mini|Genauigkeit der unterschiedlichen Navigationssysteme mini|Decca Navigator Mk 21 mini|Weltweite Standorte der Decca-Senderketten Das Decca-Navigationssystem (kurz Decca; englisch auch Decca Navigator System) war ein auf Funknavigation basierendes bodengestütztes Navigationssystem, das während des Zweiten Weltkriegs von einem Tochterunternehmen der britischen Decca Records entwickelt wurde. In der Seeschifffahrt und besonders in der Küstennavigation der Küstenschifffahrt sowie in der Hochsee- und Küstenfischerei fand es sehr weite Verbreitung. Am 31. März 2000 wurde es endgültig abgeschaltet. Es arbeitete im Langwellenbereich nach dem Prinzip der Hyperbelnavigation und erlaubte eine kontinuierliche, automatische und relativ genaue zweidimensionale Standortbestimmung, indem die Überlagerung der von mehreren Sendern ausgestrahlten Funkwellen bestimmt wurde. Dabei wurde die Phasendifferenz der empfangenen Signale am Ort der Positionsbestimmung gemessen.
Während seiner Hochzeit war das Decca-Navigationssystem insbesondere in Europa das gebräuchlichste und populärste System für die maritime Kurz- und Mittelstreckennavigation. Innerhalb der Senderreichweite lieferte die Decca-Navigation fortlaufende und genaue Positionsangaben.
Geschichte Die Alliierten benötigten im Zweiten Weltkrieg ein Navigationssystem, mit dem ihre Flugzeuge auch bei schlechter Sicht ihren Weg zurück zum Heimatflugplatz finden konnten. Zu diesem Zweck war das Decca-Navigationssystem ursprünglich entwickelt worden. Nach dem Krieg wurde es jedoch, genauso wie das LORAN-Navigationssystem, hauptsächlich für die Schiffsnavigation in Küstengewässern, insbesondere für die küstennahe Fischerei, eingesetzt.
Hauptsächlich wurde das Decca-System nach dem Krieg von Fischerbooten benutzt, jedoch wurde es auch in Flugzeugen eingesetzt, die ab 1949 bereits eine sehr frühe Version einer Moving-Map-Anzeige (bewegte Kartenanzeige) einsetzten.
Das Decca-Navigationssystem wurde vor allem in der Nordsee stark ausgebaut und dort auch von Hubschraubern benutzt, die die Bohrplattformen in der Nordsee zu Versorgungszwecken anflogen.
Nach der Einstellung des Dienstes im Frühjahr 2000 wurde das Decca-Navigationssystem von satellitengestützten Systemen, insbesondere dem amerikanischen GPS-System und später auch dem europäischen GALILEO-Navigationssystem, abgelöst.
Ursprünge Meint Harms (1897 bis 1974) stellte bereits im Jahre 1931 an der Seefahrtschule Lübeck Überlegungen zum Thema Navigation der Zukunft an. Sie waren ursprünglich als Beitrag für eine Bierzeitung zum Abschluss eines Kapitänslehrgangs gedacht, schienen aber sodann auch realisierbar. Als Seefahrtschullehrer für Mathematik, Physik und Navigation versuchte er im Physiksaal und im Umfeld des Schulgebäudes über dem Kaisertor in der Hansestadt Lübeck zu beweisen, dass mit verhältnismäßig einfachen Sendern und Empfängern Positionsbestimmungen möglich sind. Für seine Erfindung beantragte er Patentschutz, den er unter der Patent-Nr. 546000 vom 18. Februar 1932 vom Reichspatentamt erhielt.Festschrift 175 Jahre Seefahrtschule LübeckMeldau-Steppes: Lehrbuch der Navigation. Band 2. Bremen 1958, S. 7.142 In Deutschland zeigten in Frage kommende Kreise und Unternehmen kein Interesse an der Erfindung.
Der amerikanische Ingenieur William J. O’Brien bekam 1936 Tuberkulose, was seiner beruflichen Karriere eine zweijährige Zwangspause auferlegte. In dieser Zeit hatte er die Idee für ein Positionsbestimmungssystem mittels Phasenvergleich von kontinuierlich (Continuous wave – unmodulierte Welle) ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen.
Als Abnehmer für ein solches Positionsbestimmungssystem schwebte ihm ursprünglich die Flugzeugindustrie vor, wobei er mit seiner Methode insbesondere die absolute Geschwindigkeit der Flugzeuge messen wollte, da Fahrtmesser nur die relative Geschwindigkeit zur umgebenden Luftmasse anzeigen.
