Судовой радар


 

С момента появления первых радиолокационных станций (РЛС) прошло уже более полувека. Всё началось с того, что Великобритании в целях оповещения своих граждан о налётах немецкой авиации для предотвращения многочисленных жертв в годы второй мировой войны потребовалось  разработать систему обнаружения самолетов противника. В результате по береговому периметру были установлены громоздкие радарные установки. После войны уже не только военная, но и гражданская авиация, флот и космическая промышленность испытали острую необходимость в оснащении различных объектов радиолокационными установками и станциями. С тех пор судовые РЛС подверглись многократным модернизациям. Технический прогресс сделал своё дело: дисплеи радаров изменились от мониторов с лучевой трубкой до оснащенных LCD экраном, а сам приемо-передающий блок принял наиболее минимизированный вид.

Судовые РЛС сегодня

В настоящее время практически все морские суда имеют в своем арсенале радиолокационную станцию, которую по-простому называют РЛС или радар.


большому счету судовые РЛС предназначены для безопасности плавания. Их задача обнаружить любой надводный объект, а также берег в любых погодных условиях и избежать столкновения с ним. В условиях ограниченной видимости (ночь, туман, шторм) радиолокационная станция помогает продолжать безопасный ход судна. Поэтому судовые РЛС пользуются большим спросом у судовладельцев. На мировом рынке существует много производителей радиолокационных станций, но есть компании, которые производят профессиональное оборудование, которое отличает высокое качество морских радаров, к ним относятся: FURUNO, JRC, SAMYUNG. Многие компании выпускают отдельно радарные антенны, которые можно соединить с помощью специального кабеля с другими приборами (многофункциональные дисплеи, картплоттеры, картплоттеры-эхолоты) этого же производителя. Дальность действия морских радаров зависит от мощности излучателя (антенны).

Судовые РЛС: принцип действия

В основе работы судовой РЛС лежит явление эха. Передающее устройство радиолокационной станции производит мощные высокочастотные радиоимпульсы, которые узким лучом распространяются во все стороны, то есть на 360 градусов. За счет этого на экране дисплея радиолокационной станции отображается вся обстановка вокруг на таком расстоянии, которое позволяет охватить мощность передатчика. Если радиоимпульс встречает на своем пути припятствие (судно, берег), то он отражается и возвращается в виде эхо-сигнала на приемник антенны.


ленг или курсовой угол объекта, от которого отразился радиоимпульс, определяется направлением вернувшегося эхо-сигнала. Расстояние до объекта рассчитывается временем, которое прошло с момента посыла до возврата радиоимпульса. Приемник преобразует принятые эхо-сигналы и передает их на дисплей, в результате на экране появляется картинка с святящимися пятнами (суда, маяки) или волнистой линией (береговая полоса). Святящаяся точка в центре дисплея – судно, на котором и установлена радиолокационная станция. Расстояния до обнаруженных объектов определяется по светящимся кольцам на экране дисплея морского радара. 

Судовая РЛС — гарантия безопасного судоходства на море и реке.

Источник: www.nav-tech.ru

Судовой радар


  • Принцип работы радиолокатора
  • Основные характеристики радаров
  • Интегральные навигационные системы
  • При плавании в условиях ограниченной видимости – ночью, в тумане, в дожде – существует реальная опасность столкновения с судном или каким-либо надводным препятствием. Для обеспечения безопасности плавания в таких условиях на судах используются специальные приборы – радиолокаторы или, по-английски, радары (аббревиатура фразы «Radio Detecting and Ranging – радиообнаружение и измерение дальности»).

    Радиолокаторы впервые появились на судах и военных кораблях и в годы Второй Мировой войны и первоначально использовались для обнаружения воздушных и надводных целей. Обладая высокими по тем временам возможностями, они, тем не менее, оказались не востребованными гражданским флотом – громоздкие и недостаточно надежные, они занимали слишком много места на транспортных и пассажирских судах и, главное, требовали для их эксплуатации достаточно большого количества специально обученного персонала.

    Окончательно судовой радиолокатор прописался в ходовой рубке гражданских судов после освоения диапазона волн длиной 3 см, применение которых позволило резко сократить размеры антенн и приемо-передающих устройств, и появления новых, надежных электронных компонентов, существенно повысивших надежность радара и предельно упростивших его эксплуатацию. Однако возможность их установки на относительно небольшие суда появилась лишь после широкого внедрения микроэлектроники, в первую очередь, твердотельных сверхвысокочастотных приборов, микропроцессоров и больших жидкокристаллических матриц (экранов), позволившим, в сочетании с современными методами обработки сигналов, получить компактные, надежные, экономичные и удобные в эксплуатации приборы.


    Прежде, чем переходить к конкретным приборам, кратко познакомимся с основными элементами и принципами работы радиолокатора.

