Loran-C

El sistema LORAN original fue propuesto en 1940 por Alfred Lee Loomis en una reunión del Comité de Microondas del Ejército de los Estados Unidos. El Cuerpo Aéreo del Ejército se interesó en el concepto para la navegación aérea y, tras un debate, presentó un requisito para un sistema que ofreciera una precisión de aproximadamente 1 milla (1,6 km) a un alcance de 200 millas (320 km) , y un alcance máximo de hasta 500 millas (800 km) para aeronaves de gran altitud. El Comité de Microondas, que para entonces se había organizado en lo que se convertiría en el Laboratorio de Radiación del MIT , asumió el desarrollo como Proyecto 3. Durante las reuniones iniciales, un miembro del equipo de enlace del Reino Unido, Taffy Bowen , mencionó que sabía que los británicos también estaban trabajando en un concepto similar, pero no tenía información sobre su rendimiento. ^{[ 9 ]}   

El equipo de desarrollo, liderado por Loomis, avanzó rápidamente en el diseño del transmisor y probó varios sistemas durante 1940 antes de decantarse por un  diseño de 3 MHz. Se realizaron extensas mediciones de la intensidad de la señal montando un receptor de radio convencional en una camioneta y recorriendo los estados del este. ^{[ 10 ]} Sin embargo, el diseño personalizado del receptor y sus pantallas de tubo de rayos catódicos asociadas resultaron ser un problema mayor. A pesar de varios esfuerzos por solucionar el problema, la inestabilidad de la pantalla impedía realizar mediciones precisas, ya que la salida se desplazaba de un lado a otro en la pantalla del osciloscopio. ^{[ 11 ]}

Para entonces, el equipo ya estaba mucho más familiarizado con el sistema británico Gee y conocía su trabajo relacionado con los "estroboscopios", un generador de base de tiempo que producía "puntos" bien posicionados en la pantalla que podían usarse para mediciones precisas. Esto significaba que la imprecisión en el posicionamiento en la pantalla no tenía efecto: cualquier imprecisión en la posición de la señal también estaba presente en el estroboscopio, por lo que ambos permanecían alineados. El equipo del Proyecto 3 se reunió con el equipo de Gee en 1941 e inmediatamente adoptó esta solución. Esta reunión también reveló que el Proyecto 3 y Gee requerían sistemas casi idénticos, con un rendimiento, alcance y precisión similares, pero Gee ya había completado el desarrollo básico y estaba entrando en la producción inicial, lo que hacía que el Proyecto 3 fuera superfluo. ^{[ 12 ]}

En respuesta, el equipo del Proyecto 3 le dijo a la Fuerza Aérea del Ejército que adoptara Gee, y en cambio, a petición del equipo británico, reorientó sus esfuerzos para proporcionar navegación de largo alcance en los océanos donde Gee no era útil. Esto llevó al interés de la Armada de los Estados Unidos , y una serie de experimentos demostraron rápidamente que los sistemas que usaban el concepto básico de Gee, pero operando a una frecuencia más baja alrededor de 2  MHz, ofrecerían una precisión razonable del orden de unas pocas millas en distancias del orden de 1250 millas (2010 km) , al menos de noche cuando las señales de este rango de frecuencia podían rebotar en la ionosfera . ^{[ 12 ]} El rápido desarrollo siguió, y un sistema que cubría el Atlántico occidental estaba operativo en 1943. Le siguieron estaciones adicionales, primero cubriendo el lado europeo del Atlántico, y luego una gran expansión en el Pacífico. Al final de la guerra, había 72 estaciones LORAN operativas y hasta 75 000 receptores. 

En 1958, la operación del sistema LORAN fue transferida a la Guardia Costera de los Estados Unidos , que renombró el sistema como "Loran-A", introduciéndose en ese momento el nombre en minúsculas. ^{[ 13 ]}

Hay dos maneras de implementar las mediciones de tiempo necesarias para un sistema de navegación hiperbólica: sistemas de sincronización de pulsos como Gee y LORAN, y sistemas de sincronización de fase como el Sistema de Navegación Decca . ^{[ 14 ]}

El primero requiere pulsos de señal agudos, y su precisión generalmente está limitada por la rapidez con la que se pueden activar y desactivar los pulsos, lo cual depende de la frecuencia portadora . Existe una ambigüedad en la señal; las mismas mediciones pueden ser válidas en dos ubicaciones con respecto a las emisoras, pero en funcionamiento normal, están separadas por cientos de kilómetros, por lo que se puede descartar una posibilidad. ^{[ 14 ]}

