Организация радиолокационного наблюдения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

С ростом интенсивности морского судоходства и увеличением размеров судов происходит постоянное усложнение навигационной обстановки, что приводит к значительным трудностям в управлении судами в открытом море при переходах, в прибрежных районах, в узкостях и при подходах к портам. Постоянно растут требования к безопасности и экономической эффективности судовождения, возникает потребность в более качественном и современном навигационном оборудовании.

Мировой флот пополнился большим количеством судов, оснащенных оборудованием для обеспечения безопасности плавания, сохранности жизни членов экипажа и материальных ценностей. Но, даже не смотря на наличие самой современной техники количество происшествий на море, по-прежнему остается высоким. Причинами аварий и аварийных ситуаций остаются неправильное управление судами, недостатки судов в части их управляемости. Анализ статистики по столкновениям и посадкам на мель показывает, что часто в этих авариях проявляется несоответствие показателей управляемости судов современным условиям мореплавания. Особенно часто это имеет место при экстренном маневрировании судов в сложных погодных условиях.

Для эффективного снижения аварийности на судах необходимо совершенствование средств и методов по предупреждению столкновения судов.

В 1897, проводя опыты по радиосвязи между стоявшим на якоре транспортом "Европа", на верхнем мостике которого находился передатчик, и крейсером "Африка", на котором помещался приемник, изобретатель радио Александр Попов обнаружил новое физическое явление. О чем и сделал запись в отчете комиссии, назначенной для проведения этих опытов: "Влияние судовой обстановки сказывается в следующем: все металлические предметы (мачты, трубы, снасти) должны мешать действию приборов как на станции отправления, так и на станции получения, потому что, попадая на пути электромагнитной волны, они нарушают ее правильность, отчасти подобно тому, как действует на обыкновенную волну, распространяющуюся по поверхности воды, брекватер, отчасти вследствие интерференции волн, в них возбужденных, с волнами источника, т.е. влияют неблагоприятно.

Наблюдалось также влияние промежуточного судна. Так, во время опытов между "Европой" и "Африкой" попадал крейсер "Лейтенант Ильин", и если это случалось при больших расстояниях, то взаимодействие приборов прекращалось, пока суда не сходили с одной прямой линии". По всей видимости, это первое в истории документальное подтверждение открытия основного принципа радиолокации - отражения радиоволн от металлических предметов. Попов обратил внимание на это явление как на фактор, мешающий радиосвязи, и не заинтересовался его возможным применением.

Спустя 7 лет, в 1904 г немецкий изобретатель Хюльсайер запатентовал способ обнаружения металлических объектов по отражению ими радиоволн. Патент Хюльсайера опередил время и 18 лет оставался невостребованным. Элементная база радиотехники была еще слишком слаба, чтобы воспользоваться открытым эффектом. В 1922 г Тейлор и Юнг исследовали отражение радиоволн от кораблей и дали начало практическому использованию эффекта. С этого времени радиолокация становится военной и начинает развиваться параллельно в США и Англии.

На судах морского флота радиолокационные станции появились около пятидесяти лет тому назад и быстро получили признание судоводителей из-за их возможности обнаруживать объекты в море, в том числе суда, в независимости от видимости и расходиться при помощи их с другими судами в различных условиях плавания. Первая радиолокационная станция появилась в 1936 году в Британии. Ее основной задачей было нахождение авиационной техники третьего Рейха в период II мировой войны. Установленные по всему английскому побережью, эти громоздкие установки РЛС сперва позволяли опознавать самолеты, летящие на малой высоте, а затем и на большой. В нашей стране в одно время с англичанами также проходили разработки по созданию подобных станций. В итоге была разработана и построена РЛС «Редут», активно использовавшаяся в период военных действий 1941-1945 г.г. В послевоенный период, когда в небе наравне с самолетами стали летать и космические аппараты, все РЛС прошли модернизацию. Сегодня станции РЛС подразделяются на несколько видов, в зависимости от места их установки. На самолетах чаще всего можно встретить рлс кругового обзора, на морские суда устанавливают корабельные РЛС. Так же существуют наземные и спутниковые антенны РЛС. Каждый вид подобной установки является важным и незаменимым для обнаружения и наблюдения за конкретными объектами. Японская компания «Furuno» знакома многим морякам и капитанам, которые используют для безопасного плавания навигатор радар, установленный в этот прибор, позволяет мгновенно фиксировать любые изменения за бортом и воспроизводит происходящее на дисплее. Появление РЛС furuno позволило многим морским судам стать еще более защищенными от вторжения морских гостей. Даже профессиональные моряки отмечают положительные черты этого прибора, который, несмотря на свои небольшие размеры, является настоящей кладезю полезной информации о море и о том, что в нем происходит. Современные морские радары представляют собой аппарат, в который установлен плоский LCD дисплей, не боящийся попадания прямых солнечных лучей и влаги. Антенна, которой оборудован каждый радар furuno является скрытой и не вызывает сложностей даже при использовании на небольших судах (катера, яхты). Судовые РЛС используются для работы при дальности до шестнадцати морских миль и ближних шкалах, до одной восьмой морской мили. Для работы в местах повышенной плотности, гавани, бухты и заливы, были созданы компанией garmin радары, отлично подготовленные к подобным условиям. Морские РЛС отлично проецируют на антибликовый дисплей изображение контуров береговых линий и объектов, которые находятся на близком расстоянии.