    Любой радиолокатор имеет три основных элемента – антенну, приемопередатчик и дисплей (рис. 70). В современных судовых радарах два первых элемента, как правило, объединяются в отдельный модуль, обычно называемый сканером (от слова «сканировать» – просматривать, искать).

    При работе вращающаяся в горизонтальной плоскости антенна радара (рис. 71) излучает вырабатываемые передатчиком короткие высокочастотные импульсы (т.н. «зондирующие импульсы») и принимает отраженные от различных объектов сигналы. Приемник выделяет отраженные сигналы из шумов и передает их на дисплей, в котором осуществляется их усиление, выделение из различных помех (шумов) и отображение окружающего пространства на экране индикатора кругового обзора. Наблюдая на экране радиолокационную обстановку вокруг судна, оператор производит визуальное обнаружение целей (под целью в радиолокации понимается любой обнаруженный радаром объект), измерение их дальности и азимута относительно судна и управление работой радара.


    Судовой радар

    Рис. 70. Состав судового радиолокатора

    Судовой радар

    Рис. 71. Принцип действия судового радиолокатора

    Функциональные возможности радиолокатора определяются рядом характеристик, понимание которых позволяет сделать правильный выбор аппарата, в той или иной степени удовлетворяющего потребностям владельца судна. Познакомимся с некоторыми из них.

    Дальность действия

    Дальность действия радара, указываемая в его паспортных данных – это его важнейший, но далеко не однозначный показатель, и в реальных условиях дальность обнаружения различных целей не всегда будет совпадать с заявленной.

    Дальность обнаружения зависит от многих факторов – отражательной способности цели (характеризуемой т.н. ЭПР – эффективной поверхностью рассеяния), ее контрастностью по отношению к фону, высотой антенны и цели, состоянием атмосферы и моря. Поэтому, данная характеристика задается дифференцированно по типам целей и условиям работы радара. В соответствии с требованиями Международной Морской Организации IMO, при нормальных условиях распространения радиоволн, высоте установки антенны РЛС 15 м над уровнем воды и при отсутствии помех от моря, РЛС должна обеспечивать четкую индикацию:

    Береговой черты:


    при высоте берега до 60 м на расстоянии до 20 морских миль;

    –при высоте берега до 6 м на расстоянии до 7 морских миль.

    Надводных объектов:

    – судов валовой вместимостью 5000 т на расстоянии 7 морских миль независимо от ракурса;

    – небольшого судна длиной 10 м на расстоянии 3 морских мили;

    – объектов, аналогичных навигационному бую, имеющих ЭПР приблизительно 10 кв.м, на расстоянии 2 морских мили.

    Поскольку обнаружение целей возможно только при наличии прямой видимости, то, зная высоту установки антенны радара и ориентировочно высоту цели, можно определить предельную дальность обнаружения в километрах, пользуясь известным выражением:

    Судовой радар

    где h1 и h2 – высота установки антенны и высота цели над уровнем моря в метрах.

    Обычно в паспортных данных приводят максимальную (инструментальную) дальность, составляющую для большинства компактных яхтенных радаров 16–36 морских миль.

    В реальных условиях радиолокационное наблюдение ведется, как правило, на меньших расстояниях, определяемых потребностями судовождения. В этих случаях использование развертки экрана с максимальной дальностью нецелесообразно, т.к., это приводит к существенной перегруженности экрана и к уменьшению размеров цели, что затрудняет ее обнаружение. Поэтому, в радарах существует несколько так называемых шкал дальности – значений, в пределах которых может работать радар. Ниже приведен набор шкал дальности одного портативного радиолокатора:


    Дальность (миль)

    0,125 0,25 0,5 0,75 1,5 3,0 6,0 12 16

    Такое большое количество шкал позволяет получать общее представление об окружающем пространстве на больших расстояниях и получать детальное радиолокационное изображение на дальностях, наиболее важных для обеспечения безопасности плавания. Кроме того, в некоторых радарах имеется возможность выделения и просмотра в укрупненном масштабе отдельных участков окружающего пространства.

    Ошибки определения координат цели

    Для любого навигационного прибора, определяющего местоположение, важнейшим показателем является ошибка определения местоположения. Судовой радар определяет две координаты цели – дальность относительно антенны и направление (азимут) относительно линии направления (истинного, магнитного, направления движения). Ошибка определения расстояния портативных радаров обычно составляет (0,9–1)% от максимального значения используемой шкалы дальности, ошибка определения направления – ±1°.

    Скорость вращения антенны

    Этот параметр определяет скорость обновления информации на экране радара и особенно важен при управлении скоростными судами. Скорости вращения антенн портативных радаров достаточно высокие – в зависимости от модели от 24 до 36 об/мин, что позволяет использовать их на всех доступных скоростях передвижения по воде.

    Функциональные возможности Функциональные возможности радаров определяют удобство работы с прибором и способность получения той или иной информации. Для понимания того, что может современный радар, вспомним его основные функции.