El segundo sistema utiliza señales constantes ("onda continua") y realiza mediciones comparando la fase de dos señales. Este sistema es fácil de usar incluso a frecuencias muy bajas. Sin embargo, su señal es ambigua en la distancia de una longitud de onda, lo que significa que existen cientos de ubicaciones que devolverán la misma señal. Decca se refería a estas ubicaciones ambiguas como celdas . Esto exige el uso de algún otro método de navegación para determinar en qué celda se encuentra el receptor y, posteriormente, utilizar las mediciones de fase para ubicarlo con precisión dentro de la celda. ^{[ 14 ]}

Se realizaron numerosos esfuerzos para proporcionar algún tipo de sistema secundario de baja precisión que pudiera utilizarse con un sistema de comparación de fase como el de Decca para resolver la ambigüedad. Entre los muchos métodos se encontraba un sistema de transmisión direccional conocido como POPI , y diversos sistemas que combinaban la sincronización de pulsos para la navegación de baja precisión y, posteriormente, el uso de la comparación de fase para el ajuste fino. La propia Decca había reservado una frecuencia, la "9f", para probar este concepto de señal combinada, pero no tuvo la oportunidad de hacerlo hasta mucho más tarde. Conceptos similares también se utilizaron en el sistema experimental Navarho en Estados Unidos. ^{[ 15 ]}

Desde el inicio del proyecto LORAN se sabía que las mismas pantallas CRT que mostraban los pulsos LORAN podían, con la amplificación adecuada, mostrar también las ondas individuales de la frecuencia intermedia . Esto significaba que se podía usar la coincidencia de pulsos para obtener una posición aproximada, y luego el operador podía lograr una mayor precisión de sincronización alineando las ondas individuales dentro del pulso, como hacía Decca. Esto podía usarse para aumentar considerablemente la precisión de LORAN o, alternativamente, ofrecer una precisión similar utilizando frecuencias portadoras mucho más bajas, extendiendo así considerablemente el alcance efectivo. Esto requeriría que las estaciones transmisoras estuvieran sincronizadas tanto en tiempo como en fase, pero gran parte de este problema ya había sido resuelto por los ingenieros de Decca. ^{[ 14 ]}

La opción de largo alcance fue de considerable interés para la Guardia Costera, que instaló un sistema experimental conocido como LF LORAN en 1945. Este operaba a frecuencias mucho más bajas que el LORAN original, a 180 kHz , y requería antenas muy largas transportadas por globos. Se realizaron pruebas durante todo el año, incluyendo varios vuelos de larga distancia hasta Brasil . Posteriormente, el sistema experimental fue enviado a Canadá, donde se utilizó durante la Operación Muskox en el Ártico. Se comprobó que su precisión era de 46 metros (150 pies) a 1210 km (750 millas ) , un avance significativo con respecto al LORAN. Tras la finalización de Muskox, se decidió mantener el sistema en funcionamiento bajo la denominada "Operación Musk Calf", dirigida por un grupo compuesto por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , la Real Fuerza Aérea Canadiense , la Real Armada Canadiense y el Real Cuerpo de Señales del Reino Unido . El sistema funcionó hasta septiembre de 1947. ^{[ 16 ]}   

Esto dio lugar a otra importante serie de pruebas, esta vez a cargo de la recién formada Fuerza Aérea de los Estados Unidos, conocida como Operación Beetle. Beetle se ubicó en el extremo norte, en la frontera entre Canadá y Alaska, y utilizó nuevas torres de acero de 191 metros (625 pies ) de altura, sujetas con tirantes, que reemplazaron las antenas de cable suspendidas por globos del sistema anterior. El sistema entró en funcionamiento en 1948 y operó durante dos años, hasta febrero de 1950. Desafortunadamente, las estaciones resultaron estar mal ubicadas, ya que la transmisión de radio sobre el permafrost era mucho más corta de lo esperado y la sincronización de las señales entre las estaciones mediante ondas terrestres resultó imposible. Las pruebas también demostraron que el sistema era extremadamente difícil de usar en la práctica; era fácil para el operador seleccionar las secciones incorrectas de las formas de onda en su pantalla, lo que generaba una imprecisión significativa en el mundo real. ^{[ 16 ]} 

En 1946, el Centro de Desarrollo Aéreo de Roma adjudicó contratos para sistemas de navegación de mayor alcance y precisión que se utilizarían para la navegación de bombardeos de largo alcance. Dado que las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos estaban reduciendo sus tripulaciones (solo tres en el Boeing B-47 Stratojet, por ejemplo), se requería un alto grado de automatización. Se aceptaron dos contratos: Sperry Gyroscope propuso el sistema CYCLAN (CYCLe, equivalente a Loran), que era muy similar a LF LORAN pero con automatización adicional, y Sylvania propuso Whyn, que utilizaba navegación de onda continua como Decca, pero con codificación adicional mediante modulación de frecuencia . A pesar de los grandes esfuerzos, Whyn nunca llegó a funcionar y fue abandonado. ^{[ 17 ]}

