Transit , Birleşik Devletler Donanması için geliştirilmiş dünyanın ilk uydu konumlandırma sistemidir . Bu bağlamında geliştirilen Soğuk Savaş laboratuvar tarafından Uygulamalı Fizik Laboratuvarı arasında Johns Hopkins içinde 1958 . 1964 yılında faaliyete geçmiştir . Bu yer değiştirilecektir 1996 tarafından NAVSTAR (GPS) .
Transit sistemi, küçük uydular (yaklaşık elli kilogram) tarafından yayılan ve bir kutupsal yörüngede dolaşan ve bir yerçekimi gradyanı ile stabilize edilen radyo sinyallerinin Doppler etkisinin kullanılmasına dayanmaktadır . Transit uydu takımyıldızı operasyonel Yapılandırmada dört uydusu vardır. Uydulardan biri görüş alanına girdikten sonra, genellikle bir saat kadar bekledikten sonra, Transit alıcısı, yaklaşık 200 metrelik bir doğrulukla on beş dakika içinde konumu hesaplayabildi.
Sistem başlangıçta gelen kesin bir grev elde etmek geliştirilen Polaris füzesi tahta üzerinde başlatmak nükleer denizaltı Amerikan füzeleri . 1967'den itibaren Amerikan ve yabancı sivil gemilerde kullanımı yaygınlaştı ve 1990'ların başında yüz bin civarında Transit alıcısı faaliyetteydi.
1950'lerde Transit sisteminin geliştirildiği sırada, gemiler ve uçaklar bir yandan konumlarını belirlemek için optik sistemler (sektantlar) kullandı, diğer yandan DECCA , LORAN ( LONg) gibi kara tabanlı radyonavigasyon sistemleri. Menzil Navigasyonu ) ve Omega . VOR ( VHF Çok Yönlü Menzil ), DME , TACAN ( TACtical Air Navigation ), ILS veya l' ADF gibi bu sistemlerden bazıları, güvenilirlikleri ve yerel doğrulukları nedeniyle özellikle havacılıkta 2021'de hala çalışır durumda . Bu sistemlerin tümü, bir radyo sinyali yayan bir yer istasyonları ağı kullanır. Radyo navigasyon sistemi, birkaç verici istasyondan gelen sinyali analiz ederek konumu belirler. Ancak bu sistemlerin aşağıdaki dezavantajları vardır:
Transit uydu navigasyon sistemi tarafından kullanılan ilke, 1957 yılında Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'ndaki (APL) mühendisler ve araştırmacılar tarafından geliştirilmiştir . Bunlar, 20.001 MHz'de ilk yapay uydu Sputnik 1'in ( 1957 ) yaydığı radyo sinyallerini analiz ederek, uydunun ilerlemesinden kaynaklanan alınan sinyal üzerindeki Doppler etkisini ölçerek uydunun yörüngesini doğru bir şekilde belirleyebildiklerini keşfederler . onun yörüngesi. İki metrelik basit bir tel antenle donatılmış bir radyo alıcısıyla, nominal frekansının her iki tarafında 500 Hz'lik salınım yapan radyo sinyalinin dalgalanmalarını doğru bir şekilde ölçerler. Sputnik 1 vericisinin üç aylık çalışması boyunca, mühendisler, özellikle uzay navigasyonunun ortaya çıkardığı sorunlara daha aşina olan Vanguard program ekibinin yardımıyla hesaplama formülleri üzerinde çalışıyorlar (yerçekimi alanındaki düzensizlikler, yerçekimi, ...). Yeni edinilen bir Univac 1200F bilgisayarı (piyasadaki ilk bilgisayarlardan biriydi) kullanarak mühendisler , uydunun altı yörünge parametresini ve bu hesaplamaya müdahale eden diğer üç değişkeni ( kırılma iyonosferik , uydu vericisinin osilatörünün frekansı ve frekans kayması), yörüngenin bir kısmı boyunca ufuktan ufka yayılan sinyali analiz ederek.
Zamanda, APL laboratuvar da rehberlik sistemleri üzerinde çalışması karıştığını kıtalararası Polaris balistik füzelerin tahta üzerinde füze fırlatma nükleer denizaltılar (bunlardan ilk USS George Washington , 1957 yılında başlatıldı). Sovyetler Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri arasındaki Soğuk Savaş bağlamında, kıtalararası balistik füzelerin bir silahı olarak güvenilirlik, tutunan silahlı barışın temel bir unsuru haline geldi . Füzenin hedefine yeterli hassasiyetle ulaşabilmesi için, fırlatma rampasını oluşturan denizaltının konumunun yüz metreden daha az bir hata ile bilinmesi gerekir. Ancak o zamanlar böyle bir hassasiyete sahip bir navigasyon sistemi yoktu. PLA mühendisleri, Sputnik'teki çalışmalarından esinlenerek, 1958 Mart'ında birkaç gün içinde, yeterince geniş bir coğrafi kapsama sahip denizaltılara yeterli hassasiyette bir konum sağlayabilen bir navigasyon sisteminin özelliklerini tanımladılar. Bunun için Sputnik'in yörüngesini hesaplamak için kullanılan işlemi tersine çevirmeyi teklif ediyorlar. Yörüngesi bilinen ve seçilen iki frekansta yayan (iyonosferik kırılmayı belirlemek için) yörüngeye oturtarak, antenli bir alıcı içeren bir mobil cihaz (denizaltı veya diğer) üzerine kurulu ekipman, yönsüz olduğu için çok basit ve bir sinyalden konumu hesaplamaktan sorumlu bilgisayar , uydunun efemerisini ve Doppler etkisinin ölçümünü kullanarak konumunu belirleyebilir .
