LORAN

En una reunión del Comité Técnico del Cuerpo de Señales del Ejército de los EE. UU. el 1 de octubre de 1940, Alfred Loomis , presidente del Comité de Microondas del Comité Nacional de Investigación de Defensa , propuso la construcción de un sistema de navegación hiperbólica. Predijo que dicho sistema podría proporcionar una precisión de 1000 pies (300 m) o mejor a un alcance de 200 millas (320 km) , y un alcance máximo de 300–500 millas (480–800 km) para aeronaves de gran altitud. Esto dio lugar a la especificación "Equipo de Navegación de Precisión para Guiar Aviones", que fue enviada de vuelta al Comité de Microondas y se formó como "Proyecto 3". ^{[ 4 ] [ b ]} Los pedidos de los sistemas iniciales se enviaron en una reunión de seguimiento el 20 de diciembre de 1940. Edward George Bowen , desarrollador de los primeros sistemas de radar aerotransportados , también estuvo presente en la reunión del 20 de diciembre. Declaró que estaba al tanto de trabajos similares en el Reino Unido, pero que no sabía lo suficiente al respecto como para ofrecer sugerencias. ^{[ 5 ]}   

El Proyecto 3 se trasladó al recién formado Grupo de Navegación del Laboratorio de Radiación del MIT en 1941. ^{[ 6 ]} Los primeros sistemas operaban alrededor de 30  MHz, pero posteriormente se decidió probar experimentos con equipos diferentes que pudieran sintonizarse de 3 a 8  MHz. ^{[ 6 ]} Se descubrió que estos sistemas de menor frecuencia eran mucho más estables electrónicamente. Después de considerar inicialmente la posibilidad de instalar transmisores en las cimas de las montañas, el equipo optó por dos estaciones abandonadas de la Guardia Costera en Montauk Point , Nueva York, y Fenwick Island, Delaware . ^{[ 7 ]} En el extremo receptor, se equipó una camioneta con un receptor simple y se envió por todo el país en busca de señales sólidas, que se encontraron incluso en Springfield, Missouri . ^{[ 6 ]}

Para un sistema de producción, el equipo comenzó a trabajar con un sistema que utilizaba una pantalla J-scope circular para mejorar la precisión. El A-scope, más común, representa distancias a través del diámetro del tubo, mientras que el J-scope lo presenta como el ángulo alrededor de la cara del tubo de rayos catódicos . ^{[ 8 ]} Esto aumenta la cantidad de espacio en la escala en un factor de π para cualquier tamaño de pantalla dado, mejorando la precisión. A pesar de usar el J-scope y adoptar el cambio de frecuencia más bajo para mayor estabilidad, al equipo le resultó bastante difícil realizar mediciones precisas del alcance. En ese momento, el procedimiento para generar pulsos de señales nítidos estaba en sus inicios, y sus señales estaban considerablemente dispersas en el tiempo, lo que dificultaba las mediciones. ^{[ 4 ]}

Para entonces, el equipo ya conocía los esfuerzos del Reino Unido con el sistema Gee y sabía que este utilizaba un sistema de luces estroboscópicas generadas electrónicamente que producían puntos en la pantalla alineados con precisión con la sincronización del sistema. Enviaron un equipo al Reino Unido para aprender sobre el concepto de luz estroboscópica y lo adoptaron de inmediato para su trabajo. Como parte de este intercambio, el equipo del Proyecto 3 también descubrió que Gee era casi idéntico a su propio sistema en concepto y rendimiento deseado. A diferencia de su sistema, Gee ya había completado en gran medida su desarrollo y estaba en proceso de producción. Se tomó la decisión de abandonar los esfuerzos actuales, ^{[ 9 ]} utilizar Gee en su propia aeronave y rediseñar su sistema para el rol de largo alcance. ^{[ 10 ]}

