TACAN-VORTAC
Obsah
TACAN
(TACtical Air Navigation)
Tímhle slovem se nazývají vojenské majáky, které slouží pro navigaci vojákům. Civilní letectvo je nepoužívá těm stačí obyčejné VOR/DME. Soustava TACAN pracuje v pásmu UHF, při čemž se používá k měření vzdálenosti i azimutu stejného kanálu. Využívá se tedy jediného kanálu k získání více informací. TACAN umí současně fungovat jako traťový maják, současně jako směrový paprsek LOC pro navedení na přistání a současně obsahuje impulsní dálkoměr DME - čili v jednom stanovišti získáte traťový VOR + LOC + DME. Zde se na jednom kanálu přenáší tyto informace - vzdálenost, výška, azimut a signály přistávacího zařízení (sestupný paprsek, dráhový paprsek a návěstidla). Tímto se také zmenší radiové spektrum a zároveň zvětší spolehlivost. Z hlediska radiotechniky je však na TACANU nejdůležitější, že představoval první krok k vyřešení koordinované soustavy letecké radiové navigace. Zde se používá šířky kanálu 1 MHz. Pracuje na 962-1213 MHz rozděleného na 126 dvoufrekvenčních kanálů, při čemž vzdálenost vysílacího a přijímacího (a zároveň mezifrekvenčního) je 63 MHz. Na palubě letadla je dotazovač a na zemi odpovídač. Měření vzdálenosti je téměř shodné s dnešním systémem DME, který taktéž pracuje v pásmu UHF. Aby nebyla porušena všesměrová funkce majáku v době, kdy není žádný dotaz na vzdálenost, jsou vysílány vyplňující impulsy, spouštěné šumem pozemního přijímače měřiče vzdálenosti. U TACANU se provádí měření fáze na dvou kmitočtech, z nichž druhý je devítinásobkem prvního. Dosáhne se tím podstatné redukce chyb měření způsobených jednak vlivem šíření radiových vln (odrazy od terénních předmětů v blízkosti majáku). Pro "hrubé" měření se používá modulace 15 Hz . Pro přesné měření se používá modulace 135 Hz, která je přeložena přes modulaci původní 15 Hz. Jednoznačnost měření získáme převodem 1:9. Potom bude hrubá soustava sloužit k "nastavení rozsahu" a přesná k "vyladění". TACAN nakonec nebyl ICAO schválen pro civilní použití, resp. byla schálena jen dálkoměrná část, nazývaná dnes DME, ale nebyla schvalena pro civily jeho část úhloměrná. Hodně stanic TACANů je namontováno společne se stanici VOR těm se pak říká VORTAC
Výhoda majáku TACAN
Sdružení traťové navigace, (azimut a vzdálenost) a koncové navigace (LOC a vzdálenost) je hlavní přednost majáků TACAN nebo i jejich sovětské verze RSBN (Radiotěchničeskaja Sistěma Bližnej Navigacii), vyvinuté v padesátých letech vědci a techniky v SSSR. Také výhodou majáku TACAN je že je daleko přesnější než VOR nebo DVOR přesnost je až 0,2°.
Nevýhoda majáku TACAN
Díky vyšší frekvenci má maják TACAN menší dosah.
Rozdíly VOR/DME od TACAN majáku
TACAN se od VOR/DME liší tím že je přesnější jelikož používá dvouch frekvenčních principů s 15 Hz a 135 Hz komponenty. Normální VOR má chybu až 5°, maják DVOR pak kolem max 3° toto je maximum kterého lze dosáhnout.
Fungování VOR a TACANU
(Velmi zjednodušená podstata VOR a TACAN majáků)
Oba fungují v principu jako světelný maják pro lodě, co znáte z filmů o pirátech. Světelný maják (věž na břehu), není jen to světlo, co nahoře svítí. Světelný maják má dvě světla. Jedno světlo se točí kolemdokola a svítí jako paprsek reflektoru, druhé je pevné a svítí všemisměry. Otáčivé světlo se točí třeba např. jednou za minutu kolem dokola. Když točící se světlo míří přesně na sever, tak druhé - všesměrové - světlo blikne. Proto, když uvidím záblesk pevného (třeba bíleho) světla a zapnu stopky, tak čas, za který uvidím záblesk z otáčivého světla, odpovídá času, za který se točivé světlo otočí ze směru sever ke mně - toto snadno přepočítám na stupně (360° = 60 sec). Čas na stopkách mi po přepočtu označí radiál, na kterém se nacházím.
Totéž, jen převedno na podobu elektrických signálů, dělá VOR, resp, TACAN.
Indikátor VOR-TACAN na palubě tedy měří zpoždění mezi dvěma signály z VORu-TACANu a tuto převádí na radiály.
Odlišnosti jsou tyto:
Oba systémy pracují ne s světlem, ale elektromagnetickými vlnami - systém VOR pracuje s tzv. spojitými periodickými signály - neměří "čas" mezi dvěma impulsy (jako maják), ale měří vzájemnou fázi dvou periodických signálů. Nevýhoda je nižší přesnost a že systém nelze jednoduše sdružit s impulsním měřičem vzdálenosti. Výhoda je slučitelnost indikace na palubě se sytémem ILS a "jednodušší konstrukce majáku".
Systém TACAN funguje v podstatě přesně jako světelný maják, popsaný výše, jen signály jsou elektrické a ne světelné. Jde o impulsní systém - indikace tedy měří de facto čas mezi dvěma impulsy. Kromě toho je u TACAN vychytávka, že celá kružnice (360°) -pro zvýšení přesnosti - se ještě jakoby rozdělí na 9 úhlových výsečí. Směr se pak nepočítá vždy jen od severu, ale od počátku každé výseče - to zvýší přesnost nejméně 9krát. Během jedné otočky tedy "blikne hlavní, všesměrové, světlo" celkem 9krát a ne jen jednou. Tímto se drasticky zpřesní konečné určení radiály - jen je potřeba určit, v jakém z těch 9-ti sektorů se právě nacházíme, protože vztah čas-radiál je jinak nejednoznačný. Určení sektoru je zabezpečeno dvěma zmíněnými signály různé frekvence (změřením jejich vzájemné fáze), jak je nějak zmateně psáno výše. Ve finale tak TACAN-přijímač nejdříve -na frekvecni 15Hz- určí hrubě sektor, ve kterém jsme a pak přesně -na frekvenci 135Hz- určí, s přesností až 0,2°, radiál v daném sektoru. Uvedené přesnost je srovnatelná s přesností paprsku LOC pro směrové vedení letadla v systému ILS a může jej tedy nahradit pro vedení na konečném přiblížení.
VORTAC
Pozemní stanice se skládá z umístění velmi-vysoce-frekvenčního všesměrového radiomajáku VOR a TACAN zařízení, což umožňuje stanici získání polární souřadnice za použití VOR přijímače a vzdálenosti-měřicí zařízení, nebo samotného TACAN zařízení. Poskytuje vždy tři samostatné služby: VOR azimut, TACAN azimut a TACAN vzdálenost. Signály VOR a TACAN jsou každý identifikovány tři písmenkovým kódem přenosu a jsou propletené. Takže piloti pomocí VOR azimutu s TACAN vzdálenosti si mohou být jisti že oba signály přijímají. Frekvenční kanály VOR a TACAN v každém zařízení VORTAC jsou "spárovány" v souladu s národním plánem na zjednodušení výsadkových operací.