1. Эксплуатационно-технические характеристики судна

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Название:	КАПИТАН ГНЕЗДИЛОВ
Транслитерация:	KAPITAN GNEZDILOV
Регистровый номер:	801734
ИМО №:	7941667
Позывной сигнал:	UFML
Порт приписки:	Владивосток
Флаг:	Россия
Последнее Очередное освидетельствование:	23.06.2011
Символ класса РС:	KM(*) L1[1] container ship

ТИП СУДНА

Основной тип:	Контейнерное
Подтипы:	Стационарные направляющие Портальный кран Палубный груз

СВЕДЕНИЯ О ПОСТРОЙКЕ

Дата постройки:	01.11.1980
Страна постройки:	СССР
Строительный номер:	204

РАЗМЕРЫ И СКОРОСТЬ

Валовая вместимость:	5333 МК-1969
Чистая вместимость:	2491 МК-1969
Дедвейт (т):	5720
Водоизмещение (т):	10020
Длина габаритная (м):	130,00
Длина расчетная (м):	119,00
Ширина габаритная (м):	17,35
Ширина расчетная (м):	17,30
Высота борта (м):	8,50
Осадка (м):	6,92
Скорость:	16,00

MACHINERY | МЕХАНИЗМЫ

Год постройки главного двигателя:	1979
Страна постройки главного двигателя:	СССР
Количество и мощность главного двигателя:	1 * 4490
Марка главного двигателя:	5ДКРН 62/140-3
Количество и мощность гребных электродвигателей (кВт каждого):	-
Количество и тип движителя:	1 - Винт фиксированного шага цельнолитой
Количество лопастей:	4
Количество и мощность генераторов (кВт каждого):	3 * 320

РАДИО-НАВИГАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Магнитный компас
Гирокомпас
Радиолокационная станция Фуруно
Радиолокационная станция (тоже - РЛ)
Эхолот
Лаг (тоже - ЛГЭ)
Система управления курсом или траекторией судна (Авторулевой) (тоже - АРЛ)
Приемоиндикатор радионавигационных систем
УКВ радиоустановка (УКВ радиотелефонная станция с цифровым избирательным вызовом)
УКВ радиоустановка (УКВ радиотелефонная станция с цифровым избирательным вызовом)
ПВ/КВ радиоустановка (ПВ/КВ радиотелефонная станция с цифровым избирательным вызовом)
Судовая земная станция системы ГМССБ
Спутниковый аварийный радиобуй системы КОСПАС-САРСАТ
Приемник службы НАВТЕКС
Приемник расширенного группового вызова
Приемник цифрового избирательного вызова
Радиолокационный ответчик, Передатчик АИС для целей поиска и спасания
Радиолокационный ответчик, Передатчик АИС для целей поиска и спасания
УКВ аппаратура двусторонней радиотелефонной связи
УКВ аппаратура двусторонней радиотелефонной связи
УКВ аппаратура двусторонней радиотелефонной связи
Аппаратура автоматической идентификационной системы
Упрощенный регистратор данных рейса
Судовая система охранного оповещения
Командно-трансляционное устройство
Оборудование системы опознавания судов и слежения за ними на дальнем расстоянии
Морские районы ГМССБ: A1+A2+A3

ЗАПАСЫ И СНАБЖЕНИЕ

Запасы топлива (т):	686
Типы топлива:	Моторное Дизельное
Водяной балласт (т):	1552
Подогреватели:	ПТ
Характеристика снабжения:	1020
Категория якорных цепей:	Повышенной прочности
Калибр якорных цепей (мм):	49,00

ТРЮМА, ПАЛУБЫ

Количество и кубатура грузовых трюмов (куб.метров каждого):	1*1517; 1*1649; 1*3086; 1*2627
Количество и тип контейнеров:	320 /
Количество палуб:	1
Количество переборок:	6

Собственник судна: ОАО "Дальневосточное морское пароходство"

2. Понятие радиолокации

Процесс обнаружения объектов в пространстве и определение их координат радиотехническими методами называется радиолокацией. Приборы, обеспечи-вающие радиолокацию объектов в пространстве, называются радиолокационными станциями (РЛС). По принципу устройства и работы различают несколько видов РЛС:

Активные и пассивные. В обоих случаях полезная информация от объекта доставляется радиосигналами, приходящими от объекта к РЛС. Пассивная РЛС содержит только антенну и приемник. В состав активной РЛС кроме антенны и приемника входит передатчик.