La decisión de cambiar a la función de largo alcance significó que la alta precisión del sistema Gee ya no era necesaria, lo que redujo considerablemente la necesidad de abordar los problemas de sincronización. Este cambio de propósito también exigió el uso de frecuencias aún más bajas, que podían reflejarse en la ionosfera durante la noche y, por lo tanto, proporcionar operación más allá del horizonte. Inicialmente se seleccionaron dos bandas de frecuencia: 1,85 y 1,95  MHz para uso nocturno (160 metros) y 7,5  MHz (40 metros). La banda de 7,5  MHz, etiquetada como "HF" en los primeros receptores, nunca se utilizó operativamente. ^{[ 10 ]}

A mediados de 1942, Robert Dippy , el principal desarrollador del sistema Gee en el Centro de Investigación de Telecomunicaciones (TRE) del Reino Unido, fue enviado a Estados Unidos durante ocho meses para colaborar en el desarrollo del sistema LORAN. En aquel momento, el proyecto estaba siendo impulsado principalmente por el Capitán Harding de la Armada estadounidense, y se centraban exclusivamente en un sistema para buques. Dippy los convenció de que una versión aerotransportada era perfectamente posible, lo que despertó cierto interés en las Fuerzas Aéreas del Ejército de Estados Unidos (USAAF). La Armada no estaba satisfecha con este giro de los acontecimientos. Dippy también introdujo una serie de cambios sencillos que resultarían extremadamente útiles en la práctica. Entre ellos, exigió que los receptores LORAN aerotransportados se construyeran físicamente de forma similar a los receptores Gee, de modo que pudieran intercambiarse en servicio simplemente reemplazando la unidad receptora. Esto resultaría extremadamente útil; los aviones del Comando de Transporte de la RAF podían intercambiar sus receptores al trasladarse hacia o desde el teatro de operaciones australiano . Dippy también diseñó el equipo de sincronización de la estación terrestre. ^{[ 10 ]}

Fue por esta época cuando se unieron al proyecto tanto la Guardia Costera de los Estados Unidos como la Marina Real Canadiense . El proyecto seguía siendo alto secreto en ese momento, y se compartió poca información real, especialmente con la Guardia Costera. ^{[ 11 ]} Se requería el enlace canadiense, ya que la ubicación ideal para las estaciones requeriría varias estaciones en diferentes lugares de las Provincias Marítimas Canadienses . Un sitio en Nueva Escocia resultó ser una batalla; el terreno era propiedad de un pescador cuya dominante esposa abstemia se oponía rotundamente a tener cualquier relación con los pecaminosos marineros. Cuando el comité de selección del sitio, compuesto por JA Waldschmitt y el teniente comandante Argyle, discutía el asunto con el esposo, llegó un tercer visitante y les ofreció cigarrillos a los hombres. Ellos se negaron, y la anfitriona les preguntó si bebían. Cuando dijeron que no, el terreno se aseguró rápidamente. ^{[ 12 ]}

El sistema LORAN pronto estuvo listo para su despliegue, y la primera cadena entró en funcionamiento en junio de 1942 en Montauk Point y Fenwick Island. Poco después se unieron dos estaciones en Terranova , en Cabo Bonavista y Battle Harbour, Labrador , y luego dos estaciones en Canadá: Nueva Escocia, en Baccaro y Deming Island. ^{[ 13 ]} Se instalaron estaciones adicionales a lo largo de la costa este de Estados Unidos y Canadá durante octubre, y el sistema fue declarado operativo a principios de 1943. Para finales de ese año se habían instalado estaciones adicionales en Groenlandia , Islandia , las Islas Feroe y las Hébridas , ofreciendo cobertura continua en todo el Atlántico Norte. El Comando Costero de la RAF tenía otra estación instalada en Shetland , que ofrecía cobertura sobre Noruega, un importante punto de partida para submarinos y buques capitales alemanes. ^{[ 10 ]}

Las enormes distancias y la falta de puntos de navegación útiles en el Océano Pacífico propiciaron el uso generalizado del sistema LORAN tanto para buques como para aeronaves durante la Guerra del Pacífico . En particular, la precisión que ofrecía LORAN permitió a las aeronaves reducir la cantidad de combustible adicional que de otro modo habrían tenido que transportar para asegurar el regreso a su base tras una larga misión. Esta reducción en la carga de combustible permitió aumentar la carga de bombas. Al finalizar la Segunda Guerra Mundial , existían 72 estaciones LORAN, con más de 75 000 receptores en funcionamiento. ^{[ 10 ]}

