OMEGA fue el primer sistema de radionavegación de alcance global , operado por los Estados Unidos en cooperación con seis países socios. Era un sistema de navegación hiperbólico que permitía a barcos y aviones determinar su posición recibiendo señales de radio de muy baja frecuencia (VLF) en el rango de 10 a 14 kHz, transmitidas por una red global de ocho radiobalizas terrestres fijas , utilizando una unidad receptora de navegación. . Entró en funcionamiento alrededor de 1971 y se cerró en 1997 en favor del Sistema de Posicionamiento Global .
Tomar un " punto " en cualquier sistema de navegación requiere la determinación de dos medidas. Normalmente, se toman en relación con objetos fijos, como puntos de referencia destacados o la ubicación conocida de torres de transmisión de radio. Midiendo el ángulo de dos de esos lugares, se puede determinar la posición del navegador. Alternativamente, se puede medir el ángulo y la distancia a un solo objeto, o la distancia a dos objetos.
La introducción de sistemas de radio durante el siglo XX aumentó drásticamente las distancias a las que se podían tomar medidas. Un sistema de este tipo también exigía una precisión mucho mayor en las mediciones: un error de un grado en el ángulo podría ser aceptable cuando se fija un faro a unas pocas millas de distancia, pero sería de utilidad limitada cuando se usa en una estación de radio a 300 millas (480 millas). kilómetros) de distancia. Se desarrollaron una variedad de métodos para realizar correcciones con imprecisiones de ángulo relativamente pequeñas, pero incluso estos fueron generalmente útiles sólo para sistemas de corto alcance.
La misma electrónica que hizo funcionar los sistemas de radio básicos introdujo la posibilidad de realizar mediciones de retardo de tiempo muy precisas y, por tanto, mediciones de distancia muy precisas. El problema era saber cuándo se inició la transmisión. Con el radar , esto era sencillo, ya que el transmisor y el receptor normalmente estaban en el mismo lugar. Medir el retraso entre el envío de la señal y la recepción del eco permitió una medición precisa del alcance.
Para otros usos, como por ejemplo la navegación aérea , el receptor tendría que saber la hora exacta en que se transmitió la señal. En general, esto no era posible con la electrónica de la época. En cambio, se sincronizaron dos estaciones utilizando una de las dos señales transmitidas como disparador de la segunda señal después de un retraso fijo. Al comparar el retraso medido entre las dos señales y compararlo con el retraso conocido, se reveló que la posición de la aeronave se encontraba a lo largo de una línea curva en el espacio. Al realizar dos mediciones de este tipo en estaciones muy separadas, las líneas resultantes se superpondrían en dos ubicaciones. Estas ubicaciones normalmente estaban lo suficientemente separadas para permitir que los sistemas de navegación convencionales, como la navegación a estima , eliminaran la solución de posición incorrecta.
El primero de estos sistemas de navegación hiperbólicos fue el Gee y Decca del Reino Unido , seguidos por los sistemas estadounidenses LORAN y LORAN-C . LORAN-C ofrecía una navegación precisa a distancias de más de 1.000 kilómetros (620 millas) y, al localizar "cadenas" de estaciones en todo el mundo, ofrecían una cobertura moderadamente amplia.
La clave para el funcionamiento del sistema hiperbólico fue el uso de un transmisor para transmitir la señal "maestra", que era utilizada por los "secundarios" como disparador. Esto limitaba el rango máximo en el que podía funcionar el sistema. Para distancias muy cortas, decenas de kilómetros, la señal de activación podría transmitirse mediante cables. En distancias largas, la señalización por aire era más práctica, pero todos esos sistemas tenían límites de alcance de un tipo u otro.
Es posible la señalización por radio a muy larga distancia, utilizando técnicas de onda larga (bajas frecuencias), lo que permite un sistema hiperbólico a escala planetaria. Sin embargo, en esos rangos, las señales de radio no viajan en línea recta, sino que se reflejan en varias regiones sobre la Tierra conocidas colectivamente como ionosfera . En frecuencias medias, esto parece "doblar" o refractar la señal más allá del horizonte. En frecuencias más bajas, VLF y ELF, la señal se reflejará en la ionosfera y el suelo, lo que permitirá que la señal viaje grandes distancias en múltiples "saltos". Sin embargo, es muy difícil sincronizar varias estaciones utilizando estas señales, ya que podrían recibirse varias veces desde diferentes direcciones al final de diferentes saltos.