CYCLAN funcionaba enviando las mismas señales tipo LF LORAN en dos frecuencias: 180  kHz (de LF LORAN) y 200  kHz. El equipo asociado buscaba una amplitud creciente que indicara el inicio del pulso de la señal y, a continuación, utilizaba compuertas de muestreo para extraer la fase portadora. El uso de dos receptores solucionó el problema de la desalineación de los pulsos, ya que las fases solo se alineaban correctamente entre las dos copias de la señal cuando se comparaban los mismos pulsos. Nada de esto era trivial; con la electrónica de válvulas propia de la época, el sistema experimental CYCLAN ocupaba gran parte de un semirremolque . ^{[ 18 ]}

CYCLAN resultó ser un gran éxito, tanto que quedó cada vez más claro que los problemas que llevaron a los ingenieros a usar dos frecuencias no eran tan graves como se esperaba. Parecía que un sistema que utilizara una sola frecuencia funcionaría igual de bien, con la electrónica adecuada. Esta fue una excelente noticia, ya que la  frecuencia de 200 kHz interfería con las transmisiones existentes y tuvo que cambiarse a 160  kHz durante las pruebas. ^{[ 19 ]}

Durante este período, el tema del uso del espectro radioeléctrico se convirtió en una preocupación importante, lo que impulsó esfuerzos internacionales para determinar una banda de frecuencia adecuada para la navegación de largo alcance. Finalmente, este proceso se decantó por la banda de 90 a 100  kHz. El proyecto CYCLAN parecía sugerir que la precisión a frecuencias aún más bajas no representaba un problema, y ​​que la única preocupación real era el costo del equipo necesario. ^{[ 19 ]}

El éxito del sistema CYCLAN propició un nuevo contrato con Sperry en 1952 para un nuevo sistema con el doble objetivo de operar en el  rango de 100 kHz con la misma precisión, menor complejidad y menor coste. Estos objetivos normalmente serían contradictorios, pero el sistema CYCLAN infundió confianza en todos los implicados, demostrando que podían alcanzarse. El sistema resultante se conoció como Cytac. ^{[ 20 ]}

Para resolver el problema de complejidad, se desarrolló un nuevo circuito para sincronizar correctamente el muestreo de la señal. Este consistía en un circuito para extraer la envolvente del pulso, otro para extraer la derivada de la envolvente y, finalmente, otro que restaba la derivada de la envolvente. El resultado de esta última operación se volvía negativo durante una parte muy específica y estable del flanco ascendente del pulso, y este cruce por cero se utilizaba para activar una puerta de muestreo de muy corta duración. Este sistema reemplazó el complejo sistema de relojes utilizado en CYCLAN. Simplemente midiendo el tiempo entre los cruces por cero del maestro y el secundario, se extraía la sincronización del pulso. ^{[ 21 ]}

La salida del muestreador de envolvente también se enviaba a un desfasador que ajustaba la salida de un reloj local sincronizado con la portadora maestra mediante un bucle de enganche de fase . Esto mantenía la fase de la señal maestra el tiempo suficiente para que llegara la señal secundaria. La señal secundaria se comparaba entonces con la señal maestra en un detector de fase , y se generaba un voltaje variable en función de la diferencia de fase. Este voltaje representaba la medición de posicionamiento fino. ^{[ 21 ]}

El sistema tuvo un éxito general durante las pruebas realizadas hasta 1953, pero surgieron preocupaciones sobre la potencia de la señal a larga distancia y la posibilidad de interferencias. Esto llevó a nuevas modificaciones de la señal básica. La primera consistió en transmitir una serie de pulsos en lugar de uno solo, emitiendo más energía durante un tiempo determinado y mejorando la capacidad de los receptores para sintonizar una señal útil. También se añadió un desfase fijo de 45° a cada pulso, de modo que las señales de interferencia de onda continua simples pudieran identificarse y rechazarse. ^{[ 22 ]}

El sistema Cytac se sometió a una serie de pruebas exhaustivas en todo Estados Unidos y en alta mar. Dada la precisión potencial del sistema, se descubrió que incluso cambios menores en la sincronización de la onda terrestre causaban errores que podían eliminarse  ; problemas como el número de ríos que cruzaba la señal provocaban retrasos predecibles que podían medirse e incorporarse a las soluciones de navegación. Esto dio lugar a una serie de contornos de corrección que podían añadirse a la señal recibida para corregir estos problemas, y que se imprimieron en las cartas Cytac. Utilizando características prominentes de las presas como puntos de referencia, una serie de pruebas demostró que las señales sin corregir proporcionaban una precisión del orden de 100 yardas, mientras que la adición de los ajustes de los contornos de corrección la reducía al orden de diez yardas. ^{[ 23 ]}