Непрерывного излучения:

-немодулированные;

-доплеровские;

-с частотной модуляцией.

Импульсного излучения.

Для радионавигации на море используется и совершенствуется лишь один вид - активная импульсная двухкоординатная РЛС.

В качестве индикатора используется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с яркостной отметкой или жидкокристаллический дисплей (на некоторых современных станциях). Эхо-сигнал, усиленный в приемнике РЛС и преобразованный в видеоимпульс, попадая на ЭЛТ, увеличивает интенсивность электронного потока луча, падающего на люминофор экрана ЭЛТ.

Морские навигационные РЛС измеряют два параметра в полярной системе координат: расстояние до объекта и направление на объект (курсовой угол или пеленг).

Измерение расстояний производится амплитудным (импульсным) способом. Расстояние до объекта определяется измерением времени tD от момента излучения «зондирующего» импульса до приема соответствующего отраженного импульса. Время tD определяется как время прохождения импульса до объекта и обратно:

где D - расстояние до объекта; с - скорость распространения радиоволн.

Определив время tD, и зная скорость распространения радиоволн, опреде-лим расстояние до объекта по формуле:

Масштаб дальности определяется как отношение предельного значения шкалы дальности к радиусу экрана:

где, КЭ ? 0,8 - коэффициент использования экрана;

dЭ - диаметр экрана.

Для измерения расстояния до объекта формируется электронная шкала дальности в виде яркостных отметок на развертке.

Определение угловых координат объектов основывается на использовании антенны остронаправленного действия. В морской радиолокации применяется амплитудный метод максимума. При пеленгации по методу максимума антенна плавно поворачивается, и отсчет угла цели производится в тот момент, когда амплитуда сигнала на входе приемника достигает максимума.

В современных станциях реализовано автоматическое слежение за объектом по дальности и углу.

Импульсный метод в радиолокации позволяет довольно просто одновременно наблюдать несколько объектов, расположенных в зоне действия РЛС, так как эхо-сигналы смещены во времени в зависимости от дальности до объекта. Решение этой задачи при непрерывном излучении приводит к большому услож-нению аппаратуры. Он позволяет измерить большие расстояния при небольших размерах приборов и использовать для передачи и приема сигналов одну и ту же антенну. Эти причины, несмотря на недостатки присущие методу, являются ре-шающими в выборе импульсного метода для построения морских навигационных РЛС.

Формула определения

Рис. 1 Принцип работы РЛС

2.1 Состав и размещение приборов импульсной радиолокационной станции

Импульсная РЛС (рис.1) содержит следующие основные составные части:

- синхронизатор, вырабатывающий последовательность запускающих син-хроимпульсов, управляющих работой передатчика, индикатора и схемы временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ)

- приемника; передатчик, состоящий из импульсного модулятора и генера-тора СВЧ, который под действием синхроимпульсов генерирует мощные «зондирующие» импульсы СВЧ;

Рис. 2 Структурная схема импульсной РЛС

- антенное устройство, имеющее пеленгационную характеристику с ост-рым максимумом, вращающаяся часть которого сканирует пространство в пределах 360°;

- антенный переключатель, коммутирующий антенну с передачи на прием и обратно, приемник, усиливающий принятые отраженные эхо-сигналы и преобразующий их в видеоимпульсы, которые поступают на индикатор;

- блок передачи углового положения антенны на индикатор;

- индикатор, отображающий навигационную обстановку и позволяющий определить координаты объектов.

2.2 Размещение приборов радиолокационной станции на судне

Практика использования радиолокаторов выработала ряд требований к размещению приборов станции на судне, основные из которых следующие:

Антенное устройство необходимо устанавливать по возможности выше всех выступающих над палубой мостика конструкций ездовой архитектуры, В то же время расстояние между антенной и приемопередатчиком не должно превышать установленное инструкцией и волновод должен иметь минимальное количество изгибов (колен), иначе потери энергии в волноводном тракте приведут к резкому снижению дальности обнаружения объектов. Кроме того, чрезмерная высота антенны над ватерлинией может несколько увеличить мертвую зону. Нельзя помещать антенну низко над верхней палубой мостика, так как выступающие крылья и шлюпочная палуба создадут радиотень у бортов судна. Вблизи зёркала антенны не должно быть никаких снастей, которые могут захлестнуться вокруг нее. При установке антенны в местах, часто посещаемых людьми, например, на верхнем мостике, надлежит принять меры безопасности (ограждение, установка выше человеческого роста и т. а.)