El problema de sincronizar estaciones muy distantes se resolvió con la introducción del reloj atómico en la década de 1950, que estuvo disponible comercialmente en forma portátil en la década de 1960. Dependiendo del tipo, por ejemplo rubidio , cesio , hidrógeno , los relojes tenían una precisión del orden de 1 parte en 10 10 a mejor que 1 parte en 10 12 o una deriva de aproximadamente 1 segundo en 30 millones de años. Esto es más preciso que el sistema de cronometraje utilizado por las estaciones maestra/secundaria.
En ese momento, los sistemas Loran-C y Decca Navigator eran dominantes en las funciones de alcance medio, y el VOR y el DME daban buen servicio en el corto alcance . El coste de los relojes, la falta de necesidad y la precisión limitada de un sistema de onda larga eliminaron la necesidad de dicho sistema para muchas funciones.
Sin embargo, la Armada de los Estados Unidos tenía una clara necesidad de un sistema de este tipo, ya que estaban en el proceso de introducir el sistema de navegación por satélite TRANSIT . TRANSIT fue diseñado para permitir mediciones de ubicación en cualquier punto del planeta, con suficiente precisión como para actuar como referencia para un sistema de navegación inercial (INS). Las correcciones periódicas restablecieron el INS, que luego podría usarse para la navegación durante períodos de tiempo y distancias más largos.
A menudo se creía que TRANSIT generaba dos ubicaciones posibles para cualquier medición dada, una a cada lado de la subpista orbital. Dado que la medición es el desplazamiento Doppler de la frecuencia portadora, la rotación de la Tierra es suficiente para resolver la diferencia. La superficie de la Tierra en el ecuador se mueve a una velocidad de 460 metros por segundo, o aproximadamente 1.000 millas por hora.
Omega fue aprobado para su desarrollo en 1968 con ocho transmisores y la capacidad de lograr una precisión de 4 millas (6,4 km) al fijar una posición. Cada estación Omega transmitía una secuencia de tres señales de muy baja frecuencia (VLF) (10,2 kHz, 13,6 kHz, 11,333... kHz en ese orden) más una cuarta frecuencia que era única para cada una de las ocho estaciones. La duración de cada pulso (que oscilaba entre 0,9 y 1,2 segundos, con intervalos en blanco de 0,2 segundos entre cada pulso) difería en un patrón fijo y se repetía cada diez segundos; el patrón de 10 segundos era común a las 8 estaciones y estaba sincronizado con el ángulo de fase de la portadora, que a su vez estaba sincronizado con el reloj atómico maestro local. Los pulsos dentro de cada grupo de 10 segundos fueron identificados por las primeras 8 letras del alfabeto dentro de las publicaciones Omega de la época.
La envolvente de los pulsos individuales podría usarse para establecer la sincronización interna de un receptor dentro del patrón de 10 segundos. Sin embargo, fue la fase de las señales recibidas dentro de cada pulso la que se utilizó para determinar el tiempo de tránsito del transmisor al receptor. Utilizando principios de radionavegación y geometría hiperbólica, se podía realizar una fijación de posición con una precisión del orden de 5 a 10 kilómetros (3,1 a 6,2 millas) en todo el mundo en cualquier momento del día. Omega empleó técnicas de radionavegación hiperbólica y la cadena operó en la porción VLF del espectro entre 10 y 14 kHz . Cerca del final de su vida útil de 26 años, Omega evolucionó hasta convertirse en un sistema utilizado principalmente por la comunidad civil. Al recibir señales de tres estaciones, un receptor Omega podría localizar una posición dentro de las 4 millas náuticas (7,4 km) utilizando el principio de comparación de fases de señales. [1]
Las estaciones Omega utilizaban antenas muy extensas para transmitir en sus frecuencias muy bajas (VLF). Esto se debe a que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia (longitud de onda en metros = 299.792.458 / frecuencia en Hz) y la eficiencia del transmisor se degrada gravemente si la longitud de la antena es inferior a 1/4 de la longitud de onda. Usaron mástiles arriostrados conectados a tierra o aislados con antenas tipo paraguas, o tramos de cables a través de valles y fiordos. Algunas antenas Omega eran las construcciones más altas del continente donde se encontraban o aún se encuentran.