    Обнаружение целей

    Обнаружение любых объектов осуществляется визуально на экране локатора. Небольшие объекты – суда, буи, островки – отображаются в виде ярких точек на фоне различных помех – от собственных шумов приемника, отражений от волн и атмосферных осадков, маскирующих отметки от целей. Поэтому, обнаружение целей является процессом выделения их отметок из помех.

    Для выделения отметок от целей на фоне помех в судовых радарах предусмотрены различные функции – регулировка усиления приемника, подавление отражений от волн и дождя, расширение отметки (введение т.н. «следа эхо») и ряд других ухищрений, определяющих возможности радара быстро и надежно обнаруживать цели.

    Определение координат целей Как уже отмечалось выше, судовой радиолокатор определяет две координаты в своей местной системе – дальность относительно судна и азимут относительно диаметральной плоскости судна или направления на север.

    Измерение дальности

    Дальность до цели может осуществляться тремя способами – с помощью колец дальности, с помощью курсора и с помощью маркера переменного расстояния VRM.

    Если посмотреть на экран радара, первое, что бросается в глаза – это находящиеся на нем концентрические кольца (рис. 72). Количество колец и расстояния между ними жестко связаны с используемыми шкалами дальности.


    ли, например, используется шкала дальности 16 миль, а на экране 8 колец, то понятно, что интервал между кольцами составляет 2 мили. Для измерения расстояния до цели достаточно подсчитать количество колец между ее отметкой и центром экрана, умножить это число на расстояние между кольцами и прибавить оцененное на глаз приблизительное расстояние отметки от внутренней кромки ближайшего по направлению к центру кольца. Понятно, что такой способ дает наглядную и быструю, но весьма грубую оценку, поэтому для получения точных значений используют два других способа.

    Судовой радар

    Рис. 72. Измерение дальности на экране радара

    Для точных измерений может быть использован курсор и подвижный маркер расстояний VRM. Курсор – это отметка на экране в виде перекрестия, управляемая с помощью клавиш или трэкбола. Чтобы измерить дальность до цели, достаточно поместить перекрестие на внутреннюю кромку отметки, после чего искомое значение дальности вместе со значением азимута высветится в специальном окне в углу экрана.

    Маркер расстояний – это кольцо на экране, радиус которого может выбираться оператором. Изменяя величину радиуса, Оператор совмещает кольцо с внутренней границей отметки цели – и вы получите значение расстояния до цели, высвеченное в углу экрана.

    Измерение направления

    Направление отсчитывается от курсовой линии – вертикальной линии на экране, совпадающей с диаметральной плоскостью судна. При наличии сопряженных с радаром магнитного компаса или гирокомпаса, отсчет азимута может осуществляться от магнитного или истинного направления на Север.


    Измерение направления может осуществляться по положению цели на градусной сетке, с помощью курсора (аналогично показанному выше измерению дальности) либо с использованием линии электронного маркера пеленга EBL.

    Первый способ дает большие ошибки измерения направления на цель и используется при судовождении для грубой оценки положения судна относительно цели.

    Электронный маркер пеленга (EBL) – это исходящая из центра экрана линия (иногда называемая «линия электронного пеленга»), положение которой может управляться оператором. С помощью органов управления наводят маркер на середину отметки, после чего считывают высвеченные в углу экрана значения азимута, либо получают их по шкале направлений, находящейся на краю экрана.

    Определение координат

    При сопряжении радара с приемником спутниковой навигации или приемоиндикатором радионавигационных систем «Лоран» или «Дека», он может определять и высвечивать на экране широту и долготу выбранных целей.

    Масштабирование

    В современных радарах имеется возможность выделения отдельных участков и просмотра их в увеличенном масштабе на экране одновременно с наблюдением общего радиолокационного изображения. Для этого курсором выделяют диапазоны детального просмотра по дальности и азимуту и включают режим масштабирования.

    Автоматическое сопровождение целей

    При расхождении в условиях плохой видимости с одним судном с использованием радара задача решается довольно просто. Однако, в районах с интенсивным судоходством, когда на экране присутствует много отметок от движущихся и неподвижных целей, задача становится трудновыполнимой для судоводителя и светлое время суток.

    Для облегчения распознавания целей на экране радиолокатора и маневрирования при большом количестве судов был создан т.н. «атоматический радар-плоттер» (АРП или ARPA), берущий на себя эту задачу. На современных радарах АРП – это небольшая плата, встраиваемая, при необходимости, в его дисплей.

    Распознавание целей осуществляется путем анализа изменения их положения за определенное время, точнее, за определенное количество обзоров и привязки их к своим трассам движения. Выделенным целям автоматически присваиваются номера, которые выводят на экран вместе с целями, их траекториями и векторами скорости.

    Многооконный режим

    Помимо решения основных задач – обнаружения и определения координат целей – современные радиолокаторы обладают набором функций, существенно расширяющих их возможности.

