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LORAN

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LORAN-C (Long Range Navigation) ist ein Funknavigationssystem, das vorwiegend zur Navigation in der Seefahrt und in der Luftfahrt verwendet wird.

LORAN C-Mast in Rantum auf Sylt

Technik

LORAN-C basiert auf Sendestationen, die zu Ketten (chains) gruppiert werden. Eine Kette besteht aus einer Master-Station und zwei bis fünf weiteren Stationen, die einige hundert Kilometer entfernt stehen. Die Stationen einer Kette senden synchronisierte Signale aus, aus denen ein Empfänger seine Position ermitteln kann. Aus der zeitlichen Differenz, mit der die Signale beim Empfänger eintreffen, kann er seine Position errechnen. LORAN-C zählt zu den Verfahren der Hyperbelnavigation (siehe auch Funknavigation). Das LORAN-C-Signal wird auf einer Frequenz von 100 kHz ausgestrahlt, wobei eine Reichweite von über 1000 km erreicht wird. Moderne Empfänger bieten, bei guter Empfangslage, eine Wiederholgenauigkeit von bis zu zehn Metern. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals vor allem von der Beschaffenheit der Erdoberfläche abhängt (Wasser/Land, Sommer/Winter), muss man, um eine gute absolute Positionsgenauigkeit zu erreichen, diese Faktoren berücksichtigen. Ohne diese sogenannten ASF-Korrekturen ('additional secondary factors') liegt die absolute Genauigkeit bei einigen hundert Metern. Auch die Geometrie, d.h. die Position des Empfängers bezüglich der Sendestationen, hat einen deutlichen Einfluss auf die Genauigkeit. Außerhalb des Bereichs zwischen den empfangenen Loran-C-Sendern lässt die Genauigkeit sehr stark nach und kann durchaus im Bereich einiger Kilometer liegen.

Geschichte

Vorläufer des LORAN-C-Systems waren LORAN-A, dessen Entwicklung während des Zweiten Weltkriegs durch die US Navy initiiert wurde, und dessen Erweiterung LORAN-B, das jedoch über das Experimentierstadium hinaus nicht genutzt wurde. LORAN-C erreicht eine weitaus höhere Genauigkeit als LORAN-A, ist sehr unempfindlich gegenüber Wettereinflüssen und kann rund um die Uhr mit gleich bleibender Präzision genutzt werden. Das LORAN-C-System der USA war 1957 einsatzbereit und wird seit 1958 von der Küstenwache (US Coast Guard) betrieben. 1974 wurde die Entscheidung getroffen, den Betrieb von LORAN-A auslaufen zu lassen und LORAN-C zum primären Navigationssystem für die Küstengewässer der USA und Alaska erklärt.

Sender

Sendestationen stehen nicht nur in den USA, sondern werden weltweit betrieben. LORAN-C ist nutzbar im Nordpazifik (einschließlich Beringmeer), Nordatlantik, Mittelmeer, in der Nord- und Ostsee, im Roten Meer und im Persischen Golf. In der Sowjetunion wurde ein äquivalentes System mit dem Namen CHAYKA entwickelt, welches allerdings hauptsächlich im Binnenland aufgebaut wurde.

In Europa ist das Northwest European Loran-C System (NELS) entstanden, nachdem das US-Militär den Betrieb der Stationen nicht weiter fortführte. Die Stationen werden vom jeweiligen Land verwaltet und stehen nicht mehr unter militärischer Kontrolle. Durch das europäische NELS wird LORAN-C genutzt, um differenzielle Korrekturen zum GPS-Signal auszustrahlen (vgl. Differential-GPS). Diese Technik trägt die Bezeichnung Eurofix. Die einzige LORAN-C Sendestelle in Deutschland befindet sich in Rantum auf der Insel Sylt.

Seit 2005 baut Saudi-Arabien das System Saudi Positioning System (SPS) auf, ähnlich wie Eurofix eine Kombination von Loran-C und GPS und DGPS.

LORAN-C Sender besitzen Sendeleistungen zwischen 100kW und 4000kW. Als Sendeantennen werden meistens gegen Erde isolierte selbststrahlende Sendemasten mit einer Dachkapazität von etwa 190 Meter bis 220 Meter Höhe verwendet, doch wurden für einige sehr leistungsfähige Stationen auch Sendemasten von über 400 Meter Höhe errichtet.

Der Sender Minami-Torishima ist eine Sendeeinrichtung der Kette Grid 9970 auf Minamitori-shima bei 24°17'6" nördlicher Breite und 153°58'54" östlicher Länge. Der Sender verfügt über eine Sendeleistung von 4000 kW und ist damit einer der stärksten Sender der Welt.

Als Sendeantenne verwendet er einen 213 Meter (bis 1985 411,48 Meter) hohen, selbststrahlenden Sendemasten.

Der Sender Iwo Jima war eine Sendeeinrichtung der Kette Grid 9970 auf Iwo Jima bei 24°48'6" nördlicher Breite und 141°19'30" östlicher Länge. Der Sender verfügte über eine Sendeleistung von 4000 kW und ist damit einer der stärksten Sender der Welt.

