航法

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双曲線航法

双曲線は、2つの焦点からの距離の差がひとしくなる点の集合である。第1次世界大戦中に、大砲の音から、敵の大砲の位置を推定する方法が考案された。

その方法は、距離をおいたA、Cの2点に観測者をおき、それぞれ砲声が聞こえたときに手旗でB地点に合図する。B地点には、ストップウォッチをもった観測者を2名配置して、B地点で砲声を確認した時刻と、A、Cでの観測との時間差をそれぞれ計測する。A、B、Cのそれぞれの位置と、観測した時間差と音速から算出される距離をあらかじめ地図に記入しておく。この距離をしめす線は、AとBを2つの焦点とする双曲線と、BとCを2つの焦点とする双曲線になっている。大砲の発射地点は、それぞれの時間差に対応する2つの双曲線の交点にある、という方法である。

これと逆に、A、B、Cの3点から、同期させたパルス波を発射し、船で受信して時間差を計測すると、船の位置が決定できる。1組になっているパルス波の地上局をチェーンといい、発信するパルスを同期させていけば、複数のチェーンを順次つないでいくことができる。

3局のパルス周波数をかえて利用するのがデッカ方式、パルスを発信するタイミングを調整するのが、ロランとオメガという方法である。

双曲線航法は、方向と距離から位置決定をおこなう電波航法にくらべて高精度で、長距離の航法には適している。しかし、地上局をむすぶ直線上では精度が劣化したり、最低限3カ所の地上局が、連携して電波を発信する必要があり、設備のコストがかかること、双曲線を書きこんだ特別の地図が必要になることなどの欠点もある。

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A

ジー方式

この装置はレーダーと似て、20～85MHzの周波数帯で作動する、パルス式3局双曲線システムで、光学的な航路標識よりも、正確に航行位置の決定ができる。ジー方式は、1937年に考案されたが、発達したのは40年になってからである。イギリス国内につくられた局が、西ヨーロッパで活動する航空機に信頼性の高い航路情報を提供した。

ジー方式のシステムは、主送信機と、この主送信機から80～160kmの距離にある2つの従送信機からなる。主送信機から発射されるパルスが、従送信機のパルス応答を厳密にきまった周期でくりかえす。3つのパルスが出る時間がたがいに既知の関係をたもち、受信機の陰極線管で測定した主送信機と従送信機のそれぞれの時間の差によって、双曲線状の位置線がもとめられる。主送信機と従送信機の2つの組み合わせから計測された2つの位置線によって、位置が決定される。

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B

遠距離航法(ロラン)

これは、海のむこうの船や航空機の遠距離航行を支援するために、アメリカが第2次世界大戦中に開発したパルス式双曲線システムである。ロランでつかわれる無線周波数は約2MHz(メガヘルツ：1MHzは100万Hz)で、太平洋をこえた遠距離でも受信することができるが、夜間以外は地上で遠距離での受信はできない。この作動方法は、ジー方式と似ており、ジー方式とロランの両方をつかった1台の機上システムが、アメリカとイギリスによって共同開発された。

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C

レベッカ―ユーレカ方式

これは、おそらくもっとも有名な応答機システムである。レベッカが航空機搭載の呼びかけ機で、ユーレカが応答機である。このシステムは、従来の2次レーダー技術を利用したものである。航空機の機首近くの中央アンテナから呼掛けパルスが出され、応答機からの応答パルスは、機首の両側にある2つのアンテナで受信される。ピックアップは、陰極線管の縦軸に表示される。応答機のパルスは、軸をよこぎる光点として表示され、距離は光点の位置によって縦軸にしめされる。

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D

コンソラン

このシステムは、局の方向をもとめることができる符号化した信号を発信し、搭載しているすべての航行装置とは独立して、正確な方位を決定できる。コンソラン信号は、およそ1300km以上まで使用可能で、アメリカでは3つのコンソラン局が稼働している。