Das System:
Das Consol-Navigationsverfahren
wurde 1941-43 von dem deutschen Ingenieur Dr. Kramer (C. Lorenz AG) entwickelt
und unter dem Namen "Sonne" eingefuehrt. Nach Kriegsende wurde fuer dieses
Verfahren die englische Bezeichnung "Consol" beibehalten. Eine Consolfunkfeuer-Anlage
besitzt ein Antennensystem, das aus drei Antennenmasten besteht, die in
einer Linie angeordnet sind. Geographische Richtung der Verbindungslinie
und Abstand der Antennenmasten sind bei den einzelnen Stationen angegeben.
Ein Consolfunkfeuer (C.F.F.) sendet in kurzfristigem Wechsel: Ungerichtete
Signale (als Kreisfunkfeuer) und Gerichtete Signale. Die ungerichteten
Signale bestehen aus der Kennung des C.F.F. und einem Strich. Sie dienen
der Grobpeilung des C.F.F. Die gerichteten Signale und ihre Drehung ergeben
sich aus der Interferenz der von den drei Masten mit gleicher Welle aber
wechselnder Phase ausgestrahlten Zeichen. Sie werden in zwei Bereichen
ausgestrahlt, die zu beiden Seiten der Verbindungslinie der Antennenmasten
liegen. Die Bereiche sind 10 bis 15 Grad breite Sektoren eingeteilt.
Leitstrahlen heißen
die Grenzen zwischen den Sektoren. Sie sind an dem Dauerton erkenntbar,
der sich beim Wechsel von Punkten zu Strichen oder umgekehrt ergibt. Hauptleitstrahlen
sind die Sektorengrenzen, die bei Sendebeginn senkrecht auf der Verbindungslinie
der Antennenmasten stehen. A-Sektoren senden bei Sendebeginn Punkte,
B-Sektoren Striche. Während der Sendezeit der gerichteten Signale
dreht sich das Ausstrahlungsschema um eine Sektorenbreite, und zwar in
Pfeilrichtung, die auf den Sektorenkarten bei den C.F.F. angegeben ist.
Bei Sendeschluß sind also in den A-Sektoren Striche und in den B-Sektoren
Punkte zu hören.
Die Leitstrahlen überstreichen
während einer Sendezeit eine Sektorenbreite. Nach Beendigung des Umlaufs
kehrt das Ausstrahlungsschema zu seiner Ausgangsstellung zurück. Reichweite
bei Tage über See 1000 sm, über Land 800 sm, bei Nacht größer.
Empfänger:
Die gerichteten Signale
können mit jedem Mittelwellenempfänger aufgenommen werden, der
Schmalbandcharakteristik hat. Empfänger mit automatischem Schwundausgleich
dürfen zum Empfang der Richtsignale nicht benutzt werden, da durch
den Schwundausgleich gerade die feinen Lautstärkeunterschiede der
Zeichen verwischt werden, die beobachtet werden sollen.
Empfang und Auswertung:
Bei der Consolfunkpeilung
gilt es, aus der Beobachtung des Dauertons beim Durchgang des Leitstrahls
durch den Schiffsort die rechtweisende Großkreispeilung des Schiffes
vom C.F.F. aus zu bestimmen. Dazu ist erforderlich, mit Sicherheit den
A- oder B-Sektor zu erkennen, in dem sich das Schiff befindet. Hierzu dient
die bei den Angaben eines jeden C.F.F. beigefügte Sektorenkarte. Dann
ist abzuzählen, wann der Leitstrahl durch den Schiffsort geht.
Bei Sendebeginn wird man
gewöhnlich Punkte oder Striche vernehmen. Sie werden allmählich
schwächer und gehen schließlich in einen, einige Sekunden währenden
Dauerton über, aus dem sich dann, allmählich stärker werdend,
das jeweils andere Signale herauslöst.