Индикатор, как правило должен располагаться в рулевой рубке, но его не-редко устанавливают в штурманской, рядом с рабочим столом; в этом случае ухудшается управление судном в стесненных водах и затрудняется глазомерная проводка по радиолокатору, так как судоводитель не имеет прямого контакта с рулевым, визуального обзора и слухового наблюдения. Место, где установлен индикатор, желательно оградить шторами для защиты экрана индикатора от прямых световых лучей, но таким образом, чтобы судоводитель мог, не удаляясь от экрана, видеть окружающую обстановку. При любых варианта установки к индикатору должен быть обеспечен свободный доступ, как для ремонта, так и для одновременного наблюдения экрана несколькими лицами.

Передатчик обычно размещают в отдельном помещении, примыкающем к штурманской рубке, или в самой рубке, что несколько хуже. Иногда, сообразуясь с местом установки антенны, передатчик выносят в фальштрубу или иное место на палубе мостика. Помещение, где расположен передатчик, следует обеспечить хорошей вентиляцией. Выпрямитель располагают, там же где и передатчик.

Агрегат питания может быть установлен в любом удобно месте. Лучше, когда для этой цели выделяется агрегатная, где размещаются агрегаты питания всех навигационных приборов.

2.3 Основные эксплуатационные характеристики РЛС

Для судовождения особенно важно наглядное представление об окружающей местности, что дают радиолокаторы кругового обзора, воспроизводящие на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) радиолокационное изображение местности.

Работа радиолокатора состоит из многих процессов, совокупность которых позволяет получить радиолокационное изображение в пригодном для визуального обозрения виде. Все процессы строго согласованы во времени и образуют единый повторяющийся цикл.

Качество изображения и пригодность радиолокатора для навигации, находится в прямой зависимости от технических параметров и тактических характеристик данной конструкции радиолокатора. Ниже приведен минимум сведений, знание которых необходимо для понимания процесса образования радиолокационного изображения.

2.3.1 Направленность излучения

В судовых радиолокаторах применяются антенны самых различных конструкций, формирующие радиолокационный луч, узкий в горизонтальной плоскости и широкий в вертикальной. Но и они, помимо главного луча (главного лепестка), рассеивают часть электромагнитной энергии по сторонам, образуя так называемые боковые лепестки, которые являются источниками ложных сигналов. Ширина диаграммы направленности определяет размеры отметки объекта по окружности, т.е. вдоль линии, перпендикулярной линии облучения.

Tак как угол поворота антенны за время между приемами сигналов мал, то отметка каждого последующего сигнала перекрывает предыдущую, образуя сплошную отметку. Объекты с лучшей отражательной способностью дадут на экране отметки больших размеров, чем объекты с плохой отражательной способностью отметки от которых могут совсем потеряться в шумах приемника.

Чем острее характеристика направленности антенны, тем меньше будут растягиваться отметки объектов и тем больше соответствие между действительными размерами объекта на экране.

2.3.2 Длительность импульса

Радиоимпульс имеет два фронта: передний обращенный в сторону распространения, и задний. Время, в течение которого происходит излучение колебаний, называют длительностью импульса, относя это понятие к видеоимпульсу. Время, определяющее длительность импульса tн, отсчитывается на уровне половинных амплитуд.

Длительность импульса определяет размер отметки объекта линии облучения. Отражение длится с момента «накрытия» передним фронтом импульса до момента прохождения импульсом объекта. Если размер объекта вдоль линии облучения пренебрежительно мал (например, лист железа), то длина отметки вдоль развертки будет соответствовать длительности видеоимпульса. Для более точного воспроизведения объектов необходимо стремиться к уменьшению длительности зондирующих импульсов.

2.3.3 Ширина диаграммы направленности

Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости определяет разрешающую способность по направлению и точность определения направлений. Диаграмма направленности РЛС в горизонтальной плоскости имеет форму лепестка, вытянутого вдоль оси симметрии и представляющего собой график зависимости напряжения на входе приемника от угла поворота антенны в полярных или прямоугольных координатах.

Рис.3 Диаграмма направленности антенны в полярных координатах

Числовой характеристикой диаграммы направленности считают угол раствора между радиусами-векторами напряжения на входе приемника, составляющими 0,707 от максимального значения. Если диаграмма направленности задана не по напряжению, а по мощности, то ее ширину измеряют углом на уровне 0,5 Pmax. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости гг выбирается в пределах 1- 0,25°.