Se añadieron cadenas adicionales en el Pacífico en la posguerra. Tras el inicio de la Guerra de Corea , se produjo un repunte en la construcción , incluyendo nuevas cadenas en Japón y una en Busan , Corea. También se instalaron cadenas en China, antes del fin definitivo de la Revolución Comunista China , y estas estaciones permanecieron en el aire al menos hasta la década de 1990. Una última gran expansión tuvo lugar en Portugal y las Azores en 1965, ofreciendo cobertura adicional al Atlántico medio. ^{[ 3 ]}

Durante los primeros experimentos con las ondas ionosféricas de LORAN, Jack Pierce observó que, por la noche, la capa reflectante de la ionosfera era bastante estable. Esto planteó la posibilidad de sincronizar dos estaciones LORAN mediante señales de ondas ionosféricas, al menos de noche, lo que permitiría separarlas a distancias mucho mayores. La precisión de un sistema hiperbólico depende de la distancia de la línea base, por lo que, si las estaciones se distribuyeran más, el sistema sería más preciso y se necesitarían menos estaciones para cualquier tarea de navegación deseada. ^{[ 14 ]}

El 10 de abril de 1943 se realizó un primer intento de prueba del sistema entre las estaciones LORAN de Fenwick y Bonavista, a 1800 km de distancia. Esta prueba demostró una precisión de ½ milla, significativamente mejor que la del sistema LORAN convencional. Esto dio lugar a una segunda ronda de pruebas a finales de 1943, esta vez utilizando cuatro estaciones: Montauk, East Brewster (Massachusetts) , Gooseberry Falls (Minnesota) ^{[ 15 ]} y Key West (Florida) . Extensos vuelos de evaluación revelaron un error promedio de 1 a 2 millas (1,6 a 3,2 km) . ^{[ 16 ] [ 14 ]}  

El modo de operación nocturno se adaptaba perfectamente al Mando de Bombarderos de la RAF . Las cuatro estaciones de prueba fueron desmanteladas y transportadas a través del Atlántico, ^{[ 16 ]} y reinstaladas para formar dos cadenas: Aberdeen - Bizerta y Orán - Bengasi . Conocido como Skywave-Synchronized LORAN , o SS LORAN , el sistema proporcionaba cobertura en cualquier lugar al sur de Escocia y tan al este como Polonia, con una precisión media de una milla. El sistema se utilizó operativamente en octubre de 1944 y, para 1945, estaba instalado universalmente en el Grupo n.º 5 de la RAF . ^{[ 17 ]}

El mismo concepto básico también fue probado después de la guerra por la Guardia Costera de los Estados Unidos en un sistema conocido como "Skywave Long Baseline LORAN". La única diferencia fue la selección de frecuencias distintas: 10,585  MHz durante el día y 2  MHz durante la noche. Las pruebas iniciales se llevaron a cabo en mayo de 1944 entre Chatham, Massachusetts , y Fernandina Beach, Florida , y una segunda serie entre Hobe Sound, Florida , y Point Chinato, Puerto Rico , entre diciembre y enero de 1945 y 1946. Debido a la falta de frecuencias adecuadas, el sistema no se puso en funcionamiento. ^{[ 16 ]}

LORAN era un sistema sencillo que comparaba los tiempos de llegada de los pulsos para realizar una medición. Idealmente, se mostrarían en el CRT pulsos rectangulares perfectamente formados, cuyo borde de ataque podría compararse con gran precisión. En la práctica, los transmisores no pueden encenderse y apagarse instantáneamente, y debido a diversos factores, los pulsos resultantes se distribuyen en el tiempo, formando una envolvente . La nitidez de la envolvente depende de la frecuencia, lo que significa que los sistemas de baja frecuencia como LORAN siempre tendrán envolventes más largas con puntos de inicio y fin menos definidos, y por lo tanto, generalmente tendrán menor precisión que los sistemas de alta frecuencia como Gee. ^{[ 18 ]}

