gdyby nie zakłócenia nadawane przez Brytyjczyków, samolot z Wotanem mógłby w zasadzie atakować w trybie automatycznym, samoczynnie utrzymując kurs wzdłuż wiązki, od czasu do czasu zapytując o odległość i po zmierzeniu takiej odległości, że już jest nad celem zrzucając bomby.
(12.12.2015 19:58)poldas napisał(a):  Bardzo podobnie jak w alianckim systemie Gee.

?? powiedziałbym, że zupełnie niepodobnie. Wotan wysyłał wiązkę kierunkową na cel, Gee nadawał bezkierunkowo. Wotan wymagał emisji sygnału przez naprowadzany samolot, Gee był całkowicie pasywny. Wotan pozwalał na naprowadzanie tylko 1 samolotu naraz, z Gee mogła korzystać naraz dowolna liczba użytkowników.

Za to Wotan, jak większość kierunkowych systemów, był bez porównania bardziej precyzyjny. Wspomniana książka podaje dokładność naprowadzania 100 y (91 m) z odległości 250 mil (400 km). Dokładność Gee z takiej odległości byłaby rzędu 1 mili (1, 6 km).

Pozdrawiam
Speedy
13.12.2015 01:54
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,796
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #5
RE: Nawigacja
Tak wstępnie;
Jak sobie wyobrażasz wysłanie wiązki kierunkowej?

Gee - Jako "rozgłośnia"?

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
13.12.2015 02:10
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 669
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #6
RE: Nawigacja
(13.12.2015 02:10)poldas napisał(a):  Tak wstępnie;
Jak sobie wyobrażasz wysłanie wiązki kierunkowej?

Nooo... nie rozumiem pytania. Za pomocą anteny o charakterystyce kierunkowej. Nic w tym chyba nie ma magicznego? Chociażby radary mają charakterystykę kierunkową.
(13.12.2015 02:10)poldas napisał(a):  Gee - Jako "rozgłośnia"?

No tak, tak to z grubsza działało. Stacje łańcucha Gee nadawały bezkierunkowo i każdy je mógł odbierać. Wystarczyło tylko mieć odpowiedni odbiornik wyznaczający przesunięcie czasowe i mapy z nakreślonymi hiperbolami. Niemcy o ile wiem dorobili się jednego i drugiego, na podstawie znalezisk w rozbitych czy zestrzelonych samolotach (niby te wszystkie urządzenia miały jakiś tam wbudowany system samozniszczenia, ale i on mógł zawodzić czasami). I też korzystali niekiedy z brytyjskiego Gee.

Pozdrawiam
Speedy
(Ten post był ostatnio modyfikowany: 13.12.2015 11:09 przez Speedy.)
13.12.2015 11:08
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,796
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #7
RE: Nawigacja
Co ty tak z tym "łańcuchem"?
Ponadto;
Cytat:Wystarczyło tylko mieć odpowiedni odbiornik wyznaczający przesunięcie czasowe i mapy z nakreślonymi hiperbolami.
Czerpiesz z tej książki Johnsona.

Sam próbuję zagadnienie rozwiązać logicznie.

Piszesz, że radary niemieckie nie mogły kontrolować kursu samolotu wysłanego nad Wielką Brytanię.
To raczej nie jest prawdą, ponieważ taką rolę mogły spełniać radiolokatory Freya.
No bo jak inaczej wytłumaczyć zastosowanie czterech nadajników w systemie X Gearat? Przecież dwa by wystarczyły do korekty kursu. Pozostałe dwa służyły do czego? Piąty nadajnik zbierał dane z tamtych czterech i podawał koordynaty.

Zresztą Niemcy mieli większe możliwości do korekty kursu własnych samolotów:
Jeden w Norwegii, a drugi w Bretanii - To zwiększało dokładność.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
13.12.2015 12:33
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 669
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #8
RE: Nawigacja
(13.12.2015 12:33)poldas napisał(a):  Co ty tak z tym "łańcuchem"?