    Характерной особенностью современных радаров является многооконный режим работы дисплея. Помимо основного радиолокационного изображения в нижней части экрана располагаются т.н. «Data Boxes»-окна, в которых находится навигационная информация, получаемая от связанных с радаром датчиков – компаса, приемника GPS, эхолота, лага, а также данные о положении на экране курсора и маркеров направления и дальности.

    С помощью дополнительных экранных окон можно выделить сектор контроля, положение курсора, а при сопряжении с приемником GPS – характерные для навигатора данные – истинную скорость и направление движения, путевые точки и расстояния до них, получить графическое изображение «Hayway», используемое в приемниках GPS для судовождения по путевым точкам и маршрутам.

    Интерфейс

    Интерфейс судовых радиолокаторов позволяет использовать их в составе навигационных систем, имеющих единый международный протокол обмена NMEA 0183 или «фирменный» протокол, например, упоминавшийся ранее Sea Talk, что позволяет сопрягать их с различными навигационными приборами и получать от них дополнительную информацию.

    В прилагаемой ниже таблице приведены основные характеристики некоторых наиболее распространенных портативных радиолокаторов.

    Судовой радарСудовой радар

    Последним достижением судовой радиоэлектроники стало создание интегральных навигационных систем. Такие системы объединяют в себе функции нескольких различных приборов. Ранее уже упоминалось о эхолотах-приемниках GPS, об эхолотах-картплоттерах.

    Последние разработки ряда производителей позволили объединить в одном приборе практически все судовые навигационные устройства – радар, картплоттер, эхолот, приемник навигационных и метеоданных и факс для приема метеокарт. Такие системы обычно включают основной блок – многофункциональный дисплей и набор опций. Такое построение позволяют создавать разные конфигурации систем в соответствии с потребностями (а также возможностями) владельца. Так, добавление к дисплею радиолокационного сканера превращает его в радар, добавление приемника GPS – в картплоттер, приемопередатчика и гидроакустического преобразователя – в рыбопоисковый или в навигационный эхолот (рис. 73).

    Судовой радар

    Рис. 73. Простейшая конфигурация интегральной системы

    Все составляющие системы работают на один экран, при этом на нем может создаваться только одно изображение – радиолокационное, карта, подводное пространство, либо отображаться одновременно в многооконном режиме в различных комбинациях – радар, эхолот, картплоттер-эхолот, радар-картплоттер, причем, радиолокационное и карта могут отображаться раздельно или с наложением друг на друга.

    Источник: www.k2x2.info

    СОПОСТАВЛЕНИЕ СУДОВЫХ РАДАРОВ, РАБОТАЮЩИХ В S-, X-, K- ДИАПАЗОНАХ

    Аннотация

    В статье проводится сравнительный анализ судовых радиолокационных станций (РЛС), работающих в S- и X-диапазонах. Кроме того, дана оценка распространенности РЛС, излучающих в К -диапазоне, которые используются при работе судов во льдах, на береговых объектах управления движением судов (для защиты портов и терминалов), а также в исследовательских разработках. Задача выбора судовых радиолокационных станций актуальна для судовладельцев при оснащении новых судов или обновлении навигационного оборудования судна. Возможности судовых РЛС могут быть в определенной степени адаптированы к условиям радиолокационного наблюдения районов плавания судна. В первую очередь это применимо к судам, спроектированным для работы в конкретных районах плавания, например, к ледоколам. Из сопоставления РЛС следует, что S-радары имеют большую дальность обнаружения целей, большую мощность передатчиков и большие размеры антенн при одинаковой их направленности. Длины антенн пропорциональны длине волны используемых диапазонов частот. Показано, что соотношение между дальностью обнаружения целей и выходной мощностью эксплуатируемых РЛС не соответствует основному уравнению радиолокации, так как в уравнении не учитываются ослабление мощности зондирующих сигналов в стандартной атмосфере Земли и при различных погодных условиях, а также изменение дальности в условиях рефракции радиоволн. Для повышения эффективности радиолокационного наблюдения предлагается размещать на судах К -радары, находящиеся в опытной эксплуатации, после дополнительных испытаний с меньшей длительностью зондирующих импульсов при условии повышения спроса на работу судов в ледовых условиях.

