2008年4月2日，托馬斯·漢森(Thomas Hanson)在鮑戴特遠端導航站(Baudette)度過了最後的時光，過去11年裡，他一直把這裡稱為家。漢森還有幾個月就退休了，他的一半職業生涯都是在這樣一個孤立的遠端導航站度過的。照片由PA3威廉·米切爾拍攝。
人工智能驅動的業餘無線電能重建Loran-C嗎?
文：約翰·康拉德 K5HIP (gCaptain)
Loran-C是一種非常可靠和準确的模拟地面導航系統，由美國海岸警衛隊操作。盡管它的性能令人印象深刻，但它也有一些缺點，例如覆寫範圍有限，昂貴的基礎設施需求，以及需要在偏遠地區維持大量無線電台。現在考慮到GPS幹擾和黑客入侵我們是否應該考慮重建美國曾經強大的Loran-C站系統?
在2010年退役之前，當時的uscg指揮官薩德·艾倫(Thad Allen)建議将系統更新為E-Loran，這是Loran-C的數字化和自動化版本，将提供更高的精度和抗幹擾能力以及其他形式的幹擾。然而，由于五角大樓不擔心與中國的潛在技術或太空戰争，以及當時俄羅斯黑客的弱點，國會沒有為該提案提供資金，舊的Loran-C空間站也被取消了服務。為了實作未來的更新，整個Loran-C站網絡将需要重建。
包括英國和俄羅斯在内的幾個國家繼續投資開發E-Loran系統。然而，盡管E-Loran有潛在的好處，但它并沒有被廣泛采用，目前也沒有被用作GPS的備份。
對E-Loran的緻命打擊來自于矽谷的完全缺乏興趣。2010年，在Uber這樣的人群共享網絡出現之前，矽谷人更喜歡比特而不是原子，而且大多數人不相信像手機這樣的小裝置——工作在非常短波長的無線電頻率上——可以處理像Loran這樣的高頻無線電系統的大波長傳輸。
阿拉斯加州克拉倫斯港——位于克拉倫斯港的1350英尺高的遠端導航塔将于2010年4月28日星期三被拆除，成為美國最高的建築。2010年2月8日，克拉倫斯港羅蘭站停止發射羅蘭信号。海岸警衛隊三等士官沃爾特·希恩拍攝的照片
然而今天，高頻晶片無處不在——你可以用亞馬遜30美元的加密狗解碼高頻導航信号和DSD信号——E-Loran的好處可能是巨大的。有什麼好處嗎?首先也是最重要的是滲透。現在的手機使用先進的處理和信号智能來增強GPS，當你進入停車場、建築物，甚至在茂密的樹葉中遠足時，手機都能提供位置資訊。這是必需的，因為GPS信号使用的是短波，不能很好地穿透建築物。羅蘭信号——其波長大，可以傳播很遠——就是這樣。
Loran-C有什麼好?
與GPS相比，Loran-C的一些優勢是：
高緯度地區性能更好:由于衛星軌道的幾何形狀，GPS信号在高緯度地區可能會顯著退化。相比之下，Loran-C信号不受衛星軌道的影響，可以在高緯度地區提供準确的導航資訊。随着北極安全問題成為當務之急，這一點越來越重要。
為近程導航提供更高的精度：Loran-C最初是為近程導航設計的，它可以在高達1000海裡的距離上提供比GPS更高的精度。
更強的抗幹擾性：GPS信号必須使用太陽能電池闆，隻能為容易受到有意或無意幹擾(如幹擾或欺騙)的微弱信号供電。羅蘭- c信号可以使用數百瓦的功率，不太容易受到幹擾或欺騙，是以在某些情況下更可靠。
備份系統的可用性：Loran-C具有備援系統，可以在GPS中斷或故障的情況下提供備份導航資訊。
作為一個地面系統，它可以在與俄羅斯這樣擁有太空裝備的對手發生沖突時得到更好的防禦和修複。
在美國，國土安全部(DHS)于2008年對建立E-Loran系統作為GPS備份的可行性進行了研究。這項研究的結論是，E-Loran作為備用系統具有巨大的潛力，但該系統的實施将需要私營部門的大量投資和支援。盡管這項研究的結果很有希望，但由于預算限制和私營部門缺乏興趣，E-Loran系統并沒有作為GPS的備份在美國實施。
Loran-C系統能被重建嗎?
