OMEGA fue el primer sistema de radionavegación de alcance mundial , operado por los Estados Unidos en cooperación con seis países socios. Era un sistema de navegación hiperbólico que permitía a los barcos y aeronaves determinar su posición mediante la recepción de señales de radio de muy baja frecuencia (VLF) en el rango de 10 a 14 kHz, transmitidas por una red mundial de ocho radiobalizas terrestres fijas , utilizando una unidad receptora de navegación. Comenzó a funcionar alrededor de 1971 y se cerró en 1997 a favor del Sistema de Posicionamiento Global .
Para tomar una " posición " en cualquier sistema de navegación es necesario determinar dos mediciones. Normalmente, se toman en relación con objetos fijos, como puntos de referencia destacados o la ubicación conocida de torres de transmisión de radio. Al medir el ángulo con respecto a dos de estos puntos, se puede determinar la posición del navegador. Alternativamente, se puede medir el ángulo y la distancia con respecto a un solo objeto, o la distancia con respecto a dos objetos.
La introducción de los sistemas de radio durante el siglo XX aumentó drásticamente las distancias en las que se podían tomar mediciones. Este sistema también exigía una precisión mucho mayor en las mediciones: un error de un grado en el ángulo podía ser aceptable cuando se tomaba una posición en un faro a unos pocos kilómetros de distancia, pero sería de utilidad limitada cuando se utilizaba en una estación de radio a 300 millas (480 km) de distancia. Se desarrollaron diversos métodos para tomar posiciones con imprecisiones angulares relativamente pequeñas, pero incluso estos eran generalmente útiles solo para sistemas de corto alcance.
La misma electrónica que hizo que los sistemas básicos de radio funcionaran introdujo la posibilidad de realizar mediciones de retardo de tiempo muy precisas y, por lo tanto, mediciones de distancia altamente precisas. El problema era saber cuándo se iniciaba la transmisión. Con el radar , esto era simple, ya que el transmisor y el receptor generalmente estaban en la misma ubicación. 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 el momento preciso en que se transmitió la señal. Esto no era posible en general con la electrónica de la época. En su lugar, se sincronizaban 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 revelaba que la posición del avión se encontraba a lo largo de una línea curva en el espacio. Al realizar dos mediciones de este tipo contra estaciones muy separadas, las líneas resultantes se superponían en dos ubicaciones. Estas ubicaciones normalmente estaban lo suficientemente separadas como para permitir que los sistemas de navegación convencionales, como la navegación por estima , eliminaran la solución de posición incorrecta.
Los primeros de estos sistemas de navegación hiperbólica fueron los británicos Gee y Decca , seguidos por los estadounidenses LORAN y LORAN-C . LORAN-C ofrecía una navegación precisa a distancias superiores a los 1000 kilómetros (620 millas) y, al ubicar "cadenas" de estaciones en todo el mundo, ofrecía una cobertura moderadamente amplia.
La clave para el funcionamiento del sistema hiperbólico era el uso de un transmisor para transmitir la señal "principal", que era utilizada por los "secundarios" como su disparador. Esto limitaba el alcance máximo en el que podía operar el sistema. Para distancias muy cortas, decenas de kilómetros, la señal de disparo podía transmitirse por cables. Para 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 transmisión de señales de radio a muy larga distancia mediante técnicas de ondas largas (bajas frecuencias), lo que permite un sistema hiperbólico de alcance planetario. Sin embargo, en esos rangos, las señales de radio no viajan en línea recta, sino que se reflejan en varias regiones por encima de la Tierra conocidas colectivamente como la ionosfera . A frecuencias medias, esto parece "curvar" o refractar la señal más allá del horizonte. A frecuencias más bajas, VLF y ELF, la señal se reflejará en la ionosfera y el suelo, lo que le permitirá viajar grandes distancias en múltiples "saltos". Sin embargo, es muy difícil sincronizar varias estaciones utilizando estas señales, ya que pueden 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 se comercializó en forma portátil en la década de 1960. Según el tipo (por ejemplo, de rubidio , cesio o hidrógeno ), los relojes tenían una precisión del orden de 1 parte en 10 10 a más de 1 parte en 10 12 o una desviación de aproximadamente 1 segundo en 30 millones de años. Esto es más preciso que el sistema de cronometraje utilizado por las estaciones maestras y secundarias.