    Ключевые слова

    S-радар, X-радар, К -радар, дальность обнаружения цели, выходная мощность передатчика, длина антенны, влияние погодных условий, рефракция радиоволн, S-radar, X-radar, Ka-radar

    Читать полный текст статьи:  PDF

    Список литературы

    Маринич А. Н. Современные судовые и береговые радиолокационные станции (радары) отечественных и зарубежных фирм: монография / А. Н. Маринич [и др.]. — Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2012. — 166 c.
    Афанасьев В. В. Судовые радиолокационные системы: учеб. / В. В. Афанасьев [и др.]; под ред. Ю. М. Устинова. — СПб.: Веленара, 2009. — 365 с.
    Дуров А. А. Судовые радионавигационные приборы: учеб. / А. А. Дуров [и др.]. — Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2010. — Ч. 1: Радиолокационные станции. — 264 с.
    Горобцов А. П. Технические средства судовождения: учебник / А. П. Горобцов [и др.]; под ред. Ю. М. Устинова. — СПб.: Морстар, 2016. — Т. 3: Судовые приборы электронной навигации. — 472 с.
    Маринич А. Н. Радиолокационное обнаружение нефтяных пятен на взволнованной морской поверхности / А. Н. Маринич, А. В. Припотнюк, Ю. М. Устинов // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2014. — № 37. — С. 64-69.
    Pasya I. Joint direction-of-departure and direction-of-arrival estimation in an ultra-wideband MIMO radar system / I. Pasya, N. Iwakiri, T. Kobayashi // Radio and Wireless Symposium (RWS), 2014 IEEE. — IEEE, 2014. — Pp. 52-54. DOI: 10.1109/RWS.2014.6830115.
    Маринич А. Н. Сравнительная оценка информативности судовой РЛС/САРП в режимах радиолокационного измерения и OVERLAY с использованием данных АИС-целей / А. Н. Маринич [и др.] // Эксплуатация морского транспорта. — 2012. — № 4 (70). — С. 21-23.
    Маринич А. Н. Мешающее действие туманов и снежных метелей на работу РЛС на трассе Северного морского пути / А. Н. Маринич, Ю. М. Устинов // Эксплуатация морского транспорта. — 2010. — № 4 (62). — С. 46-47.
    Афанасьев В. В. Негативное влияние сложных погодных условий на работу радиолокационной станции на трассе Северного морского пути / В. В. Афанасьев, А. Н. Маринич, Ю. М. Устинов // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2011. — № 31. — С. 296.
    Афанасьев В. В. Оценка мешающего действия дождя на работу 10, 3 и 0,9-см радиолокационных станций / В. В. Афанасьев, А. Н. Маринич, Ю. М. Устинов // Эксплуатация морского транспорта. — 2009. — № 1 (55). — С. 21-24.
    Lothes R. Radar Vulnerability to Jamming / R. N. Lothes, M. B. Szymansky, R. G. Wiley. — Norwood, MA, Artech House, 1990. — 258 p.
    Шахнов С. Ф. Расчет функции ослабления поля контрольно-корректирующих станций с учетом влияния подстилающей поверхности / С. Ф. Шахнов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2015. — № 1 (29). — C. 116-123. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-1-116-123.
    Matrosov S. Y. Prospects for Measuring Rainfall Using Propagation Differential Phase in X- and Ka-Radar Bands / S. Y. Matrosov, R. A. Kropfli, R. F. Reinking, B. E. Martner // Journal of Applied Meteorology. — 1999. — Vol. 38. — Is. 6. — Pp. 766-776. DOI: 10.1175/1520-0450(1999)038<0766:pfmrup>2.0.CO;2.
    Красюк В. Н. Особенности распространения радиоволн миллиметрового диапазона, перспективы их использования в современных радиотехнических системах / В. Н. Красюк, О. Ю. Платонов, А. Ю. Мельникова // Информационно-управляющие системы. — 2003. — № 4(5). — С. 33-38.

    Источник: journal.gumrf.ru

    Судовая радиолокационная станция (РЛС) предназначена для наблюдения за обстановкой, обеспечения безопасности плавания в условиях ограниченной видимости и для определения места судна по навигационным ориентирам. Кроме этого, РЛС может применяться в целях навигации в стесненных условиях, предупреждения столкновений судов и обнаружения опасных метеорологических явлений (тайфунов, ураганов, шквалов, снежных зарядов и т.п.).

    РЛС состоит из трех основных приборов: антенны, приемопередатчика и индикатора. Передатчик РЛС генерирует высокочастотные электромагнитные колебания, которые излучаются антенной в виде узкого луча, форму которого называют диаграммой направленности. Отразившие-сяот объектов эхо-сигналы принимаются той же антенной, поступают в приемник, усиливаются, гае чего поступают на индикатор. В цепи антенны имеется переключатель, запирающий приемный канал на время посылки импульсов.

    Антенна РЛС равномерно вращается с частотой 15-40 оборотов в минуту, облучая окружающее пространство. Синхронно с антенной на экране индикатора вращается направление радиуса развертки электронного луча, поэтому в любой момент оно совпадает с направлением излучения и приема антенны. В результате на экране последовательно высвечиваются все окружающие объекты и их части, а вследствие послесвечения экрана на нем образуется радиолокационное изображение. Четкость этого изображения зависит от характеристик и настройки РЛС, расстояний до объектов и их отражающей способности, наличия помех и других факторов. Таким образом, пеленг или курсовой угол на объект (ориентир) измеряется в результате направленного приема эхо-сигнала антенной РЛС, а дальность (D) определяется путем измерения промежутка времени между посылкой импульса и приемом эхо-сигнала. В РЛС автоматически решается зависимость

    D = ct/2

    где с — скорость распространения электромагнитной энергии (примерно 300 000 км/с); t — временной интервал между посылкой импульса и приемом отраженного сигнала в секундах.