APL laboratuvarı, 1942'de Amerikan hükümetinin inisiyatifiyle, üniversiteler ve sanayi arasında köprüler kurarak savaş çabası için gerekli teknolojilerin geliştirilmesini teşvik etmek amacıyla kuruldu. O sırada APL, uçaksavar savaşının etkinliğini artıran yakınlık roketini geliştiriyordu . Laboratuvar, savaştan sonra askeri alanda köklerini koruyor. Uydulara dayalı bir navigasyon sisteminin geliştirilmesi, laboratuvar tarafından yeni açılan ancak hızla büyüyen uzay pazarına girmek için bir fırsat olarak görülüyor. APL, Europa Clipper veya Dragonfly gibi önde gelen birçok uzay görevinin sorumluluğuyla 2021'de hala uzay sektöründe önemli bir rol oynuyor .
Transit sisteminin geliştirilmesi , denizaltılarının günde birkaç kez yaklaşık 200 metre hassasiyetle konum belirlemesine olanak tanıyan donanıma sahip olmak isteyen ABD Donanması'nın ihtiyacını karşılamayı amaçlıyor . Bu ihtiyaç aşağıdaki gibi daha da rafine edilmiştir. Bir uydu sinyali almadan önce ortalama bekleme süresi, denizaltı 15 ve 75 ° enlemleri arasında olduğunda 4 saatten az olmalıdır. Bu gecikme, vakaların %5'inde yalnızca 8 saati geçmeli ve en uzun aralık 24 saati geçmemelidir. Hesaplanan konumun doğruluğu 100 metreden az olmalıdır. Konumla ilişkili süre, 200 mikrosaniyeden daha az bir doğrulukla sağlanmalıdır. Sistem güvenilirliği %97 olmalıdır.
PLA tarafından önerilen ve 17 günde hazırlanan 50 sayfalık bir belge olan Transit adı verilen sistemin açıklaması 1958 baharında ABD Donanması'na verildi. İlk yıl boyunca geliştirme askeri araştırma ajansı tarafından finanse edildi. DARPA, çünkü ABD Donanması, o sırada düşündüğü navigasyon sistemlerinin ( yedek olarak Loran C'ye sahip Omega navigasyon sistemi , karasal tarafından yayılan radyo dalgalarının analizine dayanan) hassasiyet eksikliğini tanımak istemiyor. sistemler). Ancak geçiş, karmaşık bir sistemdir ve DARPA , arızaya kadar ortalama çalışma süresinin bir tahminini ister . Bu iki haftada değerlendirilir. Bu çok düşük değere rağmen, Deniz Kuvvetleri program ofisi Transit potansiyelinin (doğruluk, kapsam) Omega ve Loran C sistemlerinden çok daha ağır bastığına inandığı için geliştirme devam ediyor.Sistemin geliştirilmesi PLA tarafından planlanmıştır. 1966 yılı sonunda sona erer ve işletme aşamasına geçilir.
Transit'in gelişiminin ilk aşaması, yerleşik ekipmanların her birini test etmeyi amaçlayan birkaç deneysel uydunun fırlatılmasıyla uzay segmentinin geliştirilmesini içeriyor. Proje uzay çağının en başında yer alıyor (ilk yapay uydu iki yıl önce fırlatılmıştı) ve uzay teknolojileri emekleme aşamasında. İlk uydu Transit-1A, 17 Eylül 1959'da fırlatıldı, ancak fırlatıcı onu yörüngeye yerleştiremedi. Transit-1B'nin 13 Nisan 1960'ta fırlatılması başarılı oldu ve uydu 89 gün çalıştı. İki frekansta radyo dalgası yayarak iyonosferik kırılmayı düzeltme sürecini ve ayrıca geçici oryantasyonu stabilize etmek için bir sistemi geliştirmek için kullanılır. O zaman uydular sadece rotasyonla stabilize edilir, çünkü bu en basit yöntem ve tek noktadır. Ancak Doppler etkisinin ölçümü, herhangi bir hareket Doppler etkisini değiştireceğinden, uydunun yönünün sabitlenmesini gerektirir. Çözüm, herhangi bir sapmayı düzeltmek için küçük durum kontrol motorları kullanmak olacaktır, ancak bu teknik, büyük miktarda itici gazın taşınmasını gerektirdiğinden, istenen beş yıllık çalışma ömrü ile uyumlu değildir. Bu prototiplerde geçici olarak kullanılan sistem, Dünya'nın manyetik alanıyla etkileşime giren mıknatıslara dayanmaktadır. Operasyonel Transit sistemi için APL, şimdiye kadar test edilmemiş ancak etkinliği, Dünya'nın yerçekimi alanının düzensizliğine karşı çıkan muhalifleri tarafından tartışılan yerçekimi gradyan stabilizasyon sistemini test etmeye karar verdi. Bu tekniği test etmek için deneysel TRAAC ( Transit Research and Attitude Control ) uydusu geliştirildi ve fırlatıldı. Transit 1B'ye benzer Transit 2A uydusu 22 Haziran 1960'ta fırlatıldı ve iki yıl boyunca işletildi. 21 Şubat 1961'de başlatılan Transit 3B, 384 bit kapasiteli bir yerleşik bellekte efemeris alımını ve bu efemerislerin uydu tarafından frekans modülasyonu ile alıcıya iletilmesini test etmeyi mümkün kılıyor. O zamana kadar fırlatılan uydular küreseldi. Sırasıyla 29 Haziran'da fırlatılan Transit 4A ve 1961 sayılı 4B uyduları, güneş pillerinin eklenmesine ve daha fazla enerji elde edilmesine olanak tanıyan silindirik yapıdadır. İki uydu, Dünya'nın yerçekimi alanındaki değişimleri ölçmek ve kıtaların ve adaların konumunu iyileştirmek için kullanılıyor. Bu vesileyle Hawaii'nin resmi pozisyonunun bir kilometrelik bir hata içerdiğini keşfediyoruz.