Fue en este momento cuando la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, que había asumido estos esfuerzos tras su transición desde las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos , perdió el interés en el proyecto. Aunque las razones no están bien documentadas, parece que la idea de un sistema de bombardeo totalmente automatizado que utilizara ayudas de radio ya no se consideraba posible. ^{[ 20 ]} Las Fuerzas Aéreas del Ejército habían participado en misiones que cubrían unos 1000  km (la distancia de Londres a Berlín) y el sistema Cytac funcionaría bien en estos rangos, pero a medida que la misión cambió a misiones transpolares de 5000  km o más, ni siquiera Cytac ofrecía el alcance y la precisión necesarios. Dirigieron su atención al uso de plataformas inerciales y sistemas de radar Doppler , cancelando el trabajo en Cytac, así como en un sistema competidor conocido como Navarho. ^{[ 24 ]}

Alrededor de este período, la Armada de los Estados Unidos comenzó a trabajar en un sistema similar que utilizaba la comparación combinada de pulsos y fases, pero basado en la frecuencia LORAN existente de 200  kHz. Para entonces, la Armada de los Estados Unidos había transferido el control operativo del sistema LORAN a la Guardia Costera, y se asumió que la misma disposición se aplicaría a cualquier sistema nuevo. Por lo tanto, se le dio a la Guardia Costera de los Estados Unidos la opción de nombrar los sistemas, y decidió renombrar el sistema existente como Loran-A y el nuevo como Loran-B. ^{[ 1 ]}

Con Cytac completamente desarrollado y su sistema de prueba en la costa este de los Estados Unidos inactivo, la Armada de los Estados Unidos también decidió volver a poner en servicio Cytac para pruebas en el rol de largo alcance. El USCGC Androscoggin llevó a cabo una extensa serie de pruebas a través del Atlántico a partir de abril de 1956. Mientras tanto, Loran-B demostró tener serios problemas para mantener sus transmisores en fase, y ese trabajo fue abandonado. ^{[ b ]} Se hicieron cambios menores en los sistemas Cytac para simplificarlo aún más, incluyendo una reducción en el espaciado de la cadena de pulsos de 1200 a 1000  μs, la frecuencia de pulso cambiada a 20 pps para coincidir con el sistema Loran-A existente, y el desplazamiento de fase entre pulsos a un desplazamiento alterno de 0, 180 grados en lugar de 45 grados en cada pulso dentro de la cadena. ^{[ 25 ]} 

El resultado fue Loran-C. Las pruebas del nuevo sistema fueron intensivas, y los vuelos sobre el agua alrededor de las Bermudas demostraron que el 50% de las posiciones se encontraban dentro de un círculo de 260 pies (79 m) de radio, ^{[ 26 ]} una mejora drástica con respecto al Loran-A original, alcanzando la precisión del sistema Gee, pero con un alcance mucho mayor. La primera cadena se estableció utilizando el sistema experimental Cytac original, y una segunda en el Mediterráneo en 1957. Posteriormente se establecieron otras cadenas que cubrían el Atlántico Norte y grandes áreas del Pacífico. En ese momento, se imprimían cartas globales con secciones sombreadas que representaban el área donde se podía obtener una posición precisa de 3 millas (4,8 km) en la mayoría de las condiciones operativas. Loran-C operaba en el rango de frecuencia de 90 a 110 kHz.    

El sistema Loran-C se diseñó originalmente para ser altamente automatizado, lo que permitía operarlo con mayor rapidez que la medición de varios minutos del LORAN original. También funcionaba en "cadenas" de estaciones conectadas, lo que permitía obtener una posición comparando simultáneamente dos estaciones secundarias con una única estación maestra. La desventaja de este enfoque era que el equipo electrónico necesario, construido con tecnología de tubos de la década de 1950, era muy grande. La búsqueda de empresas con experiencia en electrónica de comparación de fase multicanal para uso marítimo condujo, irónicamente, a Decca, que construyó el AN/SPN-31, el primer receptor Loran-C de uso generalizado. El AN/SPN-31 pesaba más de 45 kg y tenía 52 controles. ^{[ 27 ]} 

Posteriormente se desarrollaron unidades aerotransportadas, y en 1963 se probó un AN/SPN-31 adaptado en un Avro Vulcan. A mediados de la década de 1960, las unidades con cierta transistorización se hicieron más comunes, y se estableció una cadena en Vietnam para apoyar los esfuerzos bélicos de Estados Unidos en ese país. Varias aerolíneas comerciales también experimentaron con el sistema, utilizándolo para la navegación en la ruta ortodrómica entre Norteamérica y Europa. Sin embargo, las plataformas inerciales terminaron por ser más comunes en esta función. ^{[ 27 ]}