1938 wurden dazu einige Experimente in Kalifornien durchgeführt. Jedoch befanden die US-Armee und die US-Navy diesen Ansatz für zu kompliziert.
O’Briens Freund Harvey F. Schwarz war Chefingenieur bei der Decca Record Company in England. Ihm schickte O’Brien im September 1939 die Details seines Systems, damit er es dem britischen Militär anbietet.
Anfangs beschäftigte sich Robert Watson-Watt mit diesem System, verfolgte es dann aber nicht weiter. Im Oktober 1941 zeigte jedoch das British Admiralty Signal Establishment (ASE) Interesse an dem System und sie wurden als geheim eingestuft.
O’Brien kam nach Großbritannien und führte am 16. September 1942 die ersten praktischen Ortungsversuche im Seegebiet zwischen den Inseln Anglesey und Isle of Man durch, wobei die Frequenzen 305 und 610 kHz benutzt wurden. Die Versuche waren erfolgreich und es folgten im April 1943 weitere Versuche in der nördlichen Irischen See auf den Frequenzen 70 und 130 kHz. Im Zusammenhang mit einer großangelegten Angriffs- und Landeübung im Februar und März 1944 (zur Vorbereitung des D-Days einige Monate später am 6. Juni 1944) im schottischen Moray Firth wurde eine Erprobung mit drei Sendestationen vorgenommen.
Der Erfolg der Versuche und die relative einfache Handhabung des Systems führten dazu, dass Decca eine Bestellung für 27 Empfänger bekam. Die Empfänger wurden unter dem Namen Admiralty Outfit „QM1“ ausgeliefert. Spätere Modelle von Decca-Empfängern trugen die Bezeichnung „Decca Navigator“ (daher auch die englische Bezeichnung „Decca Navigator System“ für das Decca-Navigationssystem) und trugen unter anderem die Typenbezeichnungen „QM2“, „QM3“, „Mark III“, „Mark IV“, „Mark IV A“ (für Flugzeuge), „Mk V“, „Mk XII“ oder „Mk 12“, „Mk 19“, „Mk 21“, „Mk 22“, „Mk 23“, „Mk 24“, „Mk 30“, „Mk 51“, „Mk 52“, „Mk 53“, „Recall Decca MN2000“, „RX Recall RACAL-Decca MNS 2000“. Die Empfänger bestanden aus einer Elektronikeinheit mit zwei „Wählscheiben“, die wegen ihrer runden Bauart als „Gaszähler“ bezeichnet wurden. Die Arbeit für den Bediener am Decca-Empfänger bekam folglich den Spitznamen „Blauer Gaszähler Job.“ Die neueren Decca-Empfänger waren mit Mikroprozessoren ausgerüstet und verfügten über eine alphanumerische Anzeige. Sie zeigten die „Decca Navigator Hyperbel Koordinaten“ an und zusätzlich Längen- und Breitengrad, Kurs, Geschwindigkeit, zu vorgewählten Wegpunkten den Kurs, die Richtung, Entfernung, verbleibende Reisezeit (time to go), sowie den erforderlichen Steuerkurs.
Die eingerichtete Decca-Kette bestand aus einem Hauptsender in Chichester und Nebensendern in Swanage und Beachy Head. Ein vierter Sender wurde zur Ablenkung als „Köder“ an der Themsemündung (Thames Estuary) aufgebaut, als Teil des Ablenkungsplanes, der eine Landung der Alliierten am D-Day in Calais vortäuschen sollte (Operation Fortitude). 21 Minenabwehrfahrzeuge und andere Schiffe wurden mit dem Admiralty Outfit QM-Empfänger ausgestattet. Am 5. Juni 1944 (einen Tag vor dem D-Day am 6. Juni 1944) überquerten diese Schiffe den Ärmelkanal und benutzten dabei den Decca-Empfänger zur exakten Navigation, um die Minensperren in den geplanten Gebieten von Seeminen zu räumen. Die geräumten Gebiete wurden mit Bojen markiert, um so die Landung in der Normandie am Folgetag vorzubereiten.
Nach den anfänglichen Tests in Schiffen wurden Versuche in Autos durchgeführt. Die Firma Decca hegte auch große Hoffnungen, dass ihr System in Flugzeugen Verwendung finden würde, um im kritischen, überfüllten Luftraum im Bereich größerer Flugplätze eine genaue Navigation zu ermöglichen.