Cuando seis de la cadena de ocho estaciones entraron en funcionamiento en 1971, las operaciones diarias estaban a cargo de la Guardia Costera de los Estados Unidos en asociación con Argentina , Noruega, Liberia y Francia. Las estaciones japonesa y australiana entraron en funcionamiento varios años después. El personal de la Guardia Costera operaba dos estaciones estadounidenses: una en LaMoure, Dakota del Norte y la otra en Kaneohe , Hawaii , en la isla de Oahu .
Debido al éxito del Sistema de Posicionamiento Global , el uso de Omega disminuyó durante la década de 1990, hasta un punto en el que el costo de operación de Omega ya no podía justificarse. Omega se cerró definitivamente el 30 de septiembre de 1997. Pronto varias de las torres fueron demolidas.
Algunas de las estaciones, como la estación LaMoure , se utilizan ahora para comunicaciones submarinas .
En 1976, la Decca Navigator Company de Londres demandó al gobierno de los Estados Unidos por infracciones de patentes , alegando que el sistema Omega se basaba en un sistema Decca anterior propuesto conocido como DELRAC , Decca Long Range Area Coverage , [2] que había sido divulgado a los EE.UU. en 1954. Decca citó documentos originales estadounidenses que mostraban que el sistema Omega originalmente se denominaba DELRAC/Omega . Decca ganó el caso y recibió 44.000.000 de dólares en concepto de daños y perjuicios. Decca había demandado previamente al gobierno de los EE. UU. por supuestas infracciones de patentes sobre el sistema LORAN C en 1967. Decca también ganó ese caso, pero como se consideró que el sistema de navegación LORAN C era militar sin uso comercial, los EE. UU. no pagaron daños y perjuicios. . [1]
Había nueve estaciones Omega en total; sólo ocho operaron a la vez. Trinidad funcionó hasta 1976 y fue reemplazada por Liberia:
El transmisor Bratland Omega (estación A - 66 ° 25′15 ″ N 13 ° 09′02 ″ E / 66.420833 ° N 13.150555 ° E / 66.420833; 13.150555 (Edificio del transmisor Bratland Omega) ) situado cerca de Aldra era el único europeo Transmisor omega. Utilizaba una antena muy inusual, que consistía en varios cables tendidos sobre un fiordo entre dos anclajes de hormigón separados por 3.500 metros (11.500 pies), uno a 66°25′27″N 013°10′01″E / 66.42417°N 13.16694°E / 66.42417; 13.16694 (Transmisor Bratland Omega, Anchor Point East) y el otro en 66°24′53″N 013°05′19″E / 66.41472°N 13.08861°E / 66.41472; 13.08861 (Transmisor Bratland Omega, Anchor Point West) . Uno de los bloques estaba situado en la parte continental de Noruega y el otro en la isla de Aldra . La antena fue desmantelada en 2002.
Transmisor Trinidad Omega (estación B hasta 1976, reemplazada por la estación en Paynesville, Liberia) situada en Trinidad (a 10°41′58″N 61°38′19″W / 10.69938°N 61.638708°W / 10.69938; - 61.638708 ) utilizó un tramo de cable sobre un valle como antena. Los edificios del sitio todavía están allí. El 26 de abril de 1988, el edificio que albergaba los transmisores omega fue destruido por una explosión provocada por un incendio forestal que encendió explosivos. Hubo graves víctimas y seis personas murieron en la explosión.
El 26 de abril de 1988, un incendio forestal en las cercanías del Campamento Omega, Chaguaramas, se extendió rápidamente al cercano Búnker de Armas y Municiones del Campamento Omega, lo que provocó la explosión. Cuatro bomberos y dos militares murieron mientras intentaban controlar la situación. Varios agentes de Seguridad Nacional sufrieron heridas como consecuencia de la explosión. Esta explosión se registró en la escala Richter y partes del búnker fueron encontradas a cientos de metros de la zona cero. El Gobierno de la República de Trinidad y Tobago dedicó el 26 de abril de cada año como Día de Agradecimiento a los Muertos de los Oficiales de Seguridad Nacional.