Im Jahr 1965 stürzte der 411,48 Meter hohe Sendemast der Station bei Wartungsarbeiten um und zerstörte hierbei auch das Sendergebäude mitsamt allen technischen Geräten. Die Anlage wurde wiederaufgebaut, wobei der neue Sender einen ebenfalls 411,48 Meter hohen Sendemast erhielt. Im September 1993 wurde die Anlage stillgelegt und der Antennenmast abgebaut.

Der Sender Cape Race ist eine Sendeeinrichtung der Kette Grid 9930 bei Cape Race bei 46°46'30" nördlicher Breite und 53°10'30" westlicher Länge. Der Sender verfügt über eine Sendeleistung von 1800 kW.

Als Sendeantenne verwendet er bis zum 2. Februar 1993 einen 411,48 Meter hohen, selbststrahlenden Sendemasten. Am 2. Februar 1993 stürzte dieser Sendemast ein. Er wurde durch einen 260,3 Meter hohen, selbststrahlenden Sendemasten ersetzt.

Liste der LORAN-C Sendestationen

Station Land Kette Bemerkungen
Afif Saudi-Arabien Saudi Arabia South (GRI 7030) / Saudi Arabia North (GRI 8830)
Al Khamasin Saudi-Arabien Saudi Arabia South (GRI 7030) / Saudi Arabia North (GRI 8830)
Al Muwassam Saudi-Arabien Saudi Arabia South (GRI 7030) / Saudi Arabia North (GRI 8830)
Angissq Greenland am 31. Dezember 1994 stillgelegt verwendete bis zum 27. Juli 1964 einen 411,48 Meter hohen Antennenturm
Ash Shayk Saudi-Arabien Saudi Arabia South (GRI 7030) / Saudi Arabia North (GRI 8830)
Attu Alaska North Pacific (GRI 9990) / Russian-American (GRI 5980)
Balasore Indien Calcutta (GRI 5543)
Barrigada Guam stillgelegt
Baudette, Minnesota USA North Central USA (GRI 8290) / Great Lakes (GRI 8970)
Berlevåg Norwegen Bø (GRI 7001)
Billamora Indien Bombay (GRI 6042)
Boise City, Oklahoma USA Great Lakes (GRI 8970) / South Central USA (GRI 9610)
Cambridge Bay Kanada Italien freistehender Stahlfachwerkturm, heute als NDB genutzt
Cape Race Kanada Canadian East Coast (GRI 5930) / Newfoundland East Coast (GRI 7270) verwendete bis zum 2. Februar 1993 einen 411,48 Meter hohen Antennenturm
Carolina Beach, North Carolina USA Northeast US (GRI 9960) / Southeast USA (GRI 7980)
Chongzuo China China South Sea (GRI 6780) / Southeast USA (GRI 7980)
Comfort Cove Kanada Newfoundland East Coast (GRI 7270)
Dhrangadhra Indien Bombay (GRI 6042)
Diamond Harbor Indien Calcutta (GRI 5543)
Ejde Faroer Ejde (GRI 9007)
Estartit Spain Mediterranean Sea (GRI 7990); außer Betrieb
Fallon, Montana USA USA West Coast (GRI 9940)
Fox Harbour Kanada Newfoundland East Coast (GRI 7270) / Canadian East Coast (GRI 5930)
George Kanada Canadian West Coast (GRI 5990) / USA West Coast (GRI 9940)
Gesashi Japan East Asia (GRI 9930) / North West Pacific (GRI 8930)
Gillette, Wyoming USA South Central USA (GRI 9610) / North Central USA (GRI 8290)
Grangeville, Idaho USA South Central USA (GRI 9610) / Southeast USA (GRI 7980)
Havre Kanada North Central USA (GRI 8290)
Hellissandur Island am 31. Dezember 1994 stillgelegt 411,48 Meter hoher Antennenturm, heute zur Ausstrahlung eines Radioprogramms des isländischen Rundfunks ( Ríkisútvarpið) auf der Frequenz 189 kHz genutzt
Helong China China North Sea (GRI 7430)
Hexian China China South Sea (GRI 6780)
Jan Mayen Norwegen Bø (GRI 7001)
Johnston Island USA Italien
Iwo Jima Japan im September 1993 stillgelegt, abgebaut verwendete einen 411,48 Meter hohen Antennenturm
Jupiter, Florida USA Southeast USA (GRI 7980)
Kargaburan Türkei Mediterranean Sea (GRI 7990); ausser Betrieb
Kwang Ju Südkorea East Asia (GRI 9930)
Lampedusa Italien Mediterranean Sea (GRI 7990); ausser Betrieb
Las Cruces, New Mexico USA South Central USA (GRI 9610)
Lessay Frankreich Lessay (GRI 6731) / Sylt (GRI 7499)
Malone, Florida USA Great Lakes (GRI 8970) / Southeast USA (GRI 7980)
Minamitorishima Japan North West Pacific (GRI 8930) verwendete bis 1985 einen 411,48 Meter hohen Antennenturm
Nantucket Kanada Canadian East Coast (GRI 5930) / Northeast USA (GRI 9960)
Narrow Cape Alaska North Pacific (GRI 9990) / Gulf of Alaska (GRI 7960)
Niijima Japan North West Pacific (GRI 8930) / East Asia (GRI 9930)
Patpur Indien Calcutta (GRI 5543)
Pohang Südkorea North West Pacific (GRI 8930) / East Asia (GRI 9930)
Port Clarence Alaska Gulf of Alaska (GRI 7960) / North Pacific (GRI 9990) verwendet einen 411,48 Meter hohen Antennenturm
Port Hardy Kanada Canadian West Coast (GRI 5990)
Rantum Deutschland Sylt (GRI 7499) / Lessay (GRI 6731) verwendet einen 193 Meter hohen Stahlgittermast
Raymondville, Texas USA South Central USA (GRI 9610) / Southeast USA (GRI 7980)
Raoping China China South Sea (GRI 6780) / China East Sea (GRI 8930)
Rongcheng China China North Sea (GRI 7430) / China East Sea (GRI 8930)
Rugby UK Lessay (GRI 6731); experimentell
Saint Paul Alaska North Pacific (GRI 9990)
Salwa Saudi-Arabien Saudi Arabia North (GRI 8830) / Saudi Arabia South (GRI 7030)
Searchlight, Nevada USA USA West Coast (GRI 9940) / South Central USA (GRI 9610)
Sellia Marina Italien Mediterranean Sea (GRI 7990); ausser Betrieb
Seneca, New York USA Great Lakes (GRI 8970) / Northeast USA (GRI 9960)
Shoal Cove Alaska Canadian West Coast (GRI 5990) / Gulf of Alaska (GRI 7960)
Soustons Frankreich Lessay (GRI 6731)
Tok Alaska Gulf of Alaska (GRI 7960)
Tokachibuto Japan Eastern Russia Chayka (GRI 7950) / North West Pacific (GRI 8930)
Upolo Point, Hawaii USA Italien
Værlandet Norwegen Sylt (GRI 7499) / Ejde (GRI 9007)
Veraval Indien Bombay (GRI 6042)
Williams Lake Kanada Canadian West Coast (GRI 5990)
Xuancheng China China North Sea (GRI 7430) / China East Sea (GRI 8930)
Yap Micronesia 1987 stillgelegt, abgebaut verwendete einen 304,8 Meter hohen Antennenturm

