羅蘭-C定位系統Loran（long range navigation），是美國在二戰期間研發的遠程陸基無線電導航定位系統，在其後的時間裡進行了多次修改，出現了多種版本，比如在20 世紀50 年代，美海軍和岸警衛隊聯合研製的羅蘭C（Loran- C）系統，Motorola 公司設計的Loran- D 和Loran- E 等。
基本介紹
- 中文名：羅蘭-C定位系統
- 外文名：Loran-c positioning system
- 學科：測繪學
- 定義：遠程陸基無線電導航定位系統
- 管理組織：遠東羅蘭、北美羅蘭和西北歐羅蘭
簡介,工作原理和基本組成,對備份的分析,總結,
簡介
羅蘭系統Loran（long range navigation），是美國在二戰期間研發的遠程陸基無線電導航定位系統，在其後的時間裡進行了多次修改，出現了多種版本，比如在20 世紀50 年代，美海軍和岸警衛隊聯合研製的羅蘭C（Loran- C）系統，Motorola 公司設計的Loran- D 和Loran- E 等。
前蘇聯建設的恰卡（Chayka）是與其類似的定位系統，我國也在20 世紀90 年代建成了長河二號導航系統。目前在世界上共有三大羅蘭C 系統管理組織，分別是遠東羅蘭（FERNS）、北美羅蘭（NAL）和西北歐羅蘭（NELS）。
截止2007 年全球共有25 個羅蘭C 台鏈在工作。羅蘭C 系統覆蓋區是指定精度（2 倍DRMS）優於460 m 的區域。
工作原理和基本組成
為了能在全球絕大部分的海面上實現導航，羅蘭C 導航系統的一個發射台鏈至少包括了三個導航台，一般是四個到五個，其中一個稱為主台（M），其餘稱為副台（W，X，Y，Z）。每個導航台都通過裝配的銫原子鐘保持嚴格的時間信息同步。每一鏈內各導航台的信號不是同時發射的，而是主台在先，各副台相對主台發射的滯後時間稱為發射延遲，不同的副台具有不同的發射延遲，這些時延值必須相應大於從主台至各個副台的基線傳輸時延，和收發設備電路對主台信號時延之和。
系統組成包括發射設備和用戶接收設備。固態發射機是導航台的核心設備，它由四部分組成：控制單元（CU）、功率產生器（HCG，又稱半周產生器）、耦合輸出和開關轉換網路、主供電單元（PPU）。
對備份的分析
1 美國關閉羅蘭發射台的政策及解析
美國海岸警衛隊2010 年2 月7 日發布一份聯邦紀事公告：從2月8 日至10 月1 日將陸續關閉24 個發射台中的19個，留下5 個與加拿大、俄羅斯有協定的發射台。同時，國土安全部已證實羅蘭C 系統的基礎建設已經跟不上需求，已經不需要作為GPS 的多模式備份系統。而GPS 可以滿足聯邦導航的需求，它將開始全面接替羅蘭C 系統進行大型交通工具的導航工作。
根據管理部門的評估，GPS 生命安全導航套用或者其他關鍵套用的備份，可以採用其他無線電導航系統或運作程式，或者是這些系統和程式的組合。GPS 授時套用的備份可採用一個高精度晶體振盪器或原子鐘或一個連線授時源（可追溯至通用協調時（UTC））的通信鏈路。
儘管電信公司以及某些政府機關仍在使用羅蘭C 系統，但在經濟危機的大背景下，這也是不得已而為之。據稱，停止羅蘭C 系統將為美國國庫在2010 年節省3600 萬美元的開支，未來五年內將為美國節省1.9 億美元。
不過，可以確信：一旦有安全需要或者經濟狀況好轉的情況下，羅蘭C 系統可能會重啟。
2 GPS 擁有備份系統的必要性
GPS 在空間區段、運行與控制區段、用戶區段都可能遭受敵方干擾，其中在用戶區段抗電磁干擾能力弱幾乎成了致命傷，該弱點是GPS 和其它衛星導航系統所共有和固有的。由於GPS 衛星只有幾十瓦的發射功率，並且需要經過20220 km 的距離到達地球表面的接收機，而干擾信號距接收機可能近得多，功率也可能大很多。
而實驗也證明：民用L1 C/A 碼信號的最低功率電平只有-6 dBW，即使其通過信號擴頻的技術途徑提高抗干擾能力，也只需要3.1623×10- 12 W的干擾信號強度便可以將民用GPS 信號干擾掉。而根據GPS 規範，GPS L1 P（Y）的信號強度比C/A 的低3 dB，L2 P（Y）又降低3 dB，所以軍用GPS 接收機抗壓制干擾能力也不是很強。
用戶區段的干擾，從來源上可分為故意干擾和無意干擾，從技術上可以分為欺騙式干擾和壓制式干擾。無意干擾一般屬於壓制干擾，故意干擾則可能是欺騙式干擾，也可能是壓制式干擾。
可以想像，在複雜電磁環境下的戰場空間，會使得衛星導航變得極為脆弱。因此，絕對不能將GPS 等衛導系統作為唯一的導航、定位、授時手段，一定要擁有能夠實現主要功能替代的、可靠的其它模式備份系統。
3 羅蘭C 作為BD/GPS 備份的可行性
首先，BD/GPS 和羅蘭C 的特性明顯不同，可歸納為“三高”對“三低”：天基對陸基、高頻對低頻、低信號電平對高信號電平。因此，兩種系統因為同樣的原因同時失效的可能性很小，二者的互補有客觀的物理基礎。
第二，羅蘭C 信號可採用的編碼格式降低了其受干擾的可能性。此外，要想對羅蘭C 信號進行壓制，敵方必須也建立發射台，採用高功率、長天線實現干擾，戰時完成這些任務難度相當高，不易實現。
第三，羅蘭C 既是一個獨立的無線電導航系統，又能發播DPGS 和BD/GPS 完善性信息來增強BD/GPS，這是其它的廣域增強系統所沒有的。並且，如果羅蘭C 發射台能象BD/GPS 那樣與UTC保持同步，並在一個組合的BD/GPS/ 羅蘭組合系統中，就可以看作是一顆BD/GPS 衛星或偽衛星。
第四，在電信、電力和計算機等網路系統中，羅蘭C 定時接收機作為BD/GPS 備份已不可或缺。一般地，當BD/GPS 不可用時，本地石英晶振或銣頻標只能提供短期保持的能力，而羅蘭C 則提供長期的替代支持。例如，可查找用戶位置的移動手機和第三代無線移動通信系統，它們對時間和頻率參考的要求也將變得更加嚴格，石英晶振將不能滿足要求，銣頻標也只能提供短暫的保持能力（1- 10天），而羅蘭C 可無限期的提供符合要求的服務。
第五，在城市環境中，羅蘭C 信號的繞射能力可以彌補BD/GPS的不足。
總結
GPS 用戶區段在複雜電磁環境中的脆弱性很難從根本上克服，我國正在建設的北斗系統必將遇到同樣情況。儘管美國政策調整使得國際羅蘭C 發展事業受到較大衝擊，但是由於羅蘭C 其自身特性，使其完全可以成為衛星導航的最佳備份。在北斗建成和完善前，在我國尚無應對衛星導航受干擾的有效應對手段前，應當從我國的實際國情出發，繼續保持和發展羅蘭C 技術和裝備將是必然選擇。