El transmisor Paynesville Omega (estación B - 06 ° 18′20 ″ N 010 ° 39′44 ″ W / 6.30556 ° N 10.66222 ° W / 6.30556; -10.66222 ) se inauguró en 1976 y utilizó una antena tipo paraguas montada en un 417 celosía de acero de 3 metros, mástil arriostrado puesto a tierra . Fue la estructura más alta jamás construida en África. La estación fue entregada al gobierno de Liberia después del cierre del sistema de navegación Omega el 30 de septiembre de 1997. El acceso a la torre no estaba restringido y era posible subir al mástil abandonado hasta que fue demolido el 10 de mayo de 2011. El área ocupada por el El transmisor se utilizará para construir un moderno complejo de mercado que proporcionará espacio adicional para los comerciantes locales y reducirá la congestión en el Red Light Market de Paynesville, el mercado de alimentos más grande de Liberia. [3]
El transmisor Kaneohe Omega (estación C - 21 ° 24′17 ″ N 157 ° 49′51 ″ W / 21.404700 ° N 157.830822 ° W / 21.404700; -157.830822 ) fue una de las dos estaciones operadas por la USCG. Fue inaugurado en 1943 como transmisor VLF para comunicaciones submarinas. La antena era un tramo de cable sobre el valle de Haiku . A finales de los años 1960 se convirtió en un transmisor OMEGA.
Transmisor La Moure Omega (estación D) situado cerca de La Moure, Dakota del Norte , EE. UU., en 46 ° 21′57 ″ N 98 ° 20′08 ″ W / 46.365944 ° N 98.335617 ° W / 46.365944; -98.335617 ) era la otra estación operada por la USCG. Utilizaba como antena un mástil arriostrado de 365,25 metros de altura aislado del suelo. Después del cierre de OMEGA, la estación se convirtió en NRTF LaMoure , un sitio de comunicaciones submarinas VLF .
Transmisor Chabrier Omega (estación E) cerca de Chabrier en la isla Reunión en el Océano Índico en 20 ° 58′27 ″ S 55 ° 17′24 ″ E / 20.97417 ° S 55.29000 ° E / -20.97417; 55.29000 utilizó una antena tipo paraguas, instalada en un mástil arriostrado puesto a tierra de 428 metros . El mástil fue demolido con explosivos el 14 de abril de 1999.
Estación F, Trelew, Argentina. Demolido en 1998.
Estación G, cerca de Woodside, Victoria. Cesó las transmisiones de Omega en 1997, se convirtió en una torre de comunicaciones submarinas y fue demolida en 2015.
Transmisor Shushi-Wan Omega (estación H) situado cerca de Shushi-Wan en la isla Tsushima en 34 ° 36′53 ″ N 129 ° 27′13 ″ E / 34.61472 ° N 129.45361 ° E / 34.61472; 129.45361 utilizó como antena un mástil tubular de acero de 389 metros de altura, aislado del suelo. Este mástil, construido en 1973 y que era la estructura más alta de Japón (y quizás el mástil tubular de acero más alto jamás construido), fue desmantelado en 1998 con una grúa. En su antiguo emplazamiento se construyó un monumento de aproximadamente 8 metros de altura compuesto por la base del mástil (sin aislante) y una dovela. En el lugar del antiguo edificio Helix se encuentra ahora un parque infantil.
Además de las nueve torres Omega operativas, la torre de Forestport, Nueva York, se utilizó para las primeras pruebas del sistema.
Las torres de algunas estaciones OMEGA eran las estructuras más altas del país y, a veces, incluso del continente donde se encontraban. En la novela de ciencia ficción alemana "Der Komet" ( http://www.averdo.de/produkt/72105959/lutz-harald-der-komet/ ) un gran cometa que amenaza con chocar contra la Tierra es defendido por una tecnología desarrollada en el Área 51 en el área del sitio abandonado de transmisión OMEGA Paynesville en Liberia, para el cual proporciona un campo electromagnético de baja frecuencia requerido.
El final de la temporada 2 de True Detective se llama " Estación Omega ".
El episodio 3 de la serie de Netflix Gamera Rebirth tiene lugar parcialmente en la estación Tsushima OMEGA.
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Medios relacionados con el sistema de navegación Omega en Wikimedia Commons