панель волна сигнал пеленг

2.3.4 Мощность излучения и чувствительность приемника

Чем мощнее излучение и выше чувствительность приемника, тем на больших расстояниях могут быть обнаружены объекты. Мощность в импульсе навигационных радиолокаторов зависит от их назначения (для судов океанского или прибрежного плавания). Мощность передатчика и чувствительность приемника РЛС могут изменяться в худшую сторону лишь при неисправной работе станции. Уровень усиления принятых сигналов является переменной величиной, регулируемой оператором.

2.3.5 Частота следования импульсов и скорость вращения антенны

Если за время между импульсами антенна повернется на угол, больший, чем ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, то останутся необлученными целые секторы местности. Кроме того, чтобы получить достаточно устойчивую отметку на экране, необходимо каждый объект облучить не менее чем 5-10 импульсами. Таким образом, частота следования импульсов тесно связана со скоростью вращения антенны, шириной диаграммы направленности и минимальным количеством импульсов облучения объекта.

Частота следования должна быть такой, чтобы время между следующими друг за другом импульсами было больше, чем время, необходимое для прохождения импульсом удвоенного расстояния наибольшей дальности действия станции. Если это время будет меньше, то отраженные сигналы попадут не на свой рабочий ход развертки, а на следующий и радиолокационное изображение будет неверно. Как правило, навигационные радиолокаторы имеют две частоты следования импульсов в зависимости от диапазона дальности.

2.3.6 Параметры разверток и шкалы дальности

Путь, проходимый пятном электронного луча на экране ЭЛТ за рабочий ход, называется геометрической длиной развертки l, которая может составлять 0,8 диаметра трубки. Когда начало развертки находится в центре экрана, то ее длина приблизительно равна радиусу смещенном начале развертки (в индикаторах истинного движения) ее длина должна быть равной диаметру ЭЛТ. Рабочей развертки называется участок от ее начала до метки обозначающей заданную границу обзора на экране.

Длительность развертки -- время, за которое пятно пробегает заданную геометрическую длину развертки, зависит от максимального расстояния выбранного диапазона дальности. Масштаб развертки пропорционален скорости развертки, чем больше скорость развертки, тем крупнее масштаб радио локационного изображения. Так как геометрическая длина развертки не меняется, то с увеличением масштаба уменьшается радиус (дальность) обзора. Масштабы изображения называются шкалами дальности, они указывают дальность обзора (при начале развертки в центре экрана).

2.3.7 Параметры электроннолучевой трубки

Качество радиолокационного изображения зависит от технических характеристик ЭЛТ, в том числе от диаметра пятна, особенностей люминофора и системы фокусировки. На различных масштабах одной и той же площади пятна на экране будет соответствовать различная площадь в натуре. Например, пятно в 1 мм прочертит на экране линии, отображающую полосу местности шириной 10 м для М : 10000 и 750 м для 1-750000. Диаметр пятна ограничивает степень детализации изображения на трубке.

Яркость свечения люминофора зависит от количества электронов попа-дающих на экран (плотности электронного луча). При определенной плотности начинает светиться весь слой люминофора в зоне бомбардировки -- наступает насыщение. Дальнейшее увеличение плотности вызывает появление ореола, значительно ухудшающего качество изображения.

Время послесвечения зависит от состава люминофора. В навигационных РЛС применяются электроннолучевые трубки, обеспечивающие сохранение свечения отметки до следующего оборота антенны. После прекращения действия электронного луча яркость возбужденного участка люминофора убывает по экспоненциальному закону. Чем слабее был подсвечивающий импульс, тем меньшее количество атомов люминофора возбуждено и тем меньше начальный уровень яркости отметки.

Следовательно, яркость слабого сигнала достигает неразличимого глазом уровня раньше, чем яркость сильного сигнала. По этой причине слабые сигналы от объектов и шумы приемника совсем не сохраняются на экране или светятся короткое время, вспыхивая только в момент прохождения развертки.