Existe una forma completamente distinta de realizar la misma medición de tiempo, no comparando la sincronización de las envolventes de los pulsos, sino midiendo la fase de las señales. Esto es bastante sencillo de realizar con electrónica simple y se puede visualizar directamente con un puntero mecánico. La clave de este sistema reside en asegurar la coherencia de fase entre las estaciones primaria y secundaria, una tarea compleja durante la Segunda Guerra Mundial. Al aislar las partes más costosas del sistema en las pocas estaciones de radiodifusión, el sistema Decca Navigator entró en funcionamiento en 1944 utilizando esta técnica, ofreciendo una precisión similar a la de Gee, pero con pantallas mecánicas de bajo coste, mucho más fáciles de usar. ^{[ 19 ]}

La desventaja del sistema de comparación de fase es que, a partir de una señal de onda continua, como la de Decca, no es posible saber qué parte de la señal se está midiendo. Se podría comparar la primera forma de onda de una estación con la primera de otra, pero la segunda forma de onda parece idéntica y el operador podría alinear esas dos ondas en lugar de la primera. Esto genera un problema: el operador puede obtener una medición precisa, pero la posición real podría estar en una amplia variedad de ubicaciones. Estas ubicaciones están separadas radialmente alrededor de la estación, lo que significa que la posición podría estar dentro de una dirección radial determinada o a una distancia fija a cada lado. Decca se refería a estas áreas radiales como "carriles" y utilizaba un sistema mecánico para controlar en cuál se encontraba el receptor. ^{[ 19 ]}

Al combinar los conceptos de sincronización de envolvente y comparación de fase, se podrían eliminar ambos problemas. Dado que la comparación de fase suele ser más precisa a bajas frecuencias debido a los detalles de la electrónica, la obtención de posiciones precisas se basaría en esta técnica. Sin embargo, en lugar de transmitir una señal continua, como en el caso de Decca, la señal sería en forma de pulsos. Estos se usarían para obtener una posición aproximada mediante la misma técnica que Gee o LORAN, identificando positivamente la vía. El único problema desde el punto de vista del desarrollo sería seleccionar frecuencias que permitieran envolventes de pulso razonablemente precisas, manteniendo al mismo tiempo formas de onda medibles dentro de los pulsos, así como desarrollar pantallas capaces de mostrar tanto los pulsos en su conjunto como las ondas que contienen.

Estos conceptos llevaron a experimentos con LORAN de baja frecuencia en 1945, utilizando una frecuencia mucho menor de 180  kHz. Se instaló un sistema con tres transmisores en la costa este de EE. UU. utilizando antenas largas sostenidas por globos. Los experimentos demostraron que la imprecisión inherente al diseño al trabajar a frecuencias tan bajas era simplemente demasiado grande para ser útil; los factores operativos introdujeron errores que superaron las capacidades. No obstante, los tres transmisores se reinstalaron en el norte de Canadá y Alaska para experimentos en navegación polar, y funcionaron durante tres años hasta que se apagaron nuevamente en marzo de 1950. ^{[ 20 ]} Estos experimentos demostraron una precisión del orden de 0,15 microsegundos, o aproximadamente 50 metros (0,031 millas) , un gran avance con respecto a LORAN. El alcance máximo utilizable fue de 1000 millas (1600 km) por tierra y 1500 millas (2400 km) por mar. Utilizando la coincidencia de ciclos, el sistema demostró una precisión de 160 pies (49 m) a 750 millas (1210 km) . ^{[ 20 ]} Pero también se descubrió que el sistema era muy difícil de usar y las mediciones seguían estando sujetas a confusión sobre qué ciclos hacer coincidir. ^{[ 21 ]}    