    Современные судовые РЛС работают, в основном, на волне примерно 3,2 см (9375 МГц). Реже используется длина волны 10 см (3000 МГц) или 8 мм (37 500 МГц). В яхтенных РЛС применяется только трехсантиметровый диапазон радиоволн. Изображение окружающей надводной обстановки на индикаторах РЛС может иметь различный вид и различную ориентацию. На морских судах применяются индикаторы с двумя видами изображения обстановки: в относительном движении и в истинном движении.

    При изображении обстановки в относительном движении место своего судна неподвижно, находится в центре индикатора, то есть в начале развертки. Эхо-сигналы неподвижных объектов (островов, мысов, буев и т.п.) перемещаются на экране в сторону, противоположную движению судна, с его же скоростью. Эхо-сигналы подвижных объектов перемещаются по линиям относительного движения (ЛОД) с относительной скоростью, являющейся результатом геометрического вычитания скорости своего судна из скорости подвижных объектов. При изображении обстановки в истинном движении место своего судна на индикаторе перемещается по экрану в направлении и со скоростью, которые соответствуют фактическим параметрам движения. Одновременно эхо-сигналы неподвижных объектов остаются на месте, а подвижных перемещаются в направлениях их фактического движения, оставляя за собой «кильватерные следы» -линии истинного движения. На яхтах используются РЛС, на индикаторах которых обстановка отображается в относительном движении.

    Изображение на экране РЛС может быть ориентировано относительно диаметральной плоскости судна («по курсу») или относительно гирокомпасного меридиана («по норду»).
    При ориентации изображения «по курсу» курсовая черта судна направлена вертикально вверх, а картина взаимного расположения объектов аналогична той, которую судоводитель фактически наблюдает с ходового мостика. При такой ориентации изображения, с помощью визира, по азимутальному кругу, возможен отсчет курсовых углов на подвижные или неподвижные объекты. Иногда, эти курсовые углы измеряют относительно плоскости судна, в круговой системе счета направлений, такой курсовой угол в этом случае называют относительным пеленгом. При ориентации изображения «по норду» курсовая черта направлена по линии гирокомпасного курса, существует возможность измерять радиолокационные (т.е. гирокомпасные) пеленги на объекты и навигационные ориентиры. Изображение обстановки идентично тому, которое судоводитель видит на морской навигационной карте. Такая ориентация изображения для определения места судна, на яхтах и катерах до настоящего времени почти не используются, чаще всего применяется режим ориентации изображения «по курсу». Наряду с этим, существует возможность сопряжения некоторых типов РЛС с магнитными компасами при помощи сенсорных датчиков. В этом случае и на маломерном судне становится возможна ориентация РЛС «по норду».

    В РЛС применяются радиоволны сантиметрового диапазона, которые распространяются и отражаются с несколько большим коэффициентом рефракции по сравнению со световыми волнами и поэтому проникают дальше за видимый горизонт. Дальность радиолокационного горизонта (Дг) может быть определена по формуле:

    Дг = 2,4√h

    где: h — высота антенны РЛС в метрах

    Дальность обнаружения отдельных объектов с помощью РЛС можно рассчитать по формуле

    Др = 2,4(√h + √H)

    где: Н — высота объекта в метрах.

    В большинстве случаев дальность обнаружения объектов отличается от дальности, рассчитанной по этой формуле. Дальность обнаружения конкретного объекта зависит от размеров, формы, положения объекта и структуры его отражающей поверхности, а также от условий прохождения радиоволн и чувствительности радиолокационного приемника. Минимальная дальность действия РЛС — это наименьшее расстояние, на котором объекты могут быть обнаружены. Она определяется, в основном, тем, что в период излучения энергии импульса антенный переключатель блокирует прием отраженных сигналов. Этот временной интервал близок к длительности импульса. Минимальная дальность действия РЛС составляет около 30 м. Способность обнаруживать близко расположенные объекты зависит от наличия мертвой зоны. Диаграмма направленности РЛС в вертикальной плоскости имеет значительную ширину (15-30°),что определяется, главным образом, необходимостью устойчивой работы РЛС в условиях качки, но одновременно уменьшает величину мертвой зоны. Тем не менее, объекты, находящиеся под нижней кромкой диаграммы направленности,не будут видимы. Увеличение высоты антенны увеличивает размер мертвой зоны. По величине мертвая зона сопоставима с минимальной дальностью действия РЛС.