2.3.8 Дальность действия

При конструировании станции технические параметры, определяющие дальность обнаружения, считываются для стандартных условий обнаружения конкретных объектов и приводятся в заводском описании станции. Максимальная дальность (энергетическая) равна:

где, Dmax - максимальная дальность обнаружения, мили;

PU - импульсная мощность, Вт ;

Pпр(min) - предельная чувствительность приемника, Вт;

GА - коэффициент направленности антенны;

SА - эффективная площадь антенны, м2;

SЭ - эффективная площадь отражения объекта, м2;

Максимальная дальность геометрическая равна:

Коэффициент направленности антенны определяется ее эффективной площадью SА и длиной волны излучаемых колебаний

Максимальная дальность геометрическая равна:

где, h1 - высота наблюдаемого объекта

h2 - высота расположения судовой антенны

2.3.9 Минимальная дальность обнаружения

где,- длительность зондирующего импульса,

Под этим подразумевается наименьшее расстояние от антенны, ближе которого нельзя обнаружить объекты. Имеется еще понятие «мертвой зоны» радиолокатора, которое не следует отождествлять с минимальной дальностью обнаружения. Разница состоит в том, что дальность обнаружения определяется лишь техническими качествами станции, в то время как мертвая зона включает в себя и условия установки антенны на данном судне.

Рис.4 «Мертвая зона» радиолокационной станции

где, и - ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости

2.3.10 Разрешающая способность по дальности

Под разрешающей способностью станции по дальности (РСД) подразумевается то наименьшее расстояние между двумя объектами, расположенными вдоль линии облучения, при котором отметки объектов наблюдаются на экране раздельно.

Рис.5 Разрешающая способность РЛС по дальности

где, dп - диаметр сфокусированного пятна на ЭЛТ

lр - длина радиальной развертки на ЭЛТ

2.3.11 Разрешающая способность по направлению

Под разрешающей способностью станции по направлению подразумевает-ся то угловое расстояние между двумя одинаково удаленными объектами, при котором их отметки наблюдаются раздельно

Рис. 6 Разрешающая способность РЛС по направлению

где,- разрешающий угол (равен ширине ДН в горизонтальной плоскости);

- диаметр светового пятна на индикаторе, град;

Разрешающий уголравен ширине ДН в горизонтальной плоскости.

Разрешающую способность станции по направлению определяют по двум одинаковым объектам небольших размеров, находящимся на расстоянии около 3 миль. Кроме того, проводят дополнительное измерение разрешающей способности станции по азимуту на шкале наиболее крупного масштаба на расстоянии 2/3 радиуса развертки.

3. Помехи радиолокационному наблюдению

При радиолокационном наблюдении на практике неизбежно встречаются различные помехи, которые нередко значительно сокращают дальность обнаружения объектов и затрудняют чтение (расшифровку) изображения. Для эффективного использования радиолокатора необходимо знать характер помех, условия возникновения и возможности уменьшения их влияния на радиолокационное наблюдение.

Туман, частицы воды тумана рассеивают и поглощают часть электромагнитной энергии, излучаемой радиолокатором, что приводит к уменьшению дальности обнаружения объектов. Чем больший путь должен пройти сигнал через туман, тем значительнее будет его ослабление, а значит и сокращение дальности радиолокационного обнаружения.

Дальность визуальной видимости находится в определенном соотношении с количеством воды в тумане. Следовательно, вызываемое туманом сокращение дальности обнаружения различных плавсредств может быть поставлено в зависимость от визуальной видимости. При визуальной видимости более 100 м сокращение дальности радиолокационного обнаружения незначительно, но при видимости менее 100 м, т. е. при плотных густых туманах, дальность радиолокационного обнаружения значительно сокращается. Имеются сообщения о сокращении дальности обнаружения на 40 и даже 50%, которое имело место при очень густых туманах.

Песчаные бури также уменьшают дальность радиолокационного обнаружения. Причем степень сокращения дальности, как и при тумане, зависит от содержания в воздухе твердых частиц. Дальность обнаружения при песчаных бурях и дымке несколько меньше, чем при тумане для одной и той же дальности визуальной видимости.

3.1 Атмосферные осадки

Количество воды, содержащейся в единице объема, зависит от интенсивности осадков, а поэтому и дальность радиолокационного обнаружения зависит от количества осадков. При малом количестве осадков отраженная ими энергия недостаточна, чтобы на экране появились сигналы, способные «забить» сигнал от объекта. Но вместе с тем ослабление сигналов уменьшает дальность радиолокационного обнаружения. Сокращение дальности обнаружения происходит не только за кет ослабления сигналов. При увеличении количества осадков наступает момент, когда отраженная от капель дождя энергия становится достаточной, чтобы вызвать свечение экрана радиолокатора, способное «забить» отметку сигнала от объекта. Этот эффект сильнее сокращает дальность обнаружения, нежели ослабление сигналов, и в этих случаях максимальная дальность обнаружения определяется расстоянием, на котором интенсивность сигнала от объекта становится равной интенсивности сигналов от осадков.

Град и снег также сокращают, хотя и менее, чем дождь, дальность радиолокационного обнаружения, но главным фактором, влияющим на дальность обнаружения, является интенсивность осадков.

