Автоматическое средство построения радиолокационных изображений - Automatic radar plotting aid

Типичная судовая система ARPA / радар.

А морской радар с автоматическое средство построения радиолокационных изображений (ARPA) возможность может создавать треки с помощью радара контакты. Система может рассчитывать курс, скорость и скорость отслеживаемого объекта. ближайшая точка подхода (CPA), тем самым узнавая, существует ли опасность столкновения с другим кораблем или сушей.

Разработка ARPA началась после 1956 года, когда итальянский лайнер СС Андреа Дориа столкнулся с MS Stockholm в густом тумане и затонул у восточного побережья США. Радары ARPA начали появляться в 1960-х годах, с развитием микроэлектроника. Первый коммерчески доступный ARPA был доставлен в грузовой лайнер МВ Таймыр в 1969 г.[1] и был изготовлен Norcontrol, теперь часть Kongsberg Maritime. Радары с поддержкой ARPA теперь доступны даже для небольших яхт.

История

Наличие невысокой стоимости микропроцессоры и развитие передовых компьютер технологии 1970-х и 1980-х годов сделали возможным применение компьютерных технологий для улучшения коммерческих морских радар системы. Производители радаров использовали эту технологию для создания средств автоматической радиолокационной прокладки. ARPA - это компьютерные системы обработки радиолокационных данных, которые генерируют прогнозные векторы и другую информацию о движении судов.

В Международная морская организация (ИМО) установила определенные стандарты, изменяющие Международная конвенция по охране человеческой жизни на море требования относительно наличия подходящих автоматизированных средств радиолокационной прокладки. Основная функция ARPA может быть резюмирована в заявлении, содержащемся в Стандартах производительности IMO. В нем говорится о требовании ARPA: «улучшить стандарт предотвращения столкновений в море: уменьшить рабочую нагрузку на наблюдателей, позволив им автоматически получать информацию, чтобы они могли работать с несколькими целями так же хорошо, как если бы они вручную наносили на карту одну цель». Как мы видим из этого заявления, основными преимуществами ARPA являются снижение нагрузки на персонал моста и более полная и быстрая информация по выбранным целям.

Типичная функция ARPA дает представление о текущей ситуации и использует компьютерные технологии для прогнозирования будущих ситуаций. ARPA оценивает риск столкновения и позволяет оператору видеть предлагаемые маневры на собственном судне.

Хотя на рынке доступно множество различных моделей ARPA, обычно предоставляются следующие функции:

  1. Представление радара истинного или относительного движения.
  2. Автоматическое обнаружение целей плюс ручное обнаружение.
  3. Цифровое считывание обнаруженных целей, которое обеспечивает курс, скорость, дальность, пеленг, ближайшую точку сближения (CPA и время до CPA (TCPA).
  4. Возможность отображения информации об оценке столкновений прямо на Индикатор положения плана (PPI) с использованием векторов (истинных или относительных) или графического отображения прогнозируемой зоны опасности (PAD).
  5. Возможность выполнять пробные маневры, включая изменение курса, изменение скорости и комбинированное изменение курса / скорости.
  6. Автоматическая стабилизация грунта для навигационных целей. ARPA обрабатывает радиолокационную информацию намного быстрее, чем обычный радар, но все же имеет те же ограничения. Данные ARPA настолько точны, насколько точны данные, поступающие из таких входов, как гироскоп и журнал скорости.

Автономные и встроенные ARPA

Первоначальная разработка и дизайн ARPA были автономными. Это потому, что они были разработаны как дополнение к обычному радару. Все функции ARPA были установлены на борту как отдельный блок, но их необходимо было связать с существующим оборудованием для получения основных данных радара. Основные преимущества заключались в экономии средств и времени для кораблей, уже оснащенных радаром. Это, конечно, была не идеальная ситуация, и в конечном итоге автономный блок пришел на смену интегрированному ARPA.

Большинство ARPA, произведенных в 21 веке, объединяют функции ARPA с дисплеем радара. Современный интегрированный ARPA объединяет обычные радиолокационные данные с компьютерными системами обработки данных в одно устройство. Основное эксплуатационное преимущество заключается в том, что данные радара и ARPA легко сопоставимы.