Finanzierung
Das Navigationssystem unter dem Markennamen Decca wurde von der Decca Navigator Company Ltd. entwickelt und betrieben und erhielt von ihr seinen Namen. Die Firma verschmolz später mit Racal zu Racal-Decca Navigator Ltd. Das Unternehmen war aus der Schallplattenfirma Decca Records hervorgegangen, das heute zur Universal Music Group gehört. Dieses Unternehmen betrieb auch die Sendestationen auf eigene Kosten, dafür mussten die Empfangsanlagen von der Firma gemietet werden.
Einführung und Verbreitung mini|Karte der Decca-Kette E2
Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges wurde 1945 die Decca Navigator Co. Ltd. gegründet und der Einsatz des Decca-Navigationssystems weltweit ausgedehnt – besonders in Regionen, in denen das Britische Weltreich Einfluss hatte. Das Verfahren wurde 1947 bis 1950 in die Handelsschifffahrt und Hochseefischerei eingeführt. 1964 waren über 9000 Schiffe mit Decca-Empfängern ausgerüstet. Nach Ende des Krieges fand es unter anderem in Großbritannien, Irland, Norwegen, Kanada und Japan Anwendung.
Auf seinem Höhepunkt wurde das Decca-Navigationssystem weltweit auf den Hauptschifffahrtsrouten eingesetzt. Über 15.000 Decca-Empfänger wurden 1970 an Bord von Schiffen genutzt. Es gab vier Decca-Ketten rings um England, eine Kette in Irland, zwei Ketten in Schottland, 12 Ketten in Skandinavien (davon jeweils fünf in Norwegen und Schweden, sowie je eine in Dänemark und Finnland), vier weitere Ketten in anderen Regionen in Nordeuropa und zwei Ketten in Spanien.
In den späten 1950er Jahren wurde eine experimentelle Decca-Kette in den USA, in der Region um New York, eingerichtet. Sie sollte der Navigation der Hubschrauber der New York Airways vom Typ Boeing-Vertol 107 dienen.
Diese Hubschrauber operierten von den New Yorker Flughäfen John F. Kennedy, Newark, LaGuardia und vom damaligen PanAm Building (heute MetLife Building) in der Park Avenue.
Der Einsatz des Decca-Navigationssystems war für die Hubschrauber erforderlich, da das Decca-Signal auch in niedriger Flughöhe (bis runter auf Meereshöhe) noch empfangen werden konnte. Das Signal war nicht den Beschränkungen der Sichtverbindung unterlegen, wie sie für das VOR/DME-Signal erforderlich war. Außerdem war das Decca-Signal in Sendernähe nicht durch den Schrägsicht-Fehler (engl. slant-range error) verfälscht, wie das VOR/DME-Signal.
Die Decca-Empfänger in den Hubschraubern von New York Airways umfassten auch eine einzigartige „Rollkarten“-Anzeige (engl. roller map; später auch: DANAC moving map), die dem Piloten seinen Standort auf einen Blick anzeigte, was sich zu jener Zeit ebenfalls nicht mit VOR/DME-Navigation umsetzen ließ. Bei der Rollkarte handelte es sich um einen Kartenstreifen, der zwischen zwei Rollen hin und her gespult wurde.
Die Einrichtung dieser Decca-Kette in New York war zu jener Zeit aus protektionistischen Gründen stark umstritten. Es kam so weit, dass die US-Küstenwache, die auch den Weisungen des US-Finanzministeriums unterstand, allen in den New Yorker Hafen einlaufenden Schiffen die Verwendung der Decca-Empfänger untersagte, da befürchtet wurde, dass das Decca-System zum De-facto-Standard (Industriestandard) werden könnte, so wie es bereits in Europa und anderen Weltregionen geschehen war. Dieses Verbot sollte auch die Marktinteressen der amerikanischen Firma Hoffman Electronics schützen, eines Tochterunternehmens von ITT Corporation, das ein führender Hersteller und Ausrüster für das VOR/DME-Navigationssystem war.
Verschärft wurde die Situation durch die starke Arbeitsbelastung der Fluglotsen, die dadurch zustande kam, dass sie unter dem geschäftsführenden Direktor der Air Traffic Control Association (ATCA) Francis McDermott dazu gezwungen wurden, die Radardaten der Flugzeugposition per Sprechfunk an die Flugzeuge weiterzugeben.
Als Folge dieser Arbeitsüberlastung kollidierten beispielsweise eine Douglas DC-8 und eine Lockheed Constellation über Staten Island. Nach Expertenmeinung wäre diese Kollision vermeidbar gewesen, wenn diese Flugzeuge mit Decca-Empfängern ausgerüstet gewesen wären. So hätten sie ihren Standort genauer bestimmen können.