航海雷达与arpa(粗稿)

航海雷达与ARPAXiong lei 2008.3.20*1第一章 基本工作原课l第一节 测距测方位基本原理l1测距la）l其中；S：同标和本船距离; t1 ：发射时刻; t2 ：接收时刻 C：电波速度lb）利用电磁波特性：l1）.直接传播（微波波段）l2）.匀速传播（同一媒质中）lc）扫描和发射要同时进行，脉中重复周期与量程的关系：l2测向l天线为定向天线，只向一个方向发射，l也只接收这个方向的目标回波。l天波与显示器扫描线同步转动Date2第二节 基本组成及各部分作用l1）触发电路：每隔一段时产生一个尖脉冲，l送到发射机、接收机、显示器三部分，l使它们同步工作。l（相当于定时器或时钟电路）l2）发 射 机：触发脉冲到来后，l立刻产生一个大功率，超高频，l具有一定宽度的脉冲包络射频信号。l3）发收开关：发射时；将发射机l与天线接通，并将天线与接收机断开。l接收时；将发射机与天线断开，l并将天线与接收机接通。l4）天 线：把发射机送来的微波l能量聚成细束朝一个方向发射出去，l同时只接收从该方向反射的回波。l5）接 收 机：将天线送来的回波信号l进行混频，放大，检波处理。l6）显 示 器：在屏上扫描出一条径向l亮线，用来显示目标的距离，该扫描l亮线随天线同步转动，用来显示目标l的方位天 线显示器触发电路接收机方位信号收发开关发射机雷 达 电 源船电触发电路输 出发射机输出接收机输入接收机输出显示器扫描示意Date3第二章 船用雷达设备l第一节 中频电源设备l1中频逆变器l1）：基本原理及组成：l起动器、整流器、调压器三者船电变成适当的直流电加到功放；功放则把方波产生器送 来的振荡信号放大整理为雷达中频电；保护电路则为各部分提供过流、过压、过荷保护 。l2）：使用注意事项及工作状态判断：l不可切断任何闭合回路，否则易损坏电源或雷达。注意分清浮动零电位和机壳零电位 。l正常工作时，振荡清晰均匀。发出时断时续的叫声，说明可能过荷。 起动器保护电路功放中频电源整流器调压器方波产生器控制频率控制功率船电Date42中频变流机组l1）基本原理及组成：l电动机带动发电机转动，使发出的电的频率和电压值，恰为雷达中频电源所 需的值。（电动机转速决定f，见中心图）l控制电路则对发电机发出的电的频率和电压进行调整，并提供各类保护（过 压，过流等）。（电源均含此部分，作用同逆变器，不叙，中心图：控制电 路） l2）保养： l油脂硬化或变暗，应马上更换（轴承润滑油脂）。（见电动发电机组，所 有转轴部分涂油脂） l每月清洁电动机整流子，碳刷长度船首向右舷左舷；特点 ：费时间，录取速度慢。 2）：目标检测： 在杂波背景中，判断目标是否存在，MOON判据（M/N）准则 N：探测次数，M积累次数 如：M/N=6/8 在连续8次探测中出现回波的次数为6次。 3）：自动录取 排队控制；按目标距离，方位及发现时间 编码从而使之有序地进入计算机 辅助控制：在排队控制处输入辅助 控制使数据有序进入计算机， 提高录取的目的性。Date63辅助控制的几种方法： 设置伏失区，如图I区II区III区 设置电制区，ARPA拒绝录取区如，陆地、岛屿 设置井成圈，对闯入成圈的目标报井（已在圈内的目标不报井， 也不录取） 自动录取的缺点，造成虚假录取。必须有人工录，清除功能 IMO规定： 只有人工录取功能的ARPA，录取目标总数=10 具有自动人工录取功能的ARPA，录取目标总数=20 录取跟踪，受最大作用距离， 最小作用距离，最大速度限制。 4）：录取满了已后，应清除一个 不太危险的目标，才能再录取一个。 波门设置，初始录取目标时， 用大波门，初始建立跟踪后用 中波门，进入稳跟踪后用小波门。I限制区IIIIIII井成圈 闯八春报井并 录取伏先区IIIIIIDate645）：自动跟踪的局限性。 目标丢失111进入阴形区海浪 和目标合成的回波目标快速机动目标变弱机内特大误差起始情况不 明故用大波门，以后可减小之大、中、小波门 目标变弱（易于噪声混淆） 杂波干扰（杂波目标叠合） 目标快速机动 机内特大误差 进期井区111进入阴形区海浪和目标合成 的回波目标变弱机内特大误差起始情况不明故用 大波门，以后可减 小之大、中、小波 门目标快速机动Date656）：误跟踪二个或二个以上的目标同时落入一个跟踪波门，从而引起跟踪 错误的现象。 7）：误跟踪种类 二个同向行驶的目标 二个被跟踪的目标对驶靠近 被跟踪目标靠近岸边，则误跟踪到陆地 拒绝人工录取正在逼近另一个 已被跟踪目标的目标 二个被跟踪目标靠近， ARPA停止跟踪， 让波门滑行，直到二者分开 跟踪门波内出现2个目标， 只跟踪最接近波门中心的目标 3）漏井，雷达有，ARPA没有。 