Operasyonel uyduların geliştirilmesiOperasyonel uyduların geliştirilmesi amacıyla ikinci bir deney aşaması başlar. Scout hafif fırlatıcı , maliyeti şimdiye kadar kullanılan Thor Ablestars'ın maliyetinden daha düşük olduğu için, operasyon öncesi Transit uydularını fırlatmak için seçildi . Ancak o sırada mevcut olan versiyonda, bu roket yalnızca kütlesi 60 kg'ı geçmeyen uyduları fırlatabilirken, ilk prototipler 100 kg'ı aşıyor. Ek olarak, katı yakıt aşamaları , en kırılgan bileşenlerin gözden geçirilmesini gerektiren güçlü titreşimler üretir. Bu kısıtlamalar, ilk operasyon öncesi uydunun gelişimini geciktiriyor. Transit 5A-1, 18 Aralık 1962'de bir kutup yörüngesine fırlatıldı. Güneş panelleri yerleştirmek ve uyduyu roketiyle ayırmak için yeni teknikleri test etti. 15 Haziran'da yörüngeye yerleştirilen Transit 5A-3, önceki uçuşta tespit edilen anormallikleri düzeltmesi gereken yeni bir enerji üretim sistemini test ediyor. Bir problem hafızasını etkiler ve efemeris depolamasını engeller. Bununla birlikte, yerçekimi gradyan stabilizasyon sistemini uygulayan ilk operasyon öncesi uydudur. Transit 5A'nın geliştirilmiş bir versiyonu olan Transit 5C-1, 3 Haziran 1964'te piyasaya sürüldü ve bir yıldan fazla bir süre boyunca kusursuz bir şekilde çalıştı. 1963-1964 yıllarında nükleer enerji kullanan üç Transit 5B uydusu ( 26,8 watt sağlayan SNAP 9A radyoizotop termoelektrik jeneratörü ) fırlatıldı ve bu enerji kaynağı mükemmel sonuçlar verdi. Diğer üç Transit 5E uydusu aynı periyotta yörüngeye yerleştirilir ve gelecekteki operasyonel uyduların yörüngesinin uzay ortamı hakkında veri toplar (yüklü enerji parçacıkları, manyetik alanlar, Güneş'in elektromanyetik spektrumu, jeodezik veriler).
Tüm operasyonel sistemi test etmeyi amaçlayan ilk uydu, RTG SNAP ile donatılmış ve 28 Eylül 1963'te fırlatılan Transit 5BN-1 idi. Ancak beklenen hizmeti sunmasına izin vermeyen anormalliklerin kurbanı oldu. 5 Aralık 1963'te fırlatılan Transit 5BN-2, Kasım 1964'e kadar Deniz Kuvvetlerinin su üstü ve denizaltı birimleri tarafından düzenli olarak kullanıldı. nükleer enerji kullanan uydu, belirli bir anlaşmanın alınmasını gerektirir.
Oscar adı verilen operasyonel uyduların üretimi (Oscar fonetik alfabede, durumlarına göre seçilen O'yu belirtir: operasyonel ) Donanmanın NAFI'sine ( Indianapolis'teki Deniz Aviyonik Tesisi ) emanet edilmiştir . Ancak ilk uydular (Oscar 1,2,3,5,7) fırlatılmalarından birkaç gün sonra bozuldu ve Donanma, PLA'ya Oscar 4,6,8,9 ve 10'un revizyonunu emanet etmeye karar verdi. Henüz fırlatılmamış ve aşağıdaki uyduların imalatını daha kalıcı bir çözüm için beklerken. RCA şirketi Oscar 18 ila Oscar 32 uydularını inşa etmek için seçildi.Yörüngedeki uyduların 14 ay olarak tahmin edilen ömrü beklenenden çok daha uzun (ortalama 14 yıldan fazla) ve üretim hattı hızla artıyor. kesintiye uğradı. Üretilen uydular, fırlatılmayı beklerken nitrojenle dolu kaplarda 20 yıla kadar saklanır. Son Oscar uydusu 1988'de yörüngeye yerleştirildi.
Daha sonra önemli gelişmeler taşıyan altı uydu inşa edildi: 1970'lerde fırlatılan üç TRIAD uydusu ve yörüngeye yerleştirilen son Transit sistem uyduları olan üç NOVA uydusu (1981 ve 1988 arasında fırlatıldı). 1969'da, Transit navigasyon sisteminin performansını iyileştirmek için TIP programı ( Transit İyileştirme Programı ) oluşturuldu. Ana hedefler, elektroniklerini radyasyona karşı sağlamlaştırarak uyduların ömrünü güçlendirmek ve uydu tarafından yayınlanan efemeridlerin beş gün boyunca aynı kalması (yer istasyonları tarafından güncellenmesine gerek kalmadan) için yörüngenin stabilitesini iyileştirmekti . Bu iyileştirmeleri geliştirmek ve test etmek için üç TRIAD uydusu inşa ediliyor. Bunlar, dedektör olarak asılı bir sinek ağırlığı ve darbeli bir plazma motorunun yanı sıra sertleştirilmiş ve daha kompakt elektronikler kullanarak artık atmosfer tarafından üretilen sürükleme kuvvetlerini iptal etmekten sorumlu DISCOS sistemini ( Bozulma Dengeleme Sistemi ) içerir . Diğer iyileştirmeler ilk birinin yanı vardır Teknede uydu bilgisayarlar ile 64 kilobit belleğe , bir daha istikrarlı osilatör , bir quadrifilar Helisin. Hidrazin kullanan bir sıvı itici tahrik sisteminin , ilk yörüngeyi tam olarak polar olacak şekilde düzeltmesi ve takımyıldız kapsamını azaltacak yörünge düzleminin dönmesini önlemesi amaçlandı. TRIAD uyduları ile yapılan testler, takip eden 60 gün için yörüngeyi belirlemeyi mümkün kılan sürüklenme kompanzasyon sisteminin çalışmasını doğrulamayı mümkün kılıyor.
1977'de yeni bir uydu iyileştirme programı, üç NOVA uydusunun inşasına yol açtı. Bunlar, bir mıknatıs kullanarak bir hareket sönümleme sistemi ve stabilizasyon sisteminin direğinin yerçekimi gradyanı ile güçlendirilmesinin eklendiği TRIAD uydularının iyileştirmelerini alır.
