Автоматическое средство построения радиолокационных изображений - Automatic radar plotting aid

Типичная судовая система ARPA / радар.

Морской радар с автоматической радиолокационной зарисовки помощи ( ARPA ) возможности могут создавать треки с использованием радиолокационных контактов . Система может рассчитать курс, скорость и ближайшую точку сближения (CPA) отслеживаемого объекта , тем самым зная, существует ли опасность столкновения с другим кораблем или сушей.

Разработка ARPA началась после 1956 года, когда итальянский лайнер SS Andrea Doria в густом тумане столкнулся с MS Stockholm и затонул у восточного побережья США. Радары ARPA начали появляться в 1960-х годах с развитием микроэлектроники . Первый коммерчески доступный ARPA был доставлен на грузовой лайнер « Таймыр» в 1969 году и был произведен компанией Norcontrol - дополнительную информацию см. На сайте https://no.wikipedia.org/wiki/Norcontrol , который теперь является частью Kongsberg Maritime . Радары с поддержкой ARPA теперь доступны даже для небольших яхт.

История

Доступность недорогих микропроцессоров и развитие передовых компьютерных технологий в течение 1970-х и 1980-х годов позволили применять компьютерные методы для улучшения коммерческих морских радарных систем. 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.

Международная морская организация (ИМО) установила определенные стандарты , вносящие изменения в Международную конвенцию по охране человеческой жизни на море требований в отношении переноса соответствующих автоматизированных радиолокационных черчения средств. Основная функция ARPA может быть резюмирована в заявлении, содержащемся в Стандартах производительности IMO. В нем говорится о требовании ARPA: «улучшить стандарт предотвращения столкновений на море: уменьшить рабочую нагрузку на наблюдателей, позволяя 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 видно 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, азимут, ближайшую точку сближения (CPA и время до CPA (TCPA).
  4. Возможность отображать информацию об оценке столкновения непосредственно на индикаторе планового положения (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 по-прежнему имеет те же ограничения. Данные ARPA настолько точны, насколько точны данные, поступающие от 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. Конечно, это была не идеальная ситуация, и в конечном итоге автономное устройство пришло 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-лучевой трубки . Хотя электронно-лучевая трубка на протяжении многих лет сохраняла свою функцию, способ представления изображения значительно изменился. Примерно с середины 1980-х годов появились первые дисплеи растрового сканирования . Индикатор положения в плане с радиальным сканированием (PPI) был заменен растровым PPI, генерируемым на экране телевизионного типа. 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, которые образуют узор, известный как растр. Этот тип дисплея намного сложнее синтетического дисплея с радиальным сканированием и требует большого объема памяти. У оператора растрового изображения есть 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 приблизительным соотношением 4: 3. Телевизионные трубки с растровым сканированием имеют гораздо более длительный срок службы, чем традиционные радиолокационные электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Хотя лампы дешевле своих аналогов, сложность обработки сигналов делает их в целом более дорогими.

Растровый сканер PPI

Стандарты характеристик ИМО для радара обеспечивают 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 изображения упрощает для инженеров-проектировщиков способ записи вспомогательных данных. Преобразование в цифровую форму азимутальной информации.

Сюжет при маневрах собственного корабля

Обычно ваш ARPA делает все автоматически, но здесь вы найдете дополнительную информацию о том, как на самом деле построить свой корабль. Когда решается (после оценки первоначального графика), что собственному судну необходимо маневрировать, важно определить эффект этого маневра до его выполнения и убедиться, что он приведет к безопасному проходу на расстоянии. После завершения маневра необходимо продолжить построение графика, чтобы убедиться, 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 позволяет достичь удовлетворительной дистанции прохождения.

У этого есть несколько явных преимуществ:

  1. Эффект вступает в силу быстро.
  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 наблюдается следующее эхо:

  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. спрогнозировать новые CPA и TCPA
  2. Спрогнозируйте новые CPA и TCPA, если маневр отложен до 0941.
  3. Предскажите дальность и пеленг эхосигнала в 09:35, если (мгновенный) маневр выполняется в 09:41.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Морская история Kongsberg" . Kongsberg Maritime . Проверено 28 марта 2009 .
  1. ^ Бола, А., DINELEY Б., СТЕНЫ, A., радар и Арпа руководство. Oxford, Elsevier, 2005, стр. 312.