Auf diesen Übergang
von Punkten zu Strichen oder umgekehrt, kommt es für die Richtungsbestimmung
an. Man hört den Übergang jedoch nicht ohne weiteres und unmittelbar,
da er durch einen kurzen Dauerton verdeckt wird. Deshalb hört man
auch nicht 60 Zeichen, aus denen das Signal besteht, sondern vier bis fünf
weniger.
Beispiel:
Man hört: 16 Punkte,
einige Sekunden Dauerstrich, 40 Striche oder: 23 Striche, kurzer Dauerton,
32 Punkte.
Für die Auswertung
der Richtungsbestimmung sucht man die Differenz der insgesamt wahrgenommenen
und abgezählten Zeichen gegen 60 , also bei dem ersten Beispiel 4,
bei dem zweiten 5. Diese Zahl wird halbiert. Das Resultat fügt man
der Zahl der vor dem Wechsel gehörten Zeichen hinzu; bei der Halbierung
von ungeraden Zahlen entstehende Bruchteile sind nicht zu berücksichtigen.
Man stellt also fest:
Beim ersten Beispiel erfolgt
der genaue Wechsel nach 18 Punkten des Signals, bei dem zweiten Beispiel
erfolgt der genaue Wechsel nach 25 Strichen.
Es kann vorkommen, daß
man nur eine Art von Richtsignalen hört, wenn man sich nämlich
auf einem Leitstrahl befindet oder in dessen Nachbarschaft. Man achte dann
darauf, ob sie anfangs kaum hörbar sind und zum Schluß klar
erkennbar oder umgekehrt. Im ersten Fall liegt der Wechsel nach 55 bis
59 Zeichen, im zweiten Fall nach 1 bis 5, je nach der Zahl der abgezählten
Zeichen.
Mit der ermittelten Punktzahl
in den A-Sektoren, bzw. Strichzahl in den B-Sektoren als Eingang entnimmt
man den Peiltafeln bei den C.F.F. die rechtweisende Großkreispeilung
des Schiffes vom C.F.F. aus. Die weitere Auswertung der Peilung erfolgt
als Funkfremdpeilung, soweit man nicht eine Karte mit eingedrucktem Consolnetz
zur Verfügung hat.
Die Sendeanlage:
Die Sendeanlage eines C.F.F
besteht aus 3 Hochantennen und einem Sender mit Umtaster und Phasenschieber.
Die Antennen sind Rundstrahler, die auf einer geraden Linien in gleichen
Abstaenden voneinander aufgestellt sind. Jede der 2 aeusseren Antennen
ist etwa 3 Wellenlaengen von der Mittelantenne entfernt.
Die 3 Antennen werden gemeinsam
von einem Sender gespeist und strahlen A1-Wellen im Langwellen-Bereich
(940 - 1167 m / 255 - 320 kHz) aus. Die Antennen sind ca. 100 m hoch und
so konstruiert, dass die Abstrahlung von Bodenwellen gegenueber Raumwellen
begünstigt wird. Die mittlere Antenne M ist unmittelbar mit dem Sender
verbunden, die aeusseren Antennen A und B werden ueber einen Umtaster und
einen Phasenschieber gespeist.
Bei Betrieb des Senders herrscht
folgender Zustand:
1.) Die Stroeme in den aeusseren
Antennen A und B sind gleich stark, der Strom in der mittleren Antenne
M ist etwa 4 mal so stark.
2.) Bei Beginn des Tastzyklus
sind die Stroeme in den aeusseren Antennen um je 90 º in der Phase
gegenueber der mittleren Antenne verschoben. Der Strom in A eilt dem in
M um 90º voraus, der Strom in B ist dem in M um 90º verspaetet.
3.) Waehrend des Tastzyklus
werden die Phasenwinkel der Stroeme in A und B gleichmaessig veraendert.
Die Wellen A und B verlassen
also die Antenne mit gleicher Amplitude aber mit einem Phasenunterschied
von 180 º a.) Empfang in S1 auf dem
Hauptleistrahl, also der Mittelsenkrechten der Basis AB.