Durante este mismo período, la USAAF se interesó en un sistema de muy alta precisión para bombardear objetivos puntuales. Raytheon ganó un contrato para desarrollar un sistema llamado "Cytac", que utilizaba las mismas técnicas básicas que LF LORAN, pero incluía una considerable automatización para gestionar la sincronización internamente sin intervención del operador. Esto resultó ser extremadamente exitoso, con pruebas que situaban a la aeronave a menos de 10 yardas del objetivo. A medida que la misión cambió del bombardeo táctico de corto alcance al lanzamiento nuclear sobre el polo, la recién formada Fuerza Aérea de los Estados Unidos perdió interés en el concepto. Sin embargo, continuaron experimentando con el equipo después de adaptarlo para que funcionara con frecuencias LF LORAN y renombrarlo "Cyclan", reduciendo la precisión en comparación con el original, pero proporcionando una precisión razonable del orden de una milla a distancias mucho mayores. ^{[ 2 ]}

La Armada también había estado experimentando con un concepto similar durante este período, pero utilizando un método diferente para extraer la sincronización. Este sistema, posteriormente conocido como Loran-B , tuvo problemas significativos (al igual que otro sistema de la Fuerza Aérea, Whyn, y un sistema británico similar, POPI ). ^{[ 22 ]} En 1953, la Armada se hizo cargo del sistema Cyclan y comenzó una amplia serie de estudios que abarcaron lugares tan lejanos como Brasil, demostrando una precisión de aproximadamente 100 metros (330 pies) . El sistema fue declarado operativo en 1957, y las operaciones de LORAN y Cyclan fueron transferidas a la Guardia Costera de los Estados Unidos en 1958. ^{[ 19 ]} En ese momento, el LORAN original se convirtió en Loran-A ^{[ 23 ]} o LORAN estándar , ^{[ 24 ]} y el nuevo sistema se convirtió en Loran-C . ^{[ c ]} 

A pesar de la mayor precisión y facilidad de uso del Loran-C, el Loran-A siguió utilizándose ampliamente. Esto se debió principalmente a dos factores importantes. Primero, la electrónica necesaria para leer una señal Loran-C era compleja y, en la época de la electrónica basada en tubos, físicamente muy grande, generalmente frágil y costosa. Además, a medida que los buques y aeronaves militares migraron del Loran-A al Loran-C, los receptores más antiguos quedaron obsoletos. Estas unidades más antiguas fueron adquiridas rápidamente por pescadores comerciales y otros usuarios, lo que mantuvo su uso generalizado. ^{[ 25 ]}

El sistema Loran-A siguió mejorando a medida que los receptores se transistorizaban y luego se automatizaban mediante sistemas basados ​​en microcontroladores que decodificaban la ubicación automáticamente. A principios de la década de 1970, estas unidades eran relativamente comunes, aunque seguían siendo relativamente caras en comparación con dispositivos como los radiogoniómetros . La mejora de la electrónica durante este período fue tan rápida que en pocos años estuvieron disponibles unidades Loran-C de tamaño y coste similares. Esto llevó a la decisión de abrir el uso civil del Loran-C en 1974. ^{[ 26 ]}

A finales de la década de 1970, la Guardia Costera estaba en pleno proceso de desmantelamiento de Loran-A en favor de cadenas adicionales de Loran-C. Las cadenas de Aleutianas y Hawái se desactivaron el 1 de julio de 1979, las restantes de Alaska y la Costa Oeste el 31 de diciembre de 1979, seguidas por los transmisores del Atlántico y el Caribe el 31 de diciembre de 1980. ^{[ 27 ]} Varias cadenas extranjeras tanto en el Pacífico como en el Atlántico siguieron el mismo camino, y para 1985 la mayoría de las cadenas originales ya no estaban operativas. Los sistemas japoneses permanecieron en el aire durante más tiempo, hasta 1991, dando servicio a su flota pesquera. Los sistemas chinos estuvieron activos hasta la década de 1990 antes de ser reemplazados por sistemas más modernos, y sus nueve cadenas todavía figuraban como activas en el Volumen 6 (edición de 2000) de la Lista de Señales de Radio del Almirantazgo .