Transit uydu navigasyon sistemi o zamandan beri durduruldu 31 Aralık 1996NAVSTAR sistemi ( GPS ) ile değiştirildiğinde. Halen çalışır durumda olan uydular , iyonosfer ölçümlerini gerçekleştirmeyi amaçlayan Donanma İyonosferik İzleme Sistemi programı çerçevesinde kullanılmaktadır . Fırlatılmamış olan Transit-O 22 uydusu, yörüngedeki bir çarpmanın sonuçlarını ölçmeyi amaçlayan bir deneyin (SOCIT Uydu Yörünge Enkazı Karakterizasyon Etki Testi programı ) bir parçası olarak kasıtlı olarak yerde imha edildi .
Transit uydu navigasyon sisteminin çalışması, uyduların bir takımyıldızına dayanmaktadır, Transit alıcıları, kullanıcıların uydular tarafından iletilen sinyallerden konumlarını belirlemelerine olanak tanır, uydu filosunun yönetiminden sorumlu bir kontrol istasyonu, uyduların yörüngesini ölçen izleme , özellikle Dünya'nın yerçekimi alanının özelliklerine göre gelecekteki yörüngelerini belirleyen bir bilgisayar merkezi ve yörüngelerinin efemerislerini günlük olarak uydulara ileten enjeksiyon istasyonları.
Kullanıcı, konumunu belirlemek için, gökyüzünü geçen ilk uydudan radyo sinyalini almak için Transit alıcısını kullanır. Gönderilen radyo dalgasının frekansı , uydunun hızlı hareketi tarafından oluşturulan Doppler etkisi ile kaydırılır . Bu kayma, uydunun alıcı ile uyduyu birbirine bağlayan hat üzerindeki hızının bileşeni ile orantılıdır (aynı zamanda uydunun yörüngesi bu eksene dik ise Doppler etkisi yoktur). Uydunun gökyüzü geçişi sırasında yaklaşık on beş dakikalık bir süre boyunca frekans kaymasının birkaç ölçümü alınır. Uydu yörünge parametrelerini radyo sinyaliyle iletir, bu da yörüngesinin ve hızının bu süre boyunca doğru bir şekilde yeniden oluşturulmasına olanak tanır. Bu elemanlar ve Doppler etkisi ile gerçekleştirilen çeşitli hız ölçümleri ile Transit alıcının bilgisayarı, cep telefonunun konumunu belirleyebilir. Bu konumun doğruluğu birkaç faktöre bağlıdır: uydu tarafından sağlanan yörünge konumunun/hızının doğruluğu, radyo vericilerinin ve alıcılarının saat senkronizasyonu, uydu radyo vericisinin frekans kararlılığı, frekansın ölçüm kalitesi iyonize atmosferin ( iyonosfer ) katmanlarının radyo dalgalarının geçişinden kaynaklanan rahatsızlıklar ve alt katmanlarda ( troposfer ) bulunan su buharının neden olduğu mesafe hatası .
Zamanla, ölçümün doğruluğuna katkıda bulunan tüm faktörler iyileştirilir. Uydu yörüngesini belirleyecek donanıma sahip değildir. Bu, Dünya'daki bir bilgisayar merkezi tarafından önceden belirlenir ve uyduya kaydedilir. Bilinen yörüngeden, Dünya'nın yerçekimi alanının bir modeli kullanılarak ve çeşitli rahatsız edici fenomenler (artık atmosferin sürüklenmesi , güneş fotoğraflarının radyasyon basıncı ) dikkate alınarak hesaplanır . Ancak karasal yerçekimi alanı, 1950'lerin sonunda zayıf bir şekilde modellenen büyük düzensizlikler sunar.Jeodezik modeller 1960'larda / 1970'lerde kademeli olarak rafine edilir ve irtifa hatası 1960'ta 1000 metreden ortalarda birkaç metreye çıkar. 1970'ler (jeodezik model WGS72). Kalıntı atmosferden kaynaklanan sürüklenmenin modellenmesi aynı periyotta ilerlemektedir. Gerçekten de, bu atmosferin yoğunluğu günün saatine, enlem, boylam ve güneş aktivitesine bağlı olarak büyük ölçüde değişir.
Uzay segmenti, normal çalışma konfigürasyonunda , düzenli aralıklarla yörünge düzlemlerinde yarı dairesel kutup yörüngelerinde (irtifa = ~ 900 x 1000 km ve yörünge eğimi = ~ 90 °) dolaşan dört uydu içerir, böylece Dünya yüzeyinde herhangi bir yerde bulunan bir alıcı olabilir. iletilen radyo sinyalini birkaç saatten daha kısa sürede alın. Takımyıldızın boyutu değişebilir ve 1980'lerin sonunda Transit takımyıldızı 7 ila 8 operasyonel uydu ve yedekte 4 ila 5 uydu içeriyordu.
Her uydu, mevcut ve planlanan yörüngesinin ( efemeris ) parametrelerini içeren iki dalga boyunda (150 ve 400 MHz) bir radyo sinyali yayar . Sistemin kullanıcısı, bir uydu ufuktan geçtiğinde , uydu tarafından iletilen sinyaller üzerinde arka arkaya üç Doppler etkisi ölçümü yapan bir Transit alıcısına sahiptir . İletilen efemeris (ifade WGS 72 jeodezik sistemi 1980'lerde) radyo sinyallerinin iletildiği zaman mümkün uydunun kesin konumunu belirlemek için tercih. Bu bilgiyi Doppler etkisinin ölçümleriyle birleştirerek, alıcıyı donatan bilgisayar, kullanıcının konumunu belirlemeyi mümkün kılar. Konumun doğruluğu, sistemin çalışmasının başlangıcında 1 km mertebesindedir , daha sonra jeodezik modellerin iyileştirilmesiyle 1973'te 185 m'den daha az olur . Uyduların nominal konfigürasyonunda (düzenli aralıklı yörünge düzlemlerinde 4 uydu), bir uydu üzerinden uçuştan önceki ortalama bekleme süresi yaklaşık 2 saattir (ekvator enlemlerinde orta enlemlere göre biraz daha yüksektir), ancak bazen 8 saati de geçebilir.