Zukunft

Weltweit steht der Fortbestand des LORAN-C-Systems in der Diskussion, da mit Satellitennavigationssystemen eine wesentlich genauere Alternative zur Verfügung steht. LORAN-C kann allerdings aufgrund seiner Signalcharakteristik komplementär zu GPS genutzt werden. Ein Vorteil des Systems ist außerdem, dass es nicht wie GPS unter militärischer Kontrolle steht. Außerdem dringt das langwellige LORAN-C-Signal auch dorthin, wo Satelliten-Empfang aufgrund fehlender direkter Sichtverbindung zu den Satelliten nicht möglich ist (z. B. im Wald oder zwischen hohen Gebäuden). LORAN-C bietet einen einfachen Integritätstest, das 'Blinking', um bei Fehlfunktionen den Nutzer zu warnen. Eine gezielte Störung des mit hoher Sendeleistung ausgestrahlten Signals ist zudem, im Gegensatz zu satellitenbasierten Verfahren, recht schwierig.

Die Genauigkeit von Langwellennavigation kann jedoch prinzipbedingt mit modernen Anforderungen im Meter- und Submeterbereich nicht konkurrieren. Aufgrund der Ausbreitungseigenschaften der Wellen ist z.B. eine genaue Bestimmung des Signalweges extrem schwierig. Einsatzgebiete außerhalb der Seefahrt werden deshalb selten bleiben. Aufgrund der höheren Störsicherheit ist Loran-C in den letzten Jahren wieder mehr ins Gespräch gekommen. Aufgrund der getätigten Investitionen in die Loran-Infrastruktur der USA kann von einem längerfristig geplanten Betrieb ausgegangen werden.

Europa befindet sich, was Loran-C betrifft, momentan im Umbruch. Der NELS-Vertrag lief Ende 2005 aus. Dennoch sind, anders als angekündigt, alle europäischen Sender weiter in Betrieb (Stand: März 2007). Die Zukunft ist offen, eine komplette Abschaltung allerdings unwahrscheinlich. Am wahrscheinlichsten dürfte ein Betrieb im Rahmen der Europäischen Union sein.

Ähnliche Systeme

Das russische Gegenstück zu LORAN-C ist CHAYKA.
Weitere Systeme zur (bodengestützen) Funknavigation waren und sind Decca, OMEGA und Alpha.

Siehe auch

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