Los sistemas de navegación hiperbólica se pueden dividir en dos clases principales: aquellos que calculan la diferencia de tiempo entre dos pulsos de radio y aquellos que comparan la diferencia de fase entre dos señales continuas. Para ilustrar el concepto básico, esta sección considerará únicamente el método de pulsos.

Consideremos dos transmisores de radio ubicados a una distancia de 300 kilómetros (190 millas) entre sí, lo que significa que la señal de radio de uno tardará 1 milisegundo en llegar al otro. Una de estas estaciones está equipada con un reloj electrónico que envía periódicamente una señal de activación. Cuando se envía la señal, esta estación, la "primaria", emite su transmisión. 1 ms después, esa señal llega a la segunda estación, la "secundaria". Esta estación está equipada con un receptor, y cuando detecta la llegada de la señal de la primaria, activa su propio transmisor. Esto garantiza que la primaria y la secundaria envíen señales con una diferencia exacta de 1 ms, sin que la secundaria necesite un temporizador preciso propio ni sincronizar su reloj con el de la primaria. En la práctica, se añade un tiempo fijo para compensar los retrasos en la electrónica del receptor. ^{[ 28 ]}    

Un receptor que escucha estas señales y las visualiza en un osciloscopio verá una serie de "pulsos" en la pantalla. Midiendo la distancia entre ellos, se puede calcular el retardo entre las dos señales. Por ejemplo, un receptor podría medir la distancia entre los dos pulsos para representar un retardo de 0,5  ms. Esto implica que la diferencia de distancia a las dos estaciones es de 150  km. Existe un número infinito de ubicaciones donde se podría medir ese retardo: a 75  km de una estación y a 225 km de la otra, a 150  km de una y a 300 km de la otra, y así sucesivamente. ^{[ 28 ]}

Cuando se representa en un gráfico, el conjunto de ubicaciones posibles para cualquier diferencia de tiempo dada forma una curva hiperbólica. El conjunto de curvas para todos los posibles retrasos medidos forma un conjunto de líneas radiales curvas, centradas en la línea entre las dos estaciones, conocida como la "línea base". ^{[ 28 ]} Para obtener una posición, el receptor toma dos mediciones basadas en dos pares primario/secundario diferentes. Las intersecciones de los dos conjuntos de curvas normalmente dan como resultado dos ubicaciones posibles. Utilizando algún otro método de navegación, por ejemplo, la navegación a estima , se puede descartar una de estas posiciones posibles, proporcionando así una posición exacta. ^{[ 29 ]}

Las estaciones LORAN se construían en cadenas, una primaria y dos secundarias (algunas cadenas estaban constituidas por hasta cinco estaciones como mínimo), separadas normalmente por unos 970 km (600 millas ) . Cada par transmitía en una de cuatro frecuencias: 1,75, 1,85, 1,9 o 1,95 MHz, además de la frecuencia no utilizada de 7,5 MHz. ^{[ d ]} En cualquier ubicación, era común poder recibir más de tres estaciones a la vez, por lo que se necesitaba algún otro método para identificar los pares. LORAN adoptó el uso de la variación de la frecuencia de repetición de pulsos (PRF) para esta tarea, con cada estación enviando una secuencia de 40 pulsos a 33,3 o 25 pulsos por segundo. ^{[ 10 ]}   

Las estaciones se identificaban con un código simple: un número que indicaba la banda de frecuencia, una letra para la frecuencia de repetición de pulsos y un número para la estación dentro de la cadena. Por ejemplo, las tres estaciones en las Islas Hawaianas estaban organizadas en dos pares 2L 0 y 2L 1. Esto indicaba que estaban en el canal 2 (1,85  MHz), usaban la frecuencia de repetición "baja" (25 Hz) y que dos de las estaciones estaban en la frecuencia de repetición base, mientras que las otras dos (la estación principal y la tercera) usaban la frecuencia de repetición 1. ^{[ 30 ]} La PRF podía ajustarse de 25 a 25 y 7/16 para Baja, y de 33 1/3 a 34 1/9 para Alta. Este sistema compartía la torre central, que transmitía en ambas frecuencias. ^{[ 31 ]}

