Transit

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Satelita serii Transit-O

Transit, również NAVSAT, NNSS (ang. Navy Navigation Satellite System) – pierwszy działający system nawigacji satelitarnej. Używany początkowo przez Marynarkę Wojenną USA do określania pozycji przez okręty podwodne z pociskami balistycznymi typu Polaris, później również przez okręty nawodne, a w 1967 udostępniono go użytkownikom cywilnym. Wykorzystywano go m.in. w żegludze oraz do celów hydrograficznych i geodezyjnych.

System został opracowany przez Applied Physics Laboratory, część Johns Hopkins University na zamówienie Marynarki Wojennej USA. Pierwszych pomyślnych testów dokonano w 1960, w 1964 Transit wszedł do eksploatacji. Satelity umieszczano na niskich orbitach okołobiegunowych na wysokości około 1100 km nad powierzchnią Ziemi. Okres obiegu satelity wokół Ziemi wynosił ok. 106 minut. Do zapewnienia globalnego zasięgu systemu potrzebna była konstelacja pięciu satelitów. W okresie normalnej działalności systemu na orbicie było utrzymywanych 10 satelitów (5 zapasowych).

Ze względu na swoje wady system Transit został zastąpiony przez GPS i zakończył działalność w roku 1996, choć jego satelity wykorzystywano nadal do innych celów.

Działanie[edytuj | edytuj kod]

Konstelacja satelitów Transit w sposób ciągły nadawała sygnał zawierający dokładny aktualny czas oraz parametry swojej orbity. Dane te były regularnie wysyłane do satelitów przez stacje naziemne Marynarki Wojennej. Informacje w sygnale pozwalały wyznaczyć dokładną pozycję satelity w dowolnej chwili.

Gdy satelita zbliżał się do odbiornika systemu, odbierana częstotliwość stawała się większa od nadawanej w wyniku zjawiska Dopplera. Odwrotnie działo się, gdy satelita oddalał się od odbiornika. Zmiana różnicy tych częstotliwości i jej tempo informuje o odległości satelity od odbiornika i o jego położeniu względem satelity (lewo, prawo). Obliczenie tych poprawek wymagało skomplikowanych obliczeń, praktycznie niemożliwych do przeprowadzenia manualnie.

Podczas przejścia satelity, odbiornik odbierał sygnał z danymi z satelity oraz wyznaczał przesunięcie dopplerowskie. Komplet informacji przekazywał komputerowi AN/UYK-1. Komputer otrzymywał również aktualną pozycję statku z bezwładnościowego systemu nawigacji. Wyliczanie nowej pozycji statku zajmowało mu około 15 minut.

Ze względu na ułożenie orbit satelitów każdy odbiornik systemu miał kontakt przeważnie tylko z jednym satelitą Transit naraz. Poprawka położenia mogła być wyznaczona dopiero po tym, jak satelita znalazł się nad horyzontem podczas wykonywania kolejnego okrążenia Ziemi i odbiornik wszedł w kontakt z tym satelitą. Na średnich szerokościach geograficznych oznaczało to jedno lub dwugodzinne oczekiwanie na pojawienie się następnego satelity i wyznaczenie kolejnej pozycji, w okolicach równika - kilkugodzinne. Transit nie był zatem w stanie wyznaczać dynamicznie, w czasie rzeczywistym, pozycji odbiorników. Aby uzyskać pozycję w przerwach pomiędzy kolejnymi przejściami satelitów, stosowano urządzenia nawigacji bezwładnościowej lub nawigację zliczeniową. Późniejsze zaawansowane odbiorniki Transit same zliczały pozycję w czasie rzeczywistym na podstawie danych z logu i żyrokompasu, ale nie było to dokładne ze względu na wpływ prądów morskich i wiatru.

Po późniejszych udoskonaleniach, system zapewniał dokładność określenia pozycji ok. 200 metrów (przy pojedynczym przejściu satelity) i synchronizację czasu ok. 50 μs. Satelity Transit przekazywały również kodowane wiadomości, ale była to ich funkcja drugorzędna.

Komputer AN/UYK-1[edytuj | edytuj kod]

Komputer AN/UYK-1 stanowił część pierwszej wersji odbiornika systemu Transit. Musiano skonstruować go od podstaw, gdyż żaden z ówczesnych komputerów nie był przystosowany do umieszczenia go na pokładzie okrętu podwodnego. Głównym projektantem był Lowell Amdahl, brat Gene'a Amdahla, twórcy teorii przetwarzania współbieżnego. AN/UYK-1 został zbudowany dla okrętów podwodnych klasy Lafayette przez firmę Ramo-Wooldridge (która wkrótce potem połączyła się z Thompson Products tworząc przedsiębiorstwo TRW). Komputer miał około 1,5 m wysokości, jego narożniki były zaokrąglone, żeby łatwiej było go przetransportować przez luk okrętu podwodnego. Posiadał pamięć o pojemności 8192 słów 15 bitowych (plus bit parzystości) zbudowaną w oparciu o koraliki ferrytowe składane ręcznie. Jeden cykl maszynowy zajmował ok. 1 mikrosekundy.

AN/UYK-1 nie posiadał sprzętowych rozkazów odejmowania, mnożenia i dzielenia. Posiadał za to operacje dodawania, przesunięć bitowych i innych operacji logicznych. Inne operacje stało- i zmiennoprzecinkowe musiały być zaprogramowane na podstawie dostępnych rozkazów sprzętowych.

Charakterystyczną cechą w zestawie instrukcji komputera AN/UYK-1 było posiadanie przez niego dwóch operatorów, które mogły zmieniać rejestry arytmetyczne w sposób niezależny, np. jeden z nich mógł uzupełniać jeden z rejestrów a w tym samym czasie ładować zawartość drugiego. Prawdopodobnie był to też pierwszy komputer posiadający adresowanie pośrednie w jednym cyklu.

Satelity Transit[edytuj | edytuj kod]

Poniżej lista statków kosmicznych wysłanych pod nazwą Transit lub należących do programu Transit. Podana data jest datą startu. Nie wszystkie z nich miały tworzyć konstelację systemu NAVSAT (np. satelity z serii Transit 5E prowadziły badania magnetosfery, promieniowania itp.). Satelity serii Transit były znane również pod nazwami Oscar i Nova.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]