Die beiden von A und B kommenden
Wellen haben bis zum Standort des Schiffes in S1 gleiche Wege zurueckgelegt,
diese sind aber laenger als die Wellen, die die Strecke von M bis S1 hinter
sich haben. Infolge der laengeren Wege haben die Wellen von A einen Teil
ihren Phasenvorsprungs vor M verloren, die Wellen von B haben ihren Phasennachlauf
vergroessert. Beide erreichen S1 aber immer noch mit gleicher Amplitude
und einem Phasenunterschied von 180º, sie heben sich also am Empfangsort
S1 auf und man hoert nur das von Antenne M kommende Signal.
Die Standlinien, auf denen
man nur die Aussendung der Mittelantenne hoert, nennt man Leitstrahlen.
Die Mittelsenkrechte der Basis AB nennt man Hauptleitstrahl.
b.) Empfang in S2
Steht das Schiff ausserhalb
der Mittelsenkrechten in S2 auf der gleichen Seite wie B, so ist die Strecke
AS2 laenger und die Strecke BS2 kuerzer als MS2. Die von A kommende Welle
hat bis S2 also einen Teil ihres Phasenvorsprungs verloren, die von B kommende
Welle hat den Phasennachlauf aber verkuerzt. In S2 treffen die Wellen von
A und B also nicht gegenphasig ein. Daher ist die resultierende Aplitude
der 3 Wellen in S2 groesser als die Amplitude von M.
c.) Empfang in S3
Steht das Schiff in S3,
so ergeben sich genau umgekehrte Verhaeltnisse wie in S2. Die resultierende
Amplitude ist also kleiner als die von M
Das Entstehen des Punkt-Strich-Schemas
Duch den in die Sendeanlage
eingebauten Umtaster (siehe Blockschaltbild weiter oben) werden in bestimmtem
Tastrhythmus die Phasen der Stroeme in den Antennen A und B sprunghaft
und in sehr kurzer Zeit um je 180º veraendert. Dies bedeutet, dass
die Welle von A nach dem Umtasten gegen die Welle von M um 90º
zurueck, die Welle von B um 90º voraus ist. Innerhalb der Sektoren
zwischen den Leitstrahlen bewirkt das Umtasten folgendes: Steht das Schiff
in S2 hoert man den Sender vor dem Umtasten laut, nach dem Umtasten leise.
Die Umtastperiode betraegt 0,5 Sekunden. Die Umtastung geschieht im Verhaeltnis
1:3, also nach 1/8 Sek. und 3/8 Sek. Man hoert kurze laute Punktzeichen.
Das Schiff befindet sich in einem Punkt-Sektor (A-Sektor). In S3 sind die
Verhaeltnisse wieder genau umgekehrt: Man hoert 1/8 Sekunden Pause und
dann 3/8 Sekunden lauten Empfang von Strichen. Das Schiff befindet sich
also in einem Strich-Sektor (B-Sektor)
Die Drehung des Consol-Systems
Bisher wurde vorausgesetzt,
dass der Strom in Antenne A gegenueber Antenne M um 90º vorauseilt,
der in B um 90º verspaetet ist. Das ist aber nur zu Beginn eines Tastzyklus
der Fall. In A wird die Phase beim Tastzyklus von 30 Sekunden um je 6º
in der Sekunde vorgeschoben, in B um den gleichen Wert verzoegert. 5 Sekunden
nach Beginn des Tastzyklus eilt der Strom in A also dem in M schon 120º
voraus, der in B laeuft 120º nach. Am Ende eines Tastzyklus hat sich
jeder Leitstrahl soweit um den Sender gedreht, dass er genau die Position
des vorher benachbarten Leitstrahls einnimmt, die dieser zu Beginn des
Tastzyklus gehabt hat. Erfasst man also die Zeit vom Beginn des Tastzyklus
bis zum Beginn des Gleichsignals durch Auszaehlen der empfangenen Punkte
oder Striche, so erhaelt man daraus - bei bekanntem Sektor - die Richtung
der Consol-Standlinie des Schiffes.
Consol heute
Alle Consol-Funkfeuer wurden
in den 70er und 80er Jahren abgeschaltet. |