En 1969, Decca demandó a la Armada de los Estados Unidos por infracción de patente, presentando abundante documentación sobre su trabajo en el concepto básico desde 1944, junto con la frecuencia 9f ^{[ c ]} "faltante" a 98  kHz que se había reservado para experimentos con este sistema. Decca ganó la demanda inicial, pero la sentencia fue revocada en apelación cuando la Armada alegó "conveniencia en tiempos de guerra". ^{[ 28 ]}

Cuando Loran-C se generalizó, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos volvió a interesarse en utilizarlo como sistema de guiado . Propusieron un nuevo sistema superpuesto a Loran-C para proporcionar una precisión aún mayor, utilizando la posición de Loran-C como señal de guiado gruesa, de forma muy similar a como Loran-C extraía la ubicación gruesa a partir de la temporización de los pulsos para eliminar la ambigüedad en la medición fina. Para proporcionar una señal de guiado extrafina, Loran-D intercaló otro tren de ocho pulsos inmediatamente después de las señales de una de las estaciones Loran-C existentes, combinando ambas señales. Esta técnica se conoció como "Modulación Interpulso Supernumerosa" (SIM). Estas señales se transmitían desde transmisores portátiles de baja potencia, ofreciendo un servicio de corto alcance con alta precisión. ^{[ 29 ]}

El sistema Loran-D se utilizó únicamente de forma experimental durante los ejercicios militares de la década de 1960 desde un transmisor ubicado en el Reino Unido. También se empleó de forma limitada durante la Guerra de Vietnam , combinado con el sistema de designación láser Pave Spot , una combinación conocida como Pave Nail. Mediante transmisores móviles, el receptor de navegación LORAN AN/ARN-92 podía alcanzar una precisión del orden de 60 pies (18 m) , que el láser Spot mejoró a unos 20 pies (6,1 m) . ^{[ 29 ]} El concepto SIM se convirtió posteriormente en un sistema para el envío de datos adicionales. ^{[ 30 ] [ 31 ]}  

Casi al mismo tiempo, Motorola propuso un nuevo sistema que utilizaba cadenas de pulsos pseudoaleatorios. Este mecanismo garantiza que no haya dos cadenas dentro de un período determinado (del orden de varios segundos) que tengan el mismo patrón, lo que facilita determinar si la señal es una onda terrestre de una transmisión reciente o una señal de múltiples saltos de una transmisión anterior. El sistema, denominado Sistemas de Navegación Táctica Multiusuario (MUTNS), se utilizó brevemente, pero se descubrió que Loran-D cumplía los mismos requisitos y, además, tenía la ventaja de ser una señal Loran-C estándar. Aunque MUTNS no estaba relacionado con los sistemas Loran, a veces se le denominaba Loran-F . ^{[ 32 ]}

A pesar de sus numerosas ventajas, el elevado coste de implementación de un receptor Loran-C lo hacía poco rentable para muchos usuarios. Además, a medida que los usuarios militares actualizaban de Loran-A a Loran-C, se inundaron de receptores Loran-A excedentes. Esto hizo que Loran-A se popularizara a pesar de su menor precisión y su relativa dificultad de manejo. A principios de la década de 1970, la introducción de circuitos integrados que combinaban un receptor de radio completo comenzó a reducir considerablemente la complejidad de las mediciones Loran-A, y se popularizaron las unidades totalmente automatizadas del tamaño de un receptor estéreo . Para aquellos usuarios que requerían mayor precisión, Decca tuvo un éxito considerable con su sistema Decca Navigator y produjo unidades que combinaban ambos receptores, utilizando Loran para eliminar las ambigüedades de Decca.

El mismo rápido desarrollo de la microelectrónica que facilitó tanto el funcionamiento del Loran-A funcionó igualmente bien con las señales Loran-C, y el evidente deseo de contar con un sistema de largo alcance que también proporcionara la precisión suficiente para la navegación en lagos y puertos propició la apertura del sistema Loran-C al público en 1974. Los receptores civiles no tardaron en aparecer, y los receptores de doble sistema A/C también fueron comunes durante un tiempo. El cambio de A a C fue extremadamente rápido, debido en gran parte a la rápida caída de los precios, lo que hizo que el primer receptor de muchos usuarios fuera Loran-C. A finales de la década de 1970, la Guardia Costera decidió desactivar el Loran-A para añadir estaciones Loran-C adicionales y cubrir las zonas sin cobertura. La red original de Loran-A se desactivó entre 1979 y 1980, aunque algunas unidades se utilizaron en el Pacífico durante un tiempo. Dada la amplia disponibilidad de cartas náuticas Loran-A, muchos receptores Loran-C incluían un sistema para convertir coordenadas entre unidades A y C.