2月8日，海岸警衛隊司令薩德·艾倫上将、喬治·漢密爾頓和傑克·阿納斯塔西娅(從左到右)關閉衰減器盒上的開關，以減少LORAN支援部隊Wildwood的遠端導航輔助裝置(LORAN- c)信号。海岸警衛隊在24個站點中的19個站點終止了Loran-C信号。(美國海岸警衛隊圖檔/首席準尉維羅妮卡·班德羅斯基)
随着俄羅斯和中國等精通太空的對手變得越來越咄咄逼人，美國國防部已經開始重新投資于高頻通信系統。雖然美國海軍和美國海岸警衛隊對地面無線電的興趣仍然有限，但美國空軍正在大力投資“舊”無線電系統。就在去年，美國空軍與BAE系統公司(BAE Systems)合作，向業餘無線電制造商FlexRadio授予了一份價值1.76億美元的合同，為其飛機的駕駛艙提供高頻無線電裝置。烏克蘭也在使用業餘無線電在進行通信。舊的東西又變成了新的東西，但是重建整個Loran-C系統需要購買土地，運作數百萬英裡的電纜，安裝新的無線電基礎設施，以及教育訓練操作和維護系統的人員。這一成本将遠遠超過美國空軍在HF上投資的幾億美元。
Loran-C系統可以在人口密集地區用現有基礎設施重建，但覆寫範圍有限。那麼有沒有更好的辦法呢?
業餘無線電FT8
FT8是業餘無線電愛好者使用的一種數字通信模式，用于進行遠距離無線電聯系。它是由諾貝爾獎得主實體學家Joe Taylor (K1JT)和業餘無線電愛好者Steve Franke (K9AN)開發的，作為WSJT-X軟體套件的一部分，用于業餘無線電通信。
FT8是為微弱信号通信而設計的，特别适用于在傳播條件差的情況下進行通聯，例如在太陽活動減弱或大氣噪聲較高的時候。該模式使用網際網路同步時鐘進行15秒的固定長度傳輸，在此期間傳輸分布在多個子載波上，提供了高度的糾錯。
FT8的特點是其高度自動化的操作，操作人員隻需選擇一個頻率，設定發射功率，然後讓軟體處理其餘的工作。軟體在兩個工作站之間進行資訊交換，操作員收到成功聯系的确認。
FT8在業餘無線電愛好者中廣受歡迎，因為它易于使用，糾錯程度高，并且能夠在較差的傳播條件下進行遠距離聯系。通常用于高頻波段的6米、2米、70厘米等弱信号數字模式。今天，成千上萬的電台從世界各地的固定電台傳輸時間同步的FT8信号，這些信号可以覆寫地球的每個角落。
不要建構，Crowd Source
即使是對美國國防部或北約這樣資金最雄厚的國防組織來說，建造一個新的E-Loran系統可能也太昂貴了，但是，随着業餘無線電愛好者已經從固定的發射地點發射精确的時間同步高頻信号，已經有可能對一個位置進行三角定位。問題是噪音。這些業餘無線電愛好者的時鐘是否完全同步?他們都是從指定地點發送信号的嗎?如果一個業餘無線電愛好者移動了，沒有向FCC更新他的位置，或者在移動RV或船上操作FT8，該怎麼辦?
這就是人工智能可以提供幫助的地方。人工智能有可能注意到系統中的不準确性。它可以在很長一段時間内監測台站，并根據它們的準确性和信号強度對它們進行評級。它可以标記和删除錯誤的信号。當然，這一切都需要強大的處理能力，但每一部iPhone都比GPS發明時的任何超級計算機更強大。
程式設計也将是一個挑戰，但有了像喬·泰勒博士這樣的諾貝爾獎得主、智能Hams、FlexRadio和Elecraft這樣的裝置制造商、蘋果公司、谷歌Oceans和國防部的資助，應該有可能将該系統用于導航目的，并為GPS提供備援備份，同時為我們的手機提供更好的位置覆寫。
結論
總之，重建Loran-C系統是一項可行的努力，盡管這将需要大量的投資、時間和專業知識。然而，這并不是一項不可逾越的任務，考慮到當今最流行和最具革命性的船舶位置跟蹤技術——基于網絡的AIS系統，如海洋交通系統——已經在世界各地使用了無線無線電接收站，并已被證明是航運業的可靠和寶貴的資産。像E-Loran這樣的基于無線電的導航系統需要有許可和監管的無線電發射機，但幸運的是，在每個大陸上，成千上萬的這樣的電台已經在運作FT8，這使得衆包HF導航替代GPS成為可能，進而消除了USCG擷取土地和維護電台的需要。如果現有裝置不夠精确，美國海軍和USCG可以幫助FlexRadio開發新的業餘無線電硬體。
至少理論上是這樣。
source: gcaptain.com