Transit sistemi, ABD Donanması'nın Point Mugu , California'da bulunan NAVSOC ( Deniz Uydu Operasyon Merkezi ) tarafından yönetilmektedir . Buna bir uydu kontrol merkezi ve uyduların yörüngesini belirleyen bir bilgisayar merkezi dahildir. Takip istasyonları Laguna (Nokta Mugu yakınında) Peak, Prospect Limanı'nda bulunan Maine içinde, Rosemont Minnesota , Wahiawa adasında Hawaii içinde Finegayan de, Guam adasının (1993 itibariyle) ve Falcon AFB'deki Colorado Springs içinde Colorado ( 1988'den itibaren). Point Mugu'da ve Minnesota'da uydulara emir ileten iki enjeksiyon istasyonu. Amerika Birleşik Devletleri Deniz Gözlemevi sağlar evrensel saati ağ senkronize edildiği.
Transit uydu navigasyon sistemi sadece kademeli olarak zemin kazanıyor. Amerikan denizaltılarını ve uçak gemilerini, sistem operasyonel hizmete girer girmez donatıyor (1964). 1965'lerin ortalarında ilk sivil kullanıcılar oşinografik araştırma gemileriydi . Yeni sistemi alkışlıyorlar. 1967'de Amerikan başkan yardımcısı Hubert Humphrey , kullanımı kurumsal ve ticari ihtiyaçlar için müttefik ülkelerin gemilerine genişletmeye karar verdi. Ancak 1972'nin başında orta fiyatlı Transit alıcıların piyasaya sürülmesinden ve 1974 petrol kriziyle birlikte Transit'in kullanımı daha yaygın hale geldi. Petrol platformları yataklarının kesin sınırlarını bilmek gerekir bunlarla donatılmış ilk bulunmaktadır. Birkaç yıl içinde sivil amaçlar için kullanımı, askeri kullanımından daha ağır bastı. 1990'da tek kanallı alıcıların taban fiyatı (düşük hassasiyet) 1.000 ABD Dolarına düştüğünde, bazı eğlence tekneleri sırayla donatılmaya başlandı (o zaman iki kanallı bir alıcının maliyeti 10.000 ABD dolarıydı). 1990'a kadar, sistem kurulduğundan beri 80.000 alıcı inşa edildi. Sayısız alıcıları için kullanılan ölçme işlemleri , örneğin olarak karasuları arasındaki sınırların belirlenmesi Norveç ve İskoçya'da içinde Kuzey Denizi hangi miktarda ait bu nedenle metre başına ABD Doları milyonlarca mali kazıklar. Petrolün varlığı mevduat.
Navigasyon sistemini geliştirmek ve uyduların farklı teknik konfigürasyonlarını incelemek için 1959 ve 1964 arasında birkaç prototip piyasaya sürüldü. Transit-O operasyonel uydular, 1964 ve 1988 yılları arasında yörüngede konuşlandırıldı. İki küçük alt seri, TRIAD (1972-1976) ve NOVA (1981-1984), yeni tahrik ve kontrol sistemleri geliştirmek için geliştirildi.
İlk önce yerleşik ekipmanın her birini test etmeyi, ardından seri uyduları geliştirmeyi amaçlayan birkaç deneysel uydu, 1959 ve 1964 yılları arasında geliştirildi ve test edildi.
Aşağıdaki uydular, o zamana kadar kullanılan Thor Ablestars'tan çok daha az güçlü bir Scout roketi tarafından fırlatılması gereken operasyonel uyduların habercisidir . Bu nedenle büyük ölçüde azalırlar.
organizasyon | Amerika Birleşik Devletleri Donanması |
---|---|
inşaatçı | APL , RCA |
Alan | Uydu konumlandırma sistemi |
Kopya sayısı |
28 (32 yerleşik) Operasyonel yapılandırma: 4 varlık |
takımyıldız | Evet |
Durum | Görev tamamlandı |
Diğer isimler | NNS, OSCAR |
Başlatmak | 1964-1988 |
Başlatıcı | Thor , İzci |
Görevin sonu | 1996 |
yörüngede kütle | 51 kg |
---|---|
tutum kontrolü | Yerçekimi gradyanı ile stabilize 3 eksen |
Enerji kaynağı | Solar paneller |
Elektrik gücü | 45 watt |
periapsis | ~ 900 km |
---|---|
kıyamet | ~ 1000 km |
dönem | ~ 100 dakika |
Eğim | ~ 90 ° |
x | Radyo vericisi / alıcısı |
---|
Transit-O operasyonel uydusu , başlatıcının en üst aşamasına bağlı kalan adaptör için 8 kilogram dahil olmak üzere 59 kilogramlık küçük bir uydudur. Bu olan yerçekimi gradyanı ile 3 eksenleri stabilize ancak çekme kuvvetlerinin veya yörüngesinin sürüklenme telafi etmek için etkin bir araç vardır. Ayrıca yayınladığı efemerislerin her 16 saatte bir güncellenmesi gerekmektedir. Yük, sırasıyla 2 watt ve 1 watt gücünde 149,99 ve 399,97 MHz iki frekansta yayın yapan bir radyo vericisinden oluşur. Uydu, bir enjeksiyon istasyonu tarafından günde iki kez güncellenen 24960 bitlik bir yığın belleğe sahiptir. Yörüngede 168 santimetre uzunluğunda ve 25,4 santimetre genişliğinde dört güneş paneli yerleştirilmiştir; 12 Ah nikel-kadmiyum pil paketinde depolanan ortalama 45 watt enerji sağlarlar . Uydunun gövdesi, yanlarda 45,7 santimetre yüksekliğinde ve 25,4 santimetre yüksekliğinde sekizgen prizma şeklindedir. Açılan güneş panelleri kanat açıklığını 4.05 metreye çıkarıyor. Yerçekimi gradyan stabilizasyon sistemi, yörüngeye yerleştirilmiş ve sonunda 1,36 kilogramlık bir kütle taşıyan 22,86 metre uzunluğunda bir direğe sahiptir. Bomun konuşlandırılmasından önce uyduyu yönlendirmek için mıknatıslar kullanılır. Uydu fırlatma sırasında döndürülür (fırlatıcı aşamalarının çalışması sırasında yönlendirmeyi stabilize etmek için). Yörüngeye girdikten sonra, dönüş bir yoyo tarafından iptal edilir . Pilin ve aletlerin sıcaklığı pasif sistemlerle 21°C'de tutulur.