Tak to nazywali Brytyjczycy. Podstawowa komórka Gee, główny nadajnik "master" i 2-3 współpracujące z nim stacje "slave" nosiły nazwę "chain" - łańcuch.
(13.12.2015 12:33)poldas napisał(a):  Piszesz, że radary niemieckie nie mogły kontrolować kursu samolotu wysłanego nad Wielką Brytanię.
To raczej nie jest prawdą, ponieważ taką rolę mogły spełniać radiolokatory Freya.

Czy ja wiem; na jakimś odcinku pewnie mogły. Zaważ jednak, jaki zasięg podawany jest dla radaru Freya - 120, 160 km, niekiedy 200, zapewne dotyczy to różnych warunków i różnych celów na różnej wysokości. Tymczasem dla Wotana podawana jest jakaś tam dokładność dla odległości 400 km. Tak daleko radar raczej by nie sięgał.

Pozdrawiam
Speedy
13.12.2015 16:34
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Moderator
Moderator
     
Liczba postów: 3,796
Dołączył: 13.11.2011
Okres: Starożytność
Post: #9
RE: Nawigacja
Dwie, albo trzy stacje slave, czyli służący.
Ale po co ta trzecia stacja?
Master dawał namiary do odbiornika samolotu.

Po co Niemcom było pięć nadajników?

Zakres fal krótkich ma to do siebie, że fala odbija się od jonosfery, co zwiększa zasięg. Jednak w ten sposób trudno namierzać.
Chociaż położenie aktualne samolotu dało by się w ten sposób ustalić.

To spekulacja bez zaglądania w książki.

Pozdrawiam
poldas
[Obrazek: Polska_Flaga.gif] Piszę poprawnie; Przynajmniej tak mnie się wydaje.
13.12.2015 17:14
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Offline
Profesor
Zasłużony
     
Liczba postów: 669
Dołączył: 09.12.2011
Okres: Starożytność
Post: #10
RE: Nawigacja
Hej
(13.12.2015 17:14)poldas napisał(a):  Dwie, albo trzy stacje slave, czyli służący.
Ale po co ta trzecia stacja?

A tak na wszelki wypadek. Z dwóch hiperbol odczytanych z przesunięcia czasowego sygnału mastera i dwóch slave'ów mamy już pozycję. Ale tak na wszelki wypadek możemy sprawdzić jeszcze jedną hiperbolę, z tego trzeciego slave'a. Jak nam się przetnie w tym samym punkcie, to znaczy że Gee działa prawidłowo. Jak nie, no to mamy problem - to znaczy że łańcuch Gee wariuje i nie można w pełni na nim polegać. Jak możemy to dostrajamy się do innego. A jak nie, no to zachowujemy szczególną ostrożność w nawigacji, w każdym razie już wiemy że na wskazania Gee musimy uważać.

(13.12.2015 17:14)poldas napisał(a):  Po co Niemcom było pięć nadajników?

No właśnie nie wiem. Dwa do wiązki kierunkowej i jeden do tej "dalmierczej". A dwa pozostałe...?

(13.12.2015 17:14)poldas napisał(a):  Zakres fal krótkich ma to do siebie, że fala odbija się od jonosfery, co zwiększa zasięg. Jednak w ten sposób trudno namierzać.
Chociaż położenie aktualne samolotu dało by się w ten sposób ustalić.

Tak działają współczesne radary pozahoryzontalne (w rodzaju "Oko Moskwy" z czasów zimnej wojny), te gigantyczne instalacje do wykrywania rakiet balistycznych z odległości tysięcy km. Ale w czasie II wojny ta technika nie była jeszcze znana.

Pozdrawiam
Speedy
13.12.2015 18:12
Znajdź wszystkie posty użytkownika Odpowiedz cytując ten post
Odpowiedz