ARPA отображает

С момента появления радара до наших дней изображение радара отображается на экране электронно-лучевая трубка. Хотя электронно-лучевая трубка на протяжении многих лет сохраняла свою функцию, способ представления изображения значительно изменился. Примерно с середины 1980-х годов первые растровое сканирование появились дисплеи. Радиальное сканирование Индикатор положения плана (PPI) был заменен растровым PPI, генерируемым на телевизионных дисплеях. Интегрированные блоки ARPA и обычные радары с дисплеем с растровым сканированием постепенно заменят комплекты радаров с радиальным сканированием.

Развитие коммерческих морских радаров вступило в новую фазу в 1980-х годах, когда были представлены дисплеи с растровой разверткой, соответствующие Стандартам характеристик IMO.

Радиолокационное изображение синтетического дисплея с растровой разверткой создается на экране телевизора и состоит из большого количества горизонтальных линий, образующих узор, известный как растр. Этот тип дисплея намного сложнее синтетического дисплея с радиальным сканированием и требует большого количества памяти. Оператор дисплея с растровой разверткой имеет ряд преимуществ, но одновременно есть и некоторые недостатки. Самым очевидным преимуществом дисплея с растровой разверткой является яркость изображения. Это позволяет наблюдателю видеть экран практически в любых условиях окружающего освещения. Из всех преимуществ радара с растровым сканированием именно эта способность обеспечила его успех. Еще одно различие между дисплеями радиального и растрового сканирования заключается в том, что последний имеет прямоугольный экран. Размер экрана определяется длиной диагонали, шириной и высотой экрана с примерным соотношением 4: 3. Телевизионные трубки с растровым сканированием имеют гораздо более длительный срок службы, чем традиционный радар. электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Хотя лампы дешевле своих аналогов, сложность обработки сигналов делает их в целом более дорогими.

Растровый сканер PPI

Стандарты характеристик ИМО для радара должны обеспечивать отображение плана с эффективным диаметром отображения 180 мм, 250 мм или 340 мм в зависимости от валовой вместимости судна. После того, как параметры диаметра уже выбраны, производитель должен решить, как организовать размещение цифровых цифровых данных и индикаторов состояния управления. Отображение растрового сканирования упрощает для инженеров-проектировщиков способ записи вспомогательных данных. Преобразование азимута в цифровую форму.

Сюжет при маневрах собственного корабля

Обычно ваш ARPA делает все автоматически, но здесь вы найдете дополнительную информацию о том, как на самом деле построить ваш корабль. Когда решено (после оценки начального сюжета), что собственному кораблю необходимо маневрировать, важно определить влияние этого маневра до его выполнения и гарантировать, что он приведет к безопасному расстоянию для прохождения. После того, как маневр завершен, необходимо продолжить построение графика, чтобы гарантировать, что маневр дает желаемый эффект.

Сюжет, когда собственный корабль меняет курс только

Из-за времени, необходимого для того, чтобы изменение скорости оказало какое-либо влияние на линию видимого движения, моряк часто выбирает изменение курса, если оно обеспечивает удовлетворительную дистанцию ​​прохождения.

У этого есть несколько явных преимуществ:

  1. Быстро вступает в силу.
  2. Судно сохраняет управляемость.
  3. Встречу можно очистить быстрее.
  4. Вероятность обнаружения этого выше, если строит график другим судном.

Пример. При повороте собственного судна на 000 ° на скорости 12 узлов эхо-сигнал наблюдается следующим образом:

  1. 0923 эхо несет 037 ° (T) на расстоянии 9,5 морской мили
  2. 0929 эхо несет 036 ° (T) на 8,0 морской миле
  3. 0935 эхо несет 034 ° (T) на расстоянии 6,5 морской мили

В 09:35 предполагается изменить курс на 60 ° вправо (мы предполагаем, что это произойдет мгновенно).

  1. предсказать новый CPA и TCPA
  2. Прогнозируйте новые CPA и TCPA, если маневр отложен до 0941.
  3. Предскажите дальность и азимут эхо-сигнала в 09:35, если (мгновенный) маневр выполняется в 09:41.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Морская история Конгсберга». Kongsberg Maritime. Получено 2009-03-28.
  1. ^ БОЛЕ, А., ДИНЛИ, Б., СТЕНА, А., Руководство по радарам и арпе. Oxford, Elsevier, 2005, стр. 312.