DISCOS sürüklenme kompanzasyon sistemini taşıyan üç TRIAD deney uydusu iki versiyonda geliştirilmektedir:
Elektronikler sertleşiyor ve daha kompakt. Güç, güneş pillerinin yanı sıra 30 watt üreten bir SNAP radyoizotop termoelektrik jeneratörü tarafından sağlanır . İlk ünite, Stanford Üniversitesi tarafından geliştirilmiş özel bir DISCOS ( Rahatsızlık Telafisi Sistemi ) sistemine sahiptir . Bu cihaz, artık atmosfer tarafından üretilen sürükleme kuvvetlerini iptal etmekten sorumludur . Bu kuvveti ölçmek için, bir manyetik alan tarafından askıya alınmış ve onu güneş fotonlarının basıncından ve artık atmosferden koruyan zırhlı bir kafese yerleştirilmiş bir ağırlık kullanır. Öte yandan, kafes, ağırlık ve duvarlar arasındaki mesafeyi değiştiren kuvvetlerine maruz kalır. Bu varyasyonlar optik sensörler tarafından algılanır ve freon 14'ü dışarı atan ve uydunun hareket yönünde çalışan altı darbeli plazma motoru tarafından telafi edilir . Diğer eksenler boyunca stabilizasyon, Oscar uydularında olduğu gibi gravite gradyanı ile sağlanır. Ancak kütleler farklı dağılmıştır: 7,47 metre uzunluğundaki ve uyduya sabitlenmiş direğin diğer ucunda enerji üretim sistemi (RTG, güneş panelleri, elektrik transformatörleri) bulunur. DISCOS ekipmanı orta mesafede sabitlenmiştir. Tutum kontrol cihazı, bir fluxgate vektör manyetometresi ve güneş kollektörleri içerir . Uydu, 64 kilobit belleğe sahip ilk yerleşik uydu bilgisayarlarından birine sahiptir . Bu kullanan daha kararlı osilatör , bir quadrifilar helis anten ve hidrazin tahrik yörünge düzlemi dönmesini sınırlamak için. Enerji, bir nikel-kadmiyum pilde depolanır. Uydunun kütlesi 93,9 kg'dır.
Diğer iki TRIAD uydusu (TIPS 1 ve TIPS 2) daha basit bir DISCOS sistemi kullanır ve yörüngesini düzeltmek için sıvı yakıtlı roket motoruna sahiptir. Sevk ünitesi, helyum ile basınçlandırılmış 27,2 kg hidrazin içeren bir tanktan oluşmaktadır. Hidrazin rezervuarı, yerçekimi gradyanı ile stabilizasyonu sağlayan direğin ucuna yerleştirilmiştir. DISCOS sistemi, uydunun ilk örneğinden farklı olarak uydu gövdesine sabitlenmiştir. Küçük plazma iticileri Teflon'u dışarı atar. Uydunun toplam ağırlığı, fırlatıcının üst kademesine bağlı kalan adaptör için 7.26 kg dahil olmak üzere 160 kg'dır.
Üç Nova uydusu, bir mıknatıs kullanan bir hareket sönümleme sistemi ve yerçekimi gradyan stabilizasyon sisteminin direğinin takviyesinin eklendiği son iki TRIAD uydusunun iyileştirmelerini kullanır. Yerçekimi gradyan stabilizasyon sisteminin direği 6 metre uzunluğundadır. Her uydunun kütlesi 170 kilogramdır.
Transit sisteminin ilk kullanıcıları ABD Donanması "Polaris" füze denizaltılarıydı . ITT-Federal Labs ve Magnavox tarafından sağlanan alıcılarla donatılmıştır . APL, ABD Donanması yüzey gemilerini ve saldırı denizaltılarını donatmak için daha ucuz alıcılar (AN / SRN-9 adı) geliştiriyor. Aynı filo için APL, AN / SRN-19 olarak listelenen daha basit bir tek kanallı sistemin (iyonosferin kırılmasının düzeltilmesi olmadan) geliştirilmesini başlatıyor. Hedef, küçük bir seri olmasına rağmen maliyeti 20.000 ABD Dolarına düşürmektir. Bu tip 250 uçak, Deniz Elektronik Sistemleri Komutanlığı tarafından inşa edilmektedir . Bu, sistemin ABD'nin müttefik ülkelerinin sivil faaliyetlerine açılmasının da tercih ettiği maliyetlerin düşürülmesinin başlangıcıdır. 1982 yılında 15'e yakın şirket Transit alıcı üretti ve 1990'ların başında toplam yüz bin cihaz (toplamda) üretildi 1984'te 3000 ABD Doları olan en basit modellerin maliyeti 1990'da 1000 ABD Dolarına (10.000 ABD Doları) düştü. iki kanallı modeller için). ITT'nin modelleri , Fransa'daki yan kuruluşu LCT tarafından pazarlanmaktadır . İlk sistemler, süper tankerlerin navigasyonu ve açık deniz sondaj platformlarının konumlandırılması için büyük petrol şirketlerine teslim edildi. Fransa'da, SYLOSAT sistemi (Uydu Konumlandırma Sistemi), TRANSIT sinyallerinden nokta belirleme için radyo alıcıları, bilgisayarlar ve yazılımlar içeriyordu. Sonuçlar yazdırıldı veya Nixie tüplerinde görüntülendi .