En ese momento, los sistemas Loran-C y Decca Navigator eran los dominantes en las funciones de alcance medio, y el corto alcance estaba bien servido por VOR y DME . El costo de los relojes, la falta de necesidad y la precisión limitada de un sistema de onda larga eliminaron la necesidad de un sistema de este tipo para muchas funciones.
Sin embargo, la Marina de los Estados Unidos tenía una necesidad concreta de un sistema de este tipo, ya que estaban en proceso de introducir el sistema de navegación por satélite TRANSIT . TRANSIT fue diseñado para permitir mediciones de ubicación en cualquier punto del planeta, con la precisión suficiente para actuar como referencia para un sistema de navegación inercial (INS). Las correcciones periódicas restablecen el INS, que luego puede usarse para la navegación durante períodos de tiempo y distancias más largos.
Se creía a menudo que TRANSIT generaba dos posibles ubicaciones para cualquier medición dada, una a cada lado de la subtrayectoria de la órbita. 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 1.600 kilómetros por hora.
Omega fue aprobado para su desarrollo en 1968 con ocho transmisores y la capacidad de alcanzar 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 se identificaban con las primeras 8 letras del alfabeto en las publicaciones Omega de la época.
La envolvente de los pulsos individuales podía utilizarse para establecer la temporización interna de un receptor dentro del patrón de 10 segundos. Sin embargo, era la fase de las señales recibidas dentro de cada pulso la que se utilizaba para determinar el tiempo de tránsito del transmisor al receptor. Utilizando la geometría hiperbólica y los principios de radionavegación, se podía fijar una posición con una precisión del orden de 5 a 10 kilómetros (3,1 a 6,2 millas) en todo el mundo a cualquier hora del día. Omega empleaba técnicas de radionavegación hiperbólica y la cadena operaba 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 podía localizar una posición con una precisión de 4 millas náuticas (7,4 km) utilizando el principio de comparación de fase de las 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. Utilizaban mástiles atirantados 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 las ocho estaciones de la cadena 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 , Hawái , en la isla de Oahu .
Debido al éxito del Sistema de Posicionamiento Global , el uso de Omega disminuyó durante la década de 1990, hasta tal punto que el costo de operación de Omega ya no podía justificarse. Omega cerró definitivamente el 30 de septiembre de 1997. Varias de las torres fueron demolidas poco después.
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 violación de patentes , alegando que el sistema Omega se basaba en un sistema propuesto anteriormente por Decca conocido como DELRAC , Decca Long Range Area Coverage , [2] que había sido revelado a los EE. UU. en 1954. Decca citó documentos estadounidenses originales que mostraban que el sistema Omega se conocía originalmente como DELRAC/Omega . Decca ganó el caso y recibió 44.000.000 de dólares en daños. 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. [1]
En total, había nueve estaciones Omega; sólo ocho funcionaron al mismo tiempo. 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, -13.150555 (Edificio del Transmisor Bratland Omega) ) situado cerca de Aldra era el único transmisor Omega europeo. Utilizaba una antena muy inusual, que consistía en varios cables tendidos sobre un fiordo entre dos anclas de hormigón a 3.500 metros (11.500 pies) de distancia, uno a 66°25′27″N 013°10′01″E / 66.42417, -13.16694. 13.16694 (Bratland Omega Transmission, Anchor Point East) y el otro en 66°24′53″N 013°05′19″E / 66.41472, -13.08861 (Bratland Omega Transmission, Anchor Point West) . Uno de los bloques estaba ubicado en la parte continental de Noruega, el otro en la isla de Aldra . La antena fue desmantelada en 2002.
El Transmisor Omega de Trinidad (estación B hasta 1976, reemplazada por la estación en Paynesville, Liberia) situado en Trinidad ( 10°41′58″N 61°38′19″O / 10.69938, -61.638708 ) utilizaba 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 causada por un incendio forestal que encendió explosivos. Hubo muchas víctimas y seis personas murieron en la explosión.