4）最大跟踪距离， 手动服消，不报警××× × ×× ××BA×× × ×正常误跟踪××××交换××××××正常停止跟踪二 波门滑行只跟踪最接近波门 中心的目标（原来 最接近）拒绝录取逼近 已录取A目标 的B目标Date66第三节 碰撞危险判断l 相对矢量：方向表示相对航向，长度表示航程， 起 l 点表 示起始位置，终点表示预测到达位置l1） 矢量 真矢量：方向表示真航向，长度表示航程，起 点表 l 示次位置，终点表示预测到达位置（被录取后1 分 l 钟，已矢量） l PPC； 可能碰撞点 l2）PPC均产生在V目标真知道量上，VR上不产生PPC。 l3） PPC；描述磁撞可靠性差，对碰撞应以区域描述为 l 好，PAD是连PPC基本上产生的六角形危险碰撞区 l （Spern/公司专利） l PAD也产生在V目标真矢量上，VR上不产生 PAD区 l4）PPC、PAD形成条件为：在本船保速改向，目标船保 速保向则须三分钟后。破坏这一前提，如本船改速，或目标 船改速/向，则须三分钟后出现新的PPC，PAD区。 l一般地：目标录取后：1分钟之后出现目标矢量，3分钟后出 现PAD区IMO规定；尾迹为8分钟对应4个点。 Date675）关于PAD讨论： PAD=PPC+minCPA+矢量 余量与计算误差和船舶尺度有关，余量=300（码）=270（米） 另外：PPC在PAD的长轴上，但不一定是PAD的几何中心。 PAD的大注，形状，位置与minCPA，二船速度比，二船相对位置 ，目标船反舷角有关 PAD在狭水道，画面不清 经过进一步分析，有结论如下：本船航速， 目标真矢量， ：反舷角 杂题：海稳输入对水速度，地稳对地速度Date68第四节 显示方式恶化恶化缓和航向NDate69以上显示方式可以作任意组合，共可组成12种方式 1）大洋航行，单目标避碰为主狭水道 人工捕捉 选R·M，R·V，CU模式 2）狭水道航行，定位及多目标避让为主 选T·M，T·V，NU模式（1）便于和海图对照。矢量型狭水道 PAD型大洋画面清晰，改向试纵得安全航向直观得安全航方向 多时画面不清晰 （2）有利于做正确避让决策因为目标矢量不随本船转向而变化，不 象右图的相对矢量随本向转向而变化l 航向Date70l第五节 自动报警与系统测试 l1设备报井 l1）电源故障报井，2）诊断程序自检报警，3）数据显示器故 障报井 l4）PPI显示器故障报井 l2工作报井 l1）目标的CPA，TCPA违反安全判据（minCPA， minTCPA）报井 l2）目标闯入井成圈报井l3）目标丢失报井 l4）目标航迹变化报井 l5）录取总数超过额定数报井 l6）错误操作报井 l7）其他报井 l3报警方式：1）视觉报井，2）听觉报井，3）符号闪烁报 井，4）数字显示报井Date71第六节 试操船 1试操船定义：人工输入摸拟航向航速，如果碰撞危险报警解除， 则人工输入的航向航速为安全航向航速，ARPA的这一功能称为“试 操船”。2试操船方法： l1）R·M，R·V模式l改速改向，使R·V延长线不和minCPA相交。则产生这一效果的新航速或航向为安全航速航向 Date722）R·M，T·V模式 模拟改速改向，使PPC不出现在本船首线上或首线附近。 3）PAD型RPA试操 改向或变速使首线与目标PAD区不相交l试操船显示特征l1）显示T，TRIA2，SIM字符，表示正在试操。l2）模拟试操画面只保留30（S）l3）试操过程中，ARPA不中断对所有已跟踪目标的跟踪，计 算，报井等工作。 New ppcNew VtCouvsenewcDate73第九节 ARPA的优点和缺点 l1ARPA系统的局限性l1）传感器的局限性l2）自动检测局限性l3）录取的局限性l4）跟踪的局限性la)跟踪可靠性限制；10次天线连续扫描，至少有5次OT在屏上见到 。 lb)跟踪容量的限制lc)跟踪目标距离及速度限制ld)跟踪处课延时le)报井的局限性lf)安全判据的局限性l预置minCPA, Tnin TOPA的依据：l海域开阔程度，船的密度，船行态势l本船操纵过生，冲往装满载等l另外考虑驾驶员的船艺水平 lF1)未考虑目标船相对位置，态势角的差别所代表的影响。lF2)TOPA的局限性。lF3)minCPA，minTOPA与海上避碰规则的关系没有考虑。 Date74Date75Date76Date77Date78Date79Date80Date81Date82