Una de las razones de la apertura de Loran-C al público fue la transición de Loran a nuevas formas de navegación, incluidos los sistemas de navegación inercial , Transit y OMEGA , lo que significó que la seguridad de Loran ya no fuera tan estricta como lo había sido como forma principal de navegación. A medida que estos nuevos sistemas dieron paso al GPS durante las décadas de 1980 y 1990, este proceso se repitió, pero esta vez las fuerzas armadas pudieron separar las señales del GPS de tal manera que pudiera proporcionar señales militares seguras y señales civiles inseguras al mismo tiempo. El GPS era más difícil de recibir y decodificar, pero para la década de 1990 la electrónica necesaria ya era tan pequeña y económica como la de Loran-C, lo que llevó a una rápida adopción que se ha vuelto prácticamente universal.

Aunque el sistema Loran-C era en gran medida obsoleto en el año 2000, no había desaparecido por completo en 2014.Debido a diversas preocupaciones, una de ellas es que el sistema GPS puede ser interferido por diversos medios. Si bien lo mismo ocurre con Loran-C, sus transmisores están al alcance de la mano y pueden ajustarse si es necesario. Más importante aún, existen factores que podrían dejar el sistema GPS inoperable en amplias zonas, en particular fenómenos meteorológicos espaciales y posibles pulsos electromagnéticos (EMP) . Loran, ubicado completamente bajo la atmósfera, ofrece mayor resistencia a estos problemas. Como resultado de estas consideraciones, se ha generado un considerable debate sobre las ventajas relativas de mantener operativo el sistema Loran-C.

En noviembre de 2009, la Guardia Costera de los Estados Unidos anunció que el sistema Loran-C ya no era necesario para la navegación marítima en los EE. UU. Esta decisión dejó el destino de LORAN y eLoran en los Estados Unidos en manos del Secretario del Departamento de Seguridad Nacional . ^{[ 33 ]} Según un anuncio posterior, la Guardia Costera de los EE. UU., de conformidad con la Ley de Asignaciones del DHS, interrumpió la transmisión de todas las señales Loran-C estadounidenses el 8 de febrero de 2010. ^{[ 2 ]} El 1 de agosto de 2010 se interrumpió la transmisión estadounidense de la señal ruso-estadounidense, ^{[ 2 ]} y el 3 de agosto de 2010 la Guardia Costera de los EE. UU. y la Guardia Costera Canadiense interrumpieron todas las señales canadienses. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La Unión Europea decidió que las ventajas potenciales de seguridad de Loran justifican no solo mantener el sistema operativo, sino también modernizarlo y añadir nuevas estaciones. Esto forma parte del sistema Eurofix, más amplio , que combina GPS, Galileo y nueve estaciones Loran en un único sistema integrado.

En 2014, Noruega y Francia anunciaron que todos sus transmisores restantes, que constituyen una parte significativa del sistema Eurofix, se apagarían el 31 de diciembre de 2015. ^{[ 34 ]} Los dos transmisores restantes en Europa ( Anthorn , Reino Unido y Sylt , Alemania) ya no podrían mantener un servicio de posicionamiento y navegación Loran, por lo que el Reino Unido anunció que su servicio eLoran de prueba se interrumpiría a partir de la misma fecha. ^{[ 35 ]}

In conventional navigation by triangulation, measuring one's location, or taking a fix, is accomplished by taking two measurements against well known locations. In optical systems this is typically accomplished by measuring the bearings to two landmarks, and then drawing lines on a nautical chart at those bearings, producing an intersection that reveals the ship's location. Radio methods can also use the same concept with the aid of a radio direction finder, but due to the nature of radio propagation, such instruments are subject to significant errors, especially at night. More accurate radio navigation can be made using pulse timing or phase comparison techniques, which rely on the time-of-flight of the signals. In comparison to angle measurements, these remain fairly steady over time, and most of the effects that change these values are fixed objects like rivers and lakes that can be accounted for on charts.

Timing systems can reveal the absolute distance to an object, as is the case in radar. The problem in the navigational case is that the receiver has to know when the original signal was sent. In theory, one could synchronize an accurate clock to the signal before leaving port, and then use that to compare the timing of the signal during the voyage. However, in the 1940s no suitable system was available that could hold an accurate signal over the time span of an operational mission.

Instead, radio navigation systems adopted the multilateration concept which is based on the difference in times (or phase) instead of the absolute time. The basic idea is that it is relatively easy to synchronize two ground stations, using a signal shared over a phone line for instance, so one can be sure that the signals received were sent at exactly the same time. They will not be received at exactly the same time, however, as the receiver will receive the signal from the closer station first. Timing the difference between two signals can be easily accomplished, first by physically measuring them on a cathode-ray tube, or simple electronics in the case of phase comparison.