En el caso de Gee, las señales iban directamente del transmisor al receptor, produciendo una señal limpia y fácil de interpretar. Si se mostraba en una sola traza del tubo de rayos catódicos (TRC), el operador veía una serie de "pulsos" agudos: primero el primario, luego uno de los secundarios, de nuevo el primario y, finalmente, el otro secundario. Los TRC de Gee estaban diseñados para mostrar dos trazas, y ajustando varios circuitos de retardo, el operador podía hacer que la primera señal primaria-secundaria apareciera en la pantalla superior y la segunda en la inferior. De esta forma, podía medir ambos retardos simultáneamente. ^{[ 10 ]}

En comparación, LORAN fue diseñado deliberadamente para permitir el uso de ondas ionosféricas, y la señal recibida resultante era mucho más compleja. La onda terrestre se mantenía bastante nítida, pero solo podía recibirse a distancias cortas y se utilizaba principalmente durante el día. Por la noche, se podían recibir hasta treinta ondas ionosféricas diferentes de un solo transmisor, a menudo superpuestas en el tiempo, creando un patrón de retorno complejo. Dado que el patrón dependía de las condiciones atmosféricas entre el transmisor y el receptor, el patrón recibido era diferente para las dos estaciones. Se podía recibir una onda ionosférica de dos rebotes de una estación al mismo tiempo que una onda de tres rebotes de otra, lo que dificultaba bastante la interpretación de la pantalla. ^{[ 14 ]}

Aunque LORAN utilizó deliberadamente la misma pantalla que Gee para compartir equipos, las señales eran mucho más largas y complejas que las de Gee, por lo que la medición directa de ambas señales era simplemente imposible. Incluso la señal inicial de la estación primaria se extendía en el tiempo, siendo la señal inicial de onda terrestre nítida (si se recibía), mientras que las recepciones de onda ionosférica podían aparecer en cualquier parte de la pantalla. Por consiguiente, el operador de LORAN ajustaba los retardos para que la señal primaria apareciera en una traza y la secundaria en la segunda, lo que permitía comparar los patrones complejos. Esto significaba que solo se podía realizar una medición primaria/secundaria a la vez; para obtener una "posición", era necesario repetir todo el procedimiento de medición una segunda vez utilizando un conjunto diferente de estaciones. Los tiempos de medición típicos eran del orden de tres a cinco minutos, lo que obligaba al navegante a tener en cuenta el movimiento del vehículo durante ese tiempo. ^{[ 10 ] [ 32 ]}

La unidad receptora aerotransportada original era la AN/APN-4 de 1943. Era físicamente idéntica al conjunto Gee de dos piezas del Reino Unido y se podía intercambiar fácilmente con estas unidades. La unidad principal con la pantalla también albergaba la mayoría de los controles. El funcionamiento general comenzaba seleccionando una de las nueve estaciones, etiquetadas del 0 al 8, y ajustando la velocidad de barrido a 1, la configuración más baja. El operador utilizaba entonces los controles de intensidad y enfoque para ajustar con precisión la señal y obtener una visualización nítida. ^{[ 33 ]}

A la velocidad de barrido más baja, el sistema también producía una señal local que se introducía en la pantalla y generaba un "pedestal" bien definido, una forma rectangular que se mostraba a lo largo de las dos trazas. ^{[ e ]} La señal amplificada de las estaciones también aparecía en la pantalla, altamente comprimida en el tiempo, de modo que se mostraba como una serie de picos agudos (blips). A medida que la señal se repetía, estos picos aparecían muchas veces a lo ancho de la pantalla. Dado que la pantalla estaba configurada para barrer a la frecuencia de repetición de pulsos del par de estaciones seleccionado, otras estaciones en el área, a diferentes frecuencias de repetición, se desplazaban por la pantalla mientras que la seleccionada permanecía estacionaria. ^{[ 34 ]}