    Разрешающей способностью РЛС называют ее способность обнаруживать раздельно два объекта, находящиеся близко друг от друга. Различают разрешающую способность РЛС по направлению и по дальности. Диаграмма направленности РЛС в горизонтальной плоскости узкая, обычно 0,7°, что обеспечивает высокую точность измерения радиолокационного пеленга. Разрешающая способность РЛС по направлению примерно равна ширине диаграммы направленности РЛС в горизонтальной плоскости. Разрешающая способность РЛС по дальности зависит от длительности импульса и размера пятна засветки на экране индикатора. На шкалах крупного масштаба разрешающая способность РЛС судов, по дальности находится в пределах 15-30 м. Использование РЛС в навигационных целях требует от судоводителя твердых знаний и навыков в настройке радиолокатора, отстройке от помех, опознавании береговой черты и навигационных ориентиров. Для измерения расстояний используются неподвижные и подвижные кольца дальности, для измерения направлений — электронные визиры. Пеленг на ориентир и расстояние до него также могут быть определены с помощью маркера.
    Используемые на яхтах радиолокационные станции компактны, антенные РЛС закрыты радиопрозрачными колпаками — обтекателями и в основном имеют индикаторы кругового обзора телевизионного типа.

    РЛС имеют до 17 шкал дальности в пределах от 0,1 до 64 миль, с мощностью в импульсе 1,5-6 кВт, экраны размером по диагонали 6-10 дюймов. Технико-эксплуатационные характеристики и возможности катерных и яхтенных РЛС соответствуют международным стандартам. Индикаторы РЛС могут быть соединены с другими техническими средствами, в частности, с приемоиндикатором радионавигационной системы GPS и эхолотом. В этом случае с экрана индикатора РЛС можно получить различные навигационные данные.

    Кроме того, многие РЛС имеют различные дополнительные возможности:

    Источник: www.katera-lodki.ru

    Принцип работы морского радара

    Вращающаяся антенна радара посылает очень частые импульсы (минимум 1000 в секунду), которые долетают до объекта и возвращаются к источнику. Система рассчитывает время и пройденное расстояние импульса от передатчика до объекта и обратно. Благодаря этим данным и выходит расчет целей и их движение на дисплее радара.

    Важно понимать, что расчет этот имеет свои погрешности из-за чего доверять на 100% радару нельзя.

    Типы морских радаров

    Морские радары, которые вы встретите на судне разделены на X-Band и S-Band.

    Морской X-band радар необходим при навигации в прибрежных водах. Так же он любит хорошую погоду, а доверять его данным можно только в шкалах не больше 12 миль. По край ней мере такое его предназначение. Но по факту его используют всегда. И в плохую погоду и в открытых океанах. Просто потому что он показывает достаточно необходимой информации для штурмана. Визуально его антенна меньше чем у S-Band Радара. Посылает он 3см волны на 10ГГЦ частоте.

    У радара S-Band отличные показатели в плохую погоду и именно тогда его и должны использовать. Ему всё равно что творится снаружи. Его картинка на дисплее будет чистой. Минимальная шкала использования – 6 миль. Он посылает 10см волны на 3ГГЦ частоте.

    Так же полезно знать слепые зоны (Blind Sectors) ваших радаров. Разместите эту информацию возле каждого радара. Тогда, если кто-то спросит об этой информации, то вам не придётся встряхивать все мостовые папки, чтобы достать эту информацию.

    Советую так же почитать: Советы использования морского радара

    Настройки морского радара

    Gain – чувствительность радара на мелкие объекты. Чем выше показатель, тем чётче видно цель, однако добавляются и помехи, которые будут сильно вам мешать.

    Rain – помехи вызванные дождём можно убрать при помощи этой функции.

    Sea – как и с Rain, при сильном волнении увеличиваем этот показатель, чтобы убрать лишние помехи.

    Как добиться идеальной настройки радара?

    Можно выбрать 2 пути для достижения этой цели.

    1. Автоматическая настройка радара. Современный морской радар будет подстраиваться автоматически под любые погодные условия. Достаточно включить функции Auto Rain и Sea (Auto) и картинка будет автоматически очищаться от помех. Вам же останется только регулировать GAIN до максимально допустимых значений учитывая возможности радара. Поиграйтесь и вы поймёте как это просто.

    2. Ручная настройка. Однако не на каждом судне вы встретите современный радар. Принимал судно, на котором радар работал с постройки судна, а это 18 ЛЕТ. Доисторический и жутко не удобный. Пришлось подстраиваться и под него.

    Чтобы добиться хорошей ручной настройки необходимо найти визуально маленький объект. Чаще всего это будет рыбак, либо парусник чей-то. Увеличиваете чувствительность радара с помощью GAIN. Сначала вы чётко начинаете видеть цель на радаре, но мы будем увеличивать дальше. Со следующем увеличением чувствительности появятся помехи, которые мы будем гасить с помощью SEA и RAIN.