3.2 Влияние волнения

При спокойном море отражение радиолокационного луча от поверхности воды близко к зеркальному и направлено в сторону от антенны. Если же на поверхности моря имеются волны, то часть отражённой от них электромагнитной энергии воспринимается радиолокатором, и на экране появляются сигналы от волн.

Мощность сигналов зависит от степени волнения и быстро уменьшается с увеличением расстояния. При небольшом волнении на экране РЛС наблюдается множество слабых сигналов, которые меняют свое место и яркость с каждым оборотом антенны. При значительном волнении сигналы от волн сгущены и засвечивают полностью большую часть площади в центре экрана. Современные судовые радиолокационные станции при высоте антенны до 20 м воспринимают сигналы от волн в радиусе до 4 миль.

Засветка центра экрана РЛС сигналами от волн в значительной степени затрудняет радиолокационное, наблюдение. Если же сигналы от объекта по силе не превосходят сигналы от волн, то обнаружить их на фоне помех невозможно.

В некоторых случаях сигналы от судов могут быть выделены среди помех от волнения. Для этого используют схему временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). Следует помнить, что если сила сигнала от другого судна не превышает силу сигналов от волн, то оно не может быть обнаружено.

Когда волнение отсутствует, то регулятор ВАРУ должен быть выведенным, так как нет необходимости уменьшать чувствительность приемника на малых расстояниях. При волнении, помехи от которого желательно уменьшить, необходимо правильно отрегулировать ВАРУ величину начального усиления. Если начальное усиление будет уменьшено незначительно, то отражение от волн по-прежнему будет давать яркие сигналы, способные забить отметки судов. Если же начальное усиление будет уменьшено очень сильно, то сигналы не только от волн, но и от других судов.

3.3 Влияние работы других радиолокаторов

Иногда на экране радиолокатора появляются сигналы в виде точек, пунктирных линий или сплошных линий. Положение таких сигналов на экране и их взаимное расположение может быть разнообразным, но наиболее часто встречаются сигналы в виде спиральных пунктирных линий.

4. Радиолокационное определение места судна

В отличие, от радиотехнических систем типа берег-судно (радиопеленгование, импульсные и фазовые системы) и спутниковых систем, судовая радиолокационная станция - автономный прибор, обычно не требующий каких-либо дополнительных береговых устройств или околоземных спутников. Однако, это ни в коем случае не дает права считать РЛС прибором, заменяющим другие радиотехнические и спутниковые средства ОМС. Радиолокатор - навигационное устройство ближнего действия, дополняющее спутниковые системы, системы средней и дальней навигации.

Радиолокатор, воспроизводя на экране план местности, позволяет объективно и с высокой точностью оценить положение судна относительно берегов или отдельно лежащих надводных опасностей. Он позволяет определять место судна, как по пеленгам отметок наблюдаемых объектов, так и по расстояниям до них. Дистанционные способы исключают ошибки в обсервациях, возникающие в результате недостатков при ОМС по пеленгам (ошибки в поправке компаса, понижение точности с увеличением расстояния до объектов наблюдения и т.п.). Пользоваться лишь радиолокационными пеленгами методами не следует, так как способ пеленга и расстояния всегда будет точнее, чем способ двух или даже трех пеленгов. Когда отметка пригодна для пеленгования, то до нее всегда можно измерить расстояние. В то же время отметки объектов, годные для измерения расстояния до них, часто оказываются непригодными для пеленгования. Поэтому из большего числа возможных способов радиолокационных определений места судна можно рекомендовать лишь следующие:

- по двум или трем расстояниям;

- по визуальному пеленгу и радиолокационному расстоянию;

- по крюйс - расстоянию;

- по нескольким радиолокационным пеленгам и расстояниям (для дальних наблюдений в качестве ориентации, но не определения места).

Первые четыре способа имеют свои модификации в зависимости от характера объектов наблюдения. Любые другие варианты использования визирного и дальномерного устройства радиолокатора не имеют практической ценности и уступают в точности перечисленным.