La diferencia en la sincronización de la señal no revela la ubicación por sí sola. En cambio, determina una serie de ubicaciones donde esa sincronización es posible. Por ejemplo, si las dos estaciones están  separadas por 300 km y el receptor no detecta ninguna diferencia entre las dos señales, esto implica que el receptor se encuentra en algún punto de una línea equidistante entre ambas. Si la señal de una se recibe exactamente 100  μs después, entonces el receptor está 30 kilómetros (19 millas) más cerca de una estación que de la otra. Al trazar todas las ubicaciones donde una estación está 30 km más cerca que la otra, se obtiene una línea curva. Para determinar la posición, se realizan dos mediciones de este tipo con diferentes pares de estaciones y luego se consultan ambas curvas en una carta de navegación. Estas curvas se conocen como líneas de posición o LOP. ^{[ 36 ]}  

En la práctica, los sistemas de radionavegación suelen utilizar una cadena de tres o cuatro estaciones, todas sincronizadas con una señal maestra que se emite desde una de ellas. Las demás, las secundarias , se colocan de forma que sus líneas de posición se crucen en ángulos agudos, lo que aumenta la precisión de la localización. Así, por ejemplo, una cadena determinada podría tener cuatro estaciones con la maestra en el centro, lo que permite al receptor captar las señales de dos secundarias que se encuentren lo más cerca posible de un ángulo recto, dada su ubicación actual. Los sistemas modernos, que conocen la ubicación de todas las emisoras, pueden automatizar la selección de las estaciones a utilizar.

En el caso de LORAN, una estación permanece constante en cada aplicación del principio, la principal , que se empareja por separado con otras dos estaciones secundarias . Dadas dos estaciones secundarias, la diferencia de tiempo (DT) entre la principal y la primera secundaria define una curva, y la diferencia de tiempo entre la principal y la segunda secundaria define otra curva, cuyas intersecciones determinarán un punto geográfico en relación con la posición de las tres estaciones. Estas curvas se denominan líneas DT . ^{[ 37 ]}

En la práctica, LORAN se implementa en redes regionales integradas , o cadenas , que constan de una estación primaria y al menos dos (pero a menudo más) estaciones secundarias , con un intervalo de repetición de grupo (GRI) uniforme definido en microsegundos . El tiempo que transcurre antes de transmitir el siguiente conjunto de pulsos viene determinado por la distancia entre el inicio de la transmisión de la estación primaria y el siguiente inicio de la transmisión de la señal primaria.

Las estaciones secundarias reciben esta señal de pulso de la estación primaria y esperan un número preestablecido de milisegundos , conocido como retardo de codificación secundario , para transmitir una señal de respuesta. En una cadena determinada, el retardo de codificación de cada estación secundaria es diferente, lo que permite la identificación individual de la señal de cada una. (Sin embargo, en la práctica, los receptores LORAN modernos no se basan en este método para la identificación de las estaciones secundarias).

Cada cadena LORAN del mundo utiliza un Intervalo de Repetición de Grupo (GRI) único, cuyo valor, multiplicado por diez, indica la cantidad de microsegundos que transcurren entre los pulsos de una estación determinada dentro de la cadena. En la práctica, los retrasos en muchas cadenas, aunque no en todas, son múltiplos de 100 microsegundos. Las cadenas LORAN suelen denominarse con esta designación, por ejemplo , GRI 9960, la designación de la cadena LORAN que presta servicio en el noreste de Estados Unidos .

Debido a la naturaleza de las curvas hiperbólicas, una combinación particular de una estación primaria y dos secundarias puede resultar en una cuadrícula donde las líneas se intersecan en ángulos pequeños. Para una precisión de posicionamiento ideal, es deseable operar en una cuadrícula de navegación donde las líneas sean casi perpendiculares ( ortogonales ) entre sí. A medida que el receptor se desplaza a través de una cadena, una selección determinada de estaciones secundarias cuyas líneas TD formaban inicialmente una cuadrícula casi ortogonal puede convertirse en una cuadrícula significativamente sesgada. En consecuencia, se debe cambiar la selección de una o ambas estaciones secundarias para que las líneas TD de la nueva combinación sean más perpendiculares. ^{[ 38 ]} En la práctica, casi todas las cadenas proporcionan al menos tres, y hasta cinco, estaciones secundarias. ^{[ 39 ]}

Cuando están disponibles, las cartas náuticas marinas comunes incluyen representaciones visibles de líneas de tiempo de referencia (TD) a intervalos regulares sobre las áreas de agua. Las líneas TD que representan un par primario-secundario determinado se imprimen con colores distintos e indican la diferencia de tiempo específica que muestra cada línea. En una carta náutica, la notación de cada línea de posición de un receptor, relativa al eje y al color, se encuentra en la parte inferior de la carta. El color en las cartas oficiales para las estaciones y las líneas de posición cronometradas no sigue ninguna norma específica de la Organización Hidrográfica Internacional (OHI). Sin embargo, los productores locales de cartas pueden colorearlas de acuerdo con su estándar. Consulte siempre las notas de la carta, la referencia de la Carta 1 de la administración y la información proporcionada en la carta para obtener la información más precisa sobre levantamientos, datum y fiabilidad.