El 26 de abril de 1988, un incendio forestal en las inmediaciones del Campamento Omega, Chaguaramas, se propagó rápidamente al cercano búnker de armas y municiones del Campamento Omega, lo que provocó la explosión. Cuatro bomberos y dos soldados murieron mientras intentaban controlar la situación. Varios agentes de seguridad nacional sufrieron lesiones como consecuencia de la explosión. Esta explosión se registró en la escala de Richter y se encontraron partes del búnker a cientos de metros de la zona cero. El Gobierno de la República de Trinidad y Tobago dedica cada año el 26 de abril como el Día de reconocimiento a los muertos de los agentes de seguridad nacional.
El Transmisor Omega de Paynesville (estación B – 06°18′20″N 010°39′44″O / 6.30556, -10.66222 ) fue inaugurado en 1976 y utilizaba una antena de paraguas montada sobre un mástil de acero de 417 metros con tirantes y conexión a tierra . Fue la estructura más alta jamás construida en África. La estación fue entregada al gobierno liberiano después del cierre del Sistema de Navegación Omega el 30 de septiembre de 1997. El acceso a la torre no tenía restricciones y era posible subir al mástil abandonado hasta que fue demolido el 10 de mayo de 2011. El área ocupada por el transmisor se utilizará para construir un complejo de mercado moderno que proporcionará espacio adicional para los comerciantes locales y reducirá la congestión en el Mercado de Luz Roja de Paynesville, el mercado de alimentos más grande de Liberia. [3]
El Transmisor Omega de Kaneohe (estación C – 21°24′17″N 157°49′51″O / 21.404700, -157.830822 ) fue una de las dos estaciones operadas por la Guardia Costera de los Estados Unidos. Fue inaugurado en 1943 como un transmisor VLF para comunicación submarina. La antena era un tramo de cable sobre el valle de Haiku . A fines de la década de 1960 se convirtió en un transmisor OMEGA.
El Transmisor Omega de La Moure (estación D), situado cerca de La Moure, Dakota del Norte , EE. UU., en 46°21′57″N 98°20′08″O / 46.365944, -98.335617 , era la otra estación operada por la Guardia Costera de los EE. UU. Utilizaba un mástil arriostrado de 365,25 metros de altura aislado del suelo como antena. Después de que OMEGA se cerrara, la estación se convirtió en NRTF LaMoure , un sitio de comunicaciones submarinas VLF .
El transmisor Chabrier Omega (estación E) cerca de Chabrier en la isla de Reunión en el océano Índico a 20°58′27″S 55°17′24″E / 20.97417, 55.29000 utilizó una antena de paraguas, instalada en un mástil atirantado de 428 metros . El mástil fue demolido con explosivos el 14 de abril de 1999.
Estación F, Trelew, Argentina. Demolida en 1998.
Estación G, cerca de Woodside, Victoria. Las transmisiones de Omega dejaron de funcionar en 1997, se convirtió en una torre de comunicaciones submarina y fue demolida en 2015.
El Transmisor Omega Shushi-Wan (estación H) situado cerca de Shushi-Wan en la Isla Tsushima a 34°36′53″N 129°27′13″E / 34.61472, -129.45361 utilizaba como antena un mástil de acero tubular de 389 metros de altura, aislado del suelo. Este mástil, que se construyó en 1973 y que era la estructura más alta de Japón (y quizás el mástil de acero tubular 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 que constaba de la base del mástil (sin el aislador) y un segmento. En el emplazamiento del antiguo edificio de hélice hay 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, en ocasiones, incluso del continente en el que se encontraban. En la novela de ciencia ficción alemana "Der Komet" (http://www.averdo.de/produkt/72105959/lutz-harald-der-komet/) un cometa de gran tamaño que amenaza con chocar contra la Tierra es defendido por una tecnología desarrollada en el Área 51 en el área del sitio de transmisión OMEGA abandonado de Paynesville en Liberia, para lo cual se emite un campo electromagnético de baja frecuencia requerido.
El final de la temporada 2 de True Detective se llama " Omega Station ".
El episodio 3 de la serie de Netflix Gamera Rebirth se desarrolla parcialmente en la estación OMEGA de Tsushima.
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Medios relacionados con el sistema de navegación Omega en Wikimedia Commons