    Финальная картинка должна выглядеть с хорошо видимой целью на радаре и минимальными помехами, а может и вообще без них. Зависит от погоды.

    Дополнительные настройки морского радара

    Выше были указаны основные настройки радара, которыми вы будете пользоваться чаще всего. Дополнительные настройки вы в принципе вообще не будете трогать, но если и придётся то, после этой статьи, вы уже будете знать, за что они вообще отвечают.

    IR (Interference reject). Отвечает за уменьшение или уничтожение помех вызванных излучением от других радаров поблизости.  При плохой настройки, когда мимо будет проходить судно, то на радаре с другой стороны проходящего мимо судна появится помеха в виде цели. Чем хуже настройка, тем больше помеха. В худшем случае будет дуга вокруг мимо проходящего судна.

    ES (Echo Stretch). С помощью этой функции можно поиграться с целями путём растягивания их. Есть 3 режима: 1 – в длину, 2 – в ширину, 3 – в обе стороны. Можно вообще эту функцию выключить выбрать режим Off.

    EAV (Echo Averaging). Полезная штука, когда хочется видеть чистую картинку на радаре. Эта функция не будет отображать временные помехи. Это касается волн в плохую погоду, которые радар периодически тоже отбивает, что лично меня очень раздражает.
    Стоит понимать, что настраивать эту функцию нужно с умом. На некоторых судах 1 режим даёт лучшую картинку по сравнению с другими.

    Auto Rain. Без лишних слов. Автоматически убирает помехи вызванные дождём, туманом, снегом.

    Pulse length или длина импульса. Чем короче импульс, тем подробнее картинка на радаре. А чем длиннее, тем лучше видно цели на больших расстояниях.

    Какие аббревиатуры (сокращения) используются в морских радарах?

    Судовой радар

    TTG – time to go. Сообщает время до указанной курсором точки.

    HDG – heading. Показывает, куда смотрит нос судна. Данные относительно гирокомпаса.

    SPD – speed. Скорость судна. Данные берутся с лага. Считается относительно воды.

    COG – course over ground. Истинный курс судна, который, как известно, является курсом относительно грунта и считается он благодаря GPS.

    SOG – speed over ground. Скорость относительно грунта. Здесь уже данные берутся с GPS.

    OS POSITION – own ship position. Элементарный перевод. Координаты нашего судна.

    BRG – bearing. Пеленг.

    RNG – range. Расстояние.

    CPA – closest point of approach. Ближайшая дистанция расхождения с выбранной целью.

    TCPA – time to closest point of approach. Сообщает через сколько минут наступит CPA.

    BCR – Bow Crossing Range. Полезное значение. Показывает, с какой стороны, и, с какой дистанцией пройдёт цель. Например, когда показывает 0.5nm, так как значение положительное, то цель пройдёт в 5 кабельтов по носу, а если бы было -0.5 тогда в 5 кабельтов по корме.

    MMSI – Maritime Mobile Services Identity Number. Уникальный номер судна для переговоров между DSC (ЦИВ) станциями судов. На берегу это считается обычным телефонным номер. Чаще всего используется для недельных тестов MF/HF.

    AZ – alarm zone. Ставите вокруг судна район спокойного плавания и занимаетесь своими штурманскими делами, когда какое-то судно зайдёт в ваш район спокойствия, тогда радар запищит.

    VRM – Variable Range Marker. Окружность вокруг судна для измерения дистанции до цели для каких либо манёвров.

    EBL – Electronic Bearing Line. Электронный пеленг, который можно и нужно использовать при расхождении с судами. Особенно полезен когда радар старый и захват целей не производит.

    HL – Heading Line. Когда хотим видеть на радаре свою курсовую линию, тогда нажимаем сюда.

    BRILL – Brilliance. Необходим для настройки яркости экрана.

    PI – Parallel Index Line. Параллельное индексирование. Когда на судне нет электронных карт, тогда эта фича полезна будет при прохождении проливов и зон разделений.

    H UP – Head Up. Дисплей радара будет настроен таким образом, что гирокомпасный курс судна будет смотреть вверх.

    C UP – Course Up. Похожее что и H UP, только теперь будет ориентироваться по истинному курсу. Обе эти функции удобны при навигации по речкам, фьордам. На любителя.

    TT ALARM – Target Tracking Alarm. Когда выбранная цель пропадает с захвата, тогда высвечивается это предупреждение.

    ACK – acknowledge. Подтвердить, что ознакомились с высвеченным предупреждением.

    Конечно каждый радар специфичен и к нему нужно привыкнуть. Не стоит пренибригать мануалами. Они часто будут вас спасать, когда действительно не понятно как сделать то, или иное.

    Напишите в комментариях то, что посчитали я упустил. А может хотели бы предложить мне тему следующей статьи?

    Источник: sea-journal.ru


    You May Also Like

    About the Author: admind

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.