Utilizando el interruptor "izquierda-derecha", el operador movía el pedestal superior hasta que uno de los picos de la señal quedaba centrado en él, y luego movía el pedestal de la traza inferior para centrar una segunda señal usando los controles de retardo grueso y fino. Una vez hecho esto, el sistema se configuraba a velocidad de barrido 2, lo que aceleraba las trazas de modo que la sección delimitada por los pedestales llenara toda la traza. Este proceso se repetía a velocidad de barrido 3, momento en el que solo una parte seleccionada de la señal era visible en la pantalla. Al cambiar a velocidad de barrido 4, no se modificaba la temporización, sino que se superponían las señales en una sola traza para poder realizar el ajuste final, utilizando los controles de ganancia y balance del amplificador. El objetivo era alinear perfectamente las dos trazas. ^{[ 35 ]}

En ese momento, comienza la medición. El operador cambia a la velocidad de barrido 5, que regresa a una pantalla con dos trazas separadas, con las señales invertidas y funcionando a una velocidad de barrido menor para que aparezcan múltiples repeticiones de la señal en las trazas. Mezclada con la señal hay una escala electrónica producida en un generador de base de tiempo , lo que hace que aparezca una serie de pequeños puntos sobre las señales originales ahora invertidas. En el ajuste 5, los puntos en la escala representan diferencias de 10 microsegundos, y el operador mide la distancia entre posiciones. Esto se repite para el ajuste 6 a 50 microsegundos, y nuevamente en el ajuste 7 a 500 microsegundos. La diferencia medida en cada uno de estos ajustes se suma para producir el retardo total entre las dos señales. ^{[ 35 ]} Todo este procedimiento se repitió luego para un segundo conjunto primario-secundario, a menudo el segundo conjunto de la misma cadena, pero no siempre.

Las unidades receptoras mejoraron enormemente con el tiempo. El AN/APN-4 fue rápidamente reemplazado por el AN/APN-9 de 1945, una unidad todo en uno que combinaba el receptor y la pantalla con un peso mucho menor. ^{[ 3 ]}

Durante el día, la ionosfera refleja débilmente las señales de onda corta, y LORAN era utilizable a 500–700 millas náuticas (930–1300 km) mediante las ondas terrestres. Por la noche, estas señales se suprimían y el alcance se reducía a 350–500 millas náuticas (650–930 km) . Por la noche, las ondas ionosféricas resultaban útiles para las mediciones, lo que extendía el alcance efectivo a 1200–1400 millas náuticas (2200–2600 km) . ^{[ 32 ]}   

A largas distancias, las líneas hiperbólicas se aproximan a líneas rectas que irradian desde el centro de la línea base. Al considerar dos señales de este tipo provenientes de una misma cadena, el patrón de líneas resultante se vuelve cada vez más paralelo a medida que la distancia de la línea base disminuye en comparación con el alcance. Por lo tanto, a distancias cortas, las líneas se cruzan en ángulos cercanos a los 90  grados, y este ángulo disminuye progresivamente con el alcance. Dado que la precisión de la determinación de la posición depende del ángulo de cruce, todos los sistemas de navegación hiperbólica se vuelven cada vez más imprecisos a medida que aumenta el alcance. ^{[ 36 ]}

Además, la compleja serie de señales recibidas dificultó considerablemente la lectura de la señal LORAN, lo que requirió cierta interpretación. La precisión dependía más de la calidad de la señal y la experiencia del operador que de cualquier límite fundamental del equipo o de las señales. La única forma de expresar la precisión era medirla en la práctica; la precisión promedio en la ruta de Japón a Tinian, una distancia de 1400 millas (2300 km) , fue de 28 millas (45 km) , el 2 % del alcance. ^{[ 3 ]}  

AT LORAN, acrónimo de "Air Transportable" (transportable por aire), era un transmisor LORAN ligero que podía instalarse rápidamente a medida que avanzaba el frente. Su funcionamiento era idéntico al del sistema LORAN "normal", pero a menudo se asumía que no habría cartas náuticas disponibles y que habría que prepararlas sobre el terreno. El sistema LORAN móvil era otro sistema ligero, montado sobre camiones. ^{[ 30 ]}