Transit sisteminin faaliyete geçmesinden önce bile daha kesin bir konum sağlayacak projeler ortaya çıkıyor. Gerçekten de, Transit sisteminin çeşitli sınırlamaları vardır:
Konum hesaplamasından önceki gecikmeyi azaltmak için daha fazla sayıda Transit uydunun fırlatılması, uydular arasında iletilen sinyallerde parazite neden olacağından mümkün değildir.
ABD Hava Kuvvetleri 1963 (ve bu nedenle yükseklik) ile üç boyutlu olarak, sürekli olarak, bir pozisyon sağlanmasıdır amacı olan 621B sistemi geliştirilmiştir. Sistem, konumu kesin olarak bilinen farklı uydular tarafından iletilen radyo sinyallerinin varış zamanının ölçülmesine dayanmaktadır. Alıcı ve farklı uydular arasındaki mesafeleri hesaplayarak konum çıkarılabilir. Sistem balonlarla test edildi ve 1972'de 16 metre hassasiyete ulaşabileceği gösterildi.
ABD Donanması, 1964'ten itibaren , amacı uydu saatinin Dünya'da bulunan bir ana saatle ve alıcının saatinin Dünya'nınkiyle senkronizasyonu sayesinde zaman ölçümünün kesinliğini geliştirmek olan TIMATION programını geliştirdi. uydu. 1964 ve 1967 yıllarında iki TİMATION uydusu fırlatıldı. Program kapsamında uydu üzerine kurulabilecek bir atom saati inşa edildi ve test edildi. Aynı zamanda APL, performansını iyileştirmek için Transit sistemini yükseltiyor. Ordu edilir SECOR (gelişmekte Aralığı Sıralı Korelasyon projesi). TIMATION orta yörüngede 21 ila 27 uydudan oluşan bir takımyıldıza dayanırken, 627B sistemi eğimli senkronize yörüngede 20 uyduya dayanır.
Savunma Bakanlığı 1968 yılında, kendi projelerini koordine etmek üç kollar temsilcilerini bir araya getiren bir komite oluşturdu. Birkaç yıl süren tartışmalardan sonra, TIMATION projesi ve 621B sistemi Nisan 1973'te birleştirildi ve NAVSTAR-GPS programı doğdu . Hava Kuvvetleri ana sözleşme makamı olarak atanmıştır. Ortaya çıkan konumlandırma sistemi, her iki projenin en iyi yönlerini birleştirir: radyo sinyalinin yapısı ve 621B sisteminin frekansları ve TIMATION önerisinin yörüngeleri. Her iki projede de ortak olan bir özellik olan uydularda atom saatinin taşınması seçilmiştir. Sistemi, özellikle de atomik saatleri test etmeyi amaçlayan iki uydu, 1974 (NTS-1) ve 1977'de (NTS-2) fırlatıldı. NAVSTAR-GPS projesi resmi olarak 1973'ün sonunda başlatıldı ve 1996'da faaliyete geçti.
Soyadı | Yayın tarihi | Başlatma üssü | yörünge | Başlatıcı | COSPAR tanımlayıcısı | Uyarılar |
---|---|---|---|---|---|---|
prototipler | ||||||
1A geçişi | 17 Eylül 1959 | Cape Canaveral LC-17A | Thor-DM18 Yetenek-2 (mod) | fırlatma hatası, kütle 119 kg | ||
1B geçişi | 13 Nisan 1960 | Cape Canaveral LC-17B | 373 km × 748 km , 51.28° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1960-003B | kütle 121 kg , Solrad Modeli ile fırlatıldı |
Geçiş 2A | 22 Haziran 1960 | Cape Canaveral LC-17B | 628 km × 1.047 km , 66.69 ° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1960-007A | kütle 101 kg , Solrad 1 ile fırlatıldı |
2B geçişi | başlatılmadı | |||||
3A geçişi | 30 Kasım 1960 | Cape Canaveral LC-17B | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | Solrad 2 fırlatma hatası, kütle 91 kg | ||
3B geçişi | 22 Şubat 1961 | Cape Canaveral LC-17B | 150 km × 847 km , 28.36° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1961-007A | LOFTI 1 ile başladı (ayrılma sonrası başarısızlık) |
4A geçişi | 29 Haziran 1961 | Cape Canaveral LC-17B | 881 km × 998 km , 66.81° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1961-015A | Injun 1, Solrad 3, kütle 79 kg , SNAP-3A radyoizotop jeneratörü ile fırlatıldı |
4B geçişi | 15 Kasım 1961 | Cape Canaveral LC-17B | 956 km × 1.106 km , 32.4 ° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1961-031A | TRAAC, kütle 86 kg , SNAP-3 radyoizotop jeneratörü ile piyasaya sürüldü |
TRAAC | 15 Kasım 1961 | Cape Canaveral LC-17B | 956 km × 1.106 km , 32.4 ° | Thor-DM21 Güçlü Yıldız | 1961-031A | Transit 4B ile piyasaya sürüldü, kütle 109 kg , Yerçekimi gradyan stabilizasyon sisteminin ilk testi. |
Geçiş 5A-1 | 19 Aralık 1962 | Vandenberg SLC-5 | İzci-X3 | 1962-071A | 61 kg kütle ile bir gün sonra Dünya'ya geri döner | |
Geçiş 5A-2 | 5 Nisan 1963 | Vandenberg SLC-5 | İzci-X3 | başlatma hatası | ||
Geçiş 5A-3 | 16 Haziran 1963 | Vandenberg SLC-5 | İzci-X3 | 1963-022A | kütle 55 kg | |
Geçiş 5B-1 | 28 Eylül 1963 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1963-038B | Transit 5E-1, 70 kg kütle , SNAP-9A radyoizotop jeneratörü ile piyasaya sürüldü | |
Geçiş 5B-2 | 5 Aralık 1963 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1963-049B | Transit 5E-2 ile piyasaya sürüldü | |
Geçiş 5B-3 | 21 Nisan 1964 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 75 kg kütleli Transit 5E-3 ile fırlatma hatası | ||
Geçiş 5C-1 (Geçiş 9, OPS 4412) |