Hay tres factores principales a tener en cuenta al considerar el retardo y la propagación de la señal en relación con LORAN-C:

1. Factor de fase primaria (PF)  : esto tiene en cuenta que la velocidad de la señal propagada en la atmósfera es ligeramente inferior a la que se produce en el vacío.
2. Factor de fase secundaria (SF)  : este factor tiene en cuenta que la velocidad de propagación de la señal disminuye al viajar sobre el agua de mar debido a la mayor conductividad del agua de mar en comparación con la tierra.
3. Factores Secundarios Adicionales (FSA)  : Dado que los transmisores LORAN-C se ubican principalmente en tierra, la señal viajará parcialmente sobre tierra y parcialmente sobre agua de mar. Los FSA pueden considerarse como segmentos terrestres y acuáticos, cada uno con una conductividad uniforme según si la trayectoria se realiza sobre tierra o sobre agua.

Las notas de la carta náutica deben indicar si se han aplicado correcciones ASF ( por ejemplo, las cartas del Servicio Hidrográfico Canadiense (CHS) las incluyen). De lo contrario, se deben obtener los factores de corrección adecuados antes de su uso.

Debido a las interferencias y problemas de propagación causados ​​por accidentes geográficos y estructuras artificiales como edificios altos, la precisión de la señal LORAN puede verse considerablemente reducida en zonas interiores (véase Limitaciones ). Por consiguiente, las cartas náuticas no mostrarán líneas TD en dichas zonas, para evitar que la navegación dependa exclusivamente de LORAN-C.

Los receptores LORAN tradicionales muestran la diferencia horaria entre cada par de estaciones, la principal y una de las dos secundarias seleccionadas, que se utiliza para encontrar la línea TD correspondiente en la carta náutica. Los receptores LORAN modernos muestran coordenadas de latitud y longitud en lugar de diferencias horarias y, gracias a la comparación de diferencias horarias y la electrónica, ofrecen mayor precisión y una mejor determinación de la posición, lo que permite al observador trazar su posición en una carta náutica con mayor facilidad. Al utilizar dichas coordenadas, el datum utilizado por el receptor (normalmente WGS84 ) debe coincidir con el de la carta, o bien deben realizarse cálculos de conversión manuales antes de poder utilizar las coordenadas.

El 31 de mayo de 2007, el Departamento de Transporte del Reino Unido (DfT), a través de las autoridades generales de faros , adjudicó un contrato de 15 años para proporcionar un servicio eLoran mejorado de última generación con el fin de mejorar la seguridad de los navegantes en el Reino Unido y Europa Occidental. El contrato de servicio se desarrollaría en dos fases: desde 2007 hasta 2010, se llevarían a cabo trabajos de desarrollo y se priorizaría la consecución de un acuerdo europeo sobre la prestación del servicio eLoran, y desde 2010 hasta 2022, se pondría en pleno funcionamiento el servicio eLoran. El primer transmisor eLoran se ubicó en la estación de radio de Anthorn , Cumbria, Reino Unido, y fue operado por Babcock International (anteriormente Babcock Communications). ^{[ 54 ]}

El gobierno del Reino Unido autorizó la construcción de siete estaciones de tecnología de posicionamiento de buques eLoran diferencial a lo largo de las costas sur y este del Reino Unido para contrarrestar la amenaza de interferencia de los sistemas de posicionamiento global. Se preveía que alcanzaran su capacidad operativa inicial en el verano de 2014. ^{[ 55 ]} Las autoridades generales de faros del Reino Unido e Irlanda anunciaron el 31 de octubre de 2014 la capacidad operativa inicial del eLoran marítimo británico. Siete estaciones de referencia diferenciales proporcionaron información adicional de posición, navegación y sincronización (PNT) mediante pulsos de baja frecuencia a los buques equipados con receptores eLoran. El servicio tenía como objetivo garantizar la navegación segura en caso de fallo del GPS en una de las regiones marítimas más transitadas del mundo, con un tráfico anual previsto de 200 000 buques para 2020. ^{[ 56 ]}

A pesar de estos planes, a la luz de la decisión de Francia y Noruega de cesar las transmisiones Loran el 31 de diciembre de 2015, el Reino Unido anunció a principios de ese mes que su servicio eLoran se interrumpiría el mismo día. ^{[ 57 ]} Sin embargo, para permitir una mayor investigación y desarrollo de PNT, la señal de sincronización eLoran sigue activa desde la instalación gubernamental en Anthorn . ^{[ 58 ]}

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