3 Haziran 1964 | Vandenberg SLC-5 | İzci-X4 | 1964-026A | ağırlık 54 kg | |
Geçiş 5C-2 | başlatılmadı | |||||
Operasyonel uydular | ||||||
Transit O-1 (NNS 30010, OPS 5798) |
6 Ekim 1964 | Vandenberg SLC-2W | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1960-003B | Dragsphere 1 ve 2 ile fırlatıldı, kütle 60 kg | |
Transit O-2 (NNS 30020, OPS 6582) |
13 Aralık 1964 | Vandenberg SLC-2W | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1960-003B | Transit 5E-5 ile piyasaya sürüldü | |
Transit O-3 (NNS 30030, OPS 7087) |
11 Mart 1965 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1965-017A | SECOR 2 ile piyasaya sürüldü | |
Transit O-4 (Transit 5B-6, NNS 30040, OPS 8480) |
24 Haziran 1965 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1965-048A | ||
Transit O-5 (Transit 5B-7, NNS 30050, OPS 8464) |
13 Ağu 1965 | Vandenberg SLC-2E | Thor-DSV2A Güçlü Yıldız | 1965-065F | Tempsat 1, Long Rod, Surcal 5, Calsphere 2, Dodecapole 2 ile piyasaya sürüldü | |
Transit O-6 (NNS 30060, OPS 1509) |
22 Aralık 1965 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1965-109A | ağırlık 60 kg | |
Transit O-7 (NNS 30070, OPS 1593) |
28 Ocak 1966 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1966-005A | 50 kg kütle , birkaç hafta sonra Dünya'ya geri döner | |
Transit O-8 (NNS 30080, OPS 1117) |
26 Mart 1966 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1966-024A | kütle 50 kg | |
Transit O-9 (NNS 30090, OPS 0082) |
19 Mayıs 1966 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1966-024A | ||
Transit O-10 (NNS 30100, OPS 2366) |
18 Ağu 1966 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1966-076A | kütle 58 kg | |
Transit O-11 (NNS 30110) |
1977-106A | Transat'a dönüştürüldü | ||||
Transit O-12 (NNS 30120, OPS 0100) |
14 Nisan 1967 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1967-034A | ağırlık 60 kg | |
Transit O-13 (NNS 30130, OPS 7218) |
18 Mayıs 1967 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1967-048A | ağırlık 60 kg | |
Transit O-14 (NNS 30140, OPS 4947) |
25 Eylül 1967 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1967-092A | ağırlık 60 kg | |
Transit O-15 (NNS 30150) |
Geniş Bant'a dönüştürüldü (P76-5) | |||||
Transit O-16 (NNS 30160) |
HILAT'a dönüştürüldü (P83-1) | |||||
Transit O-17 (NNS 30170) |
Kutup Ayısı'na dönüştü (P87-1) | |||||
Transit O-18 (NNS 30180, OPS 7034) |
2 Mart 1968 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | |||
Transit O-19 (NNS 30190) |
27 Ağustos 1970 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1970-067A | ||
Triad 1 (TIP-1) |
2 Eylül 1972 | Vandenberg SLC-5 | İzci-B1 | 1972-069A | ||
Transit O-20 (NNS 30200) |
30 Ekim 1973 | Vandenberg SLC-5 | İzci-A | 1973-081A | kütle 58 kg | |
Transit O-21 (NNS 30210) |
başlatılmadı | |||||
Transit O-22 (NNS 30220) |
fırlatılmadı, yer testi sırasında imha edildi | |||||
Triad 2 (TIP-2) |
11 Ekim 1975 | Vandenberg SLC-5 | İzci-D1 | 1975-099A | ||
Triad 3 (TIP-3) |
1 st Eylül 1976 | Vandenberg SLC-5 | İzci-D1 | 1976-089A | ||
Transat (Transit O-11, NNS 30110) |
27 Ekim 1977 | Vandenberg SLC-5 | İzci-D1 | 1977-106A | ||
Nova 1 (NNS 30480) |
25 Mayıs 1981 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1981-044A | ağırlık 170 kg | |
Nova 3 (NNS 30500) |
11 Ekim 1984 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1984-110A | kütle 165 kg , darbeli plazma motoru | |
Transit O-24 (NNS 30240, SOOS 1A) |
3 Ağu 1985 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1985-066B | kütle 55 kg | |
Transit O-30 (NNS 30300, SOOS 1B) |
3 Ağu 1985 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1985-066B | ||
Transit O-27 (NNS 30270, SOOS 2A) |
16 Eylül 1987 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1987-080A | NIMS 27 olarak yeniden adlandırıldı | |
Transit O-29 (NNS 30290, SOOS 2B) |
16 Eylül 1987 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1987-080B | yeniden adlandırılan NIMS 29 | |
Transit O-23 (NNS 30230, SOOS 3A) |
26 Nisan 1988 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1988-033B | yeniden adlandırılan NIMS 23 | |
Transit O-25 (NNS 30250, SOOS 4A) |
25 Ağu 1988 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1988-074B | NIMS 25 olarak yeniden adlandırıldı | |
Transit O-26 (NNS 30260) |
başlatılmadı | |||||
Transit O-28 (NNS 30280) |
başlatılmadı | |||||
Transit O-31 (NNS 30310, SOOS 4B) |
25 Ağu 1988 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1988-074B | yeniden adlandırılan NIMS 31, kütle 59 kg | |
Transit O-32 (NNS 30320, SOOS 3B) |
26 Nisan 1988 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1988-033A | yeniden adlandırılan NIMS 32, kütle 64 kg | |
Nova 2 (NNS 30490) |
16 Haziran 1988 | Vandenberg SLC-5 | İzci-G1 | 1988-052A | kütle 174 kg , darbeli plazma motoru |