5. Организация радиолокационного наблюдения

Организация радиолокационного наблюдения, в том числе в условиях хорошей видимости, соответствует требованию Правила 5 МППСС - 72 об использовании для наблюдения всех имеющихся средств, с тем, чтобы полностью оценить ситуацию и опасность столкновения. Всестороннее использование РЛС - важного средства заблаговременного обнаружения других судов-целей и определения степени опасности - является одной из мер предосторожности, пренебрежение которыми может быть поставлено в вину на основании Правила 2 МППСС - 72. Радиолокационное наблюдение организуется совместно с другими видами наблюдения - зрительными и слуховыми, не заменяя, а дополняя их. При ограниченной видимости организация радиолокационного наблюдения обязательна. Термин «ограниченная видимость» означает любые условия, при которых видимость ограничена из-за тумана, мглы, снегопада, сильного ливня, песчаной бури или по каким-либо другим причинам - Правила 3 МППСС 72. Ночью, даже в условиях хорошей видимости, целесообразно использовать судовые радиолокационные средства в прибрежных водах и при следовании районами, Геде возможна встреча с малыми рыболовными судами, яхтами, буровыми платформами или другими сооружениями, которые не всегда освещены надлежащим образом. При плавании в узкостях и в районах интенсивного движения судов использование РЛС обязательно в любых условиях плавания. Каждое судно должно всегда следовать с безопасной скоростью с тем, чтобы оно могло предпринять надлежащее и эффективное действие для предупреждения столкновения и могло быть остановлено в пределах расстояния, требуемого при существующих обстоятельствах и условиях. Правило 6 МППСС - 72, перечисляя факторы, которые надлежит учитывать при выборе безопасной скорости, выделяет группу факторов, связанных с использованием РЛС:

- характеристики, эффективность и ограничения радиолокационного оборудования;

- любые ограничения, накладываемые используемой шкалой дальности;

- влияние на радиолокационное обнаружение состояния моря и метеорологических факторов, а также других источников помех;

- возможность того, что радиолокатор не может обнаружить на достаточном расстоянии малые суда, лед и другие плавающие объекты;

- количество, местоположение и перемещение судов, обнаруженных радиолокатором;

- более точную оценку видимости, которая может быть получена при радиолокационном измерении расстояния до судов или других объектов, находящихся поблизости.

Радиолокационное наблюдение не освобождает судоводителя от подачи звуковых сигналов, предписанных МППСС -72.

Обнаружив в результате наблюдения, в том числе радиолокационного, другие суда-цели, судоводитель должен в соответствии с Правилом 7 МППСС -72 оценить наличие опасности столкновения, используя для этой цели все имеющиеся средства. Пи определении наличия опасности столкновения необходимо, прежде всего, учитывать следующее:

* опасность столкновения должна считаться существующей, если пеленг приближающегося судна заметно не изменяется;

* опасность столкновения может иногда существовать даже при заметном изменении пеленга, в частности при сближении с очень большим судном или буксиром или при сближении судов на малое расстояние.

Неправильное использование или не использование РЛС для предупреждения столкновения является фактором, усугубляющим вину в случае столкновения судов. При организации радиолокационного наблюдения учитывается:

* район плавания, включая наличие навигационных опасностей, ограничивающих маневрирование;

* допустимые значения Дкр. и Ткр. сближения, а также других критериев опасности столкновения;

* линейные и временные элементы возможных маневров судна;

* технические и эксплуатационные характеристики и ограничения судовых радиолокационных средств с учетом влияния на них изменения конкретных условий плавания.

Использование РЛС наиболее эффективно, если радиолокационное наблюдение ведется непрерывно, т.е. цели обнаруживаются сразу же после их появления на экране, в противном случае цели могут быть обнаружены на значительно меньшем расстоянии или вовсе не обнаружены с помощью РЛС. Перерыв между наблюдениями за экраном РЛС зависит от района плавания, скорости хода, дистанции обнаружения объектов, взаимного положения, относительной скорости сближения. Правильная организация радиолокационного наблюдения с всесторонним использованием РЛС, а также радиолокационной прокладкой на маневренном планшете или средствами автоматизированной радиолокационной прокладки (САРП) позволяет:

- своевременно обнаруживать цели, их положение;

- выбрать маневр для расхождения;

- контроль эффективности маневра в период его расхождения;

- вводить дополнительную корректуру для обеспечения безопасности плавания при необходимости;

- безопасно вернуться на заданный или другой путь следования. Отличительной чертой деятельности судоводителя является специфичность ориентировки. В современных условиях судоводитель, управляющий судном, должен уметь обобщать полученные от приборов и путем визуального наблюдения сведения, увязывать в одно целое происходящее событие и создавать на его основе так называемые схемы предвидения. Перед выполнением какого-либо действия он должен мысленно представить, что именно он сделает, какую коман-ду подаст и каков будет результат.

6. Система автоматической радиолокационной прокладки (САРП)

В течение многих лет создавались и внедрялись различные методы, устройства и системы обработки радиолокационной информации. Традиционным методом обработки информации РЛС является прокладка на маневренном планшете эхо-сигналов цели с последующим определением элементов движения цели и маневра на безопасное расхождение. Но по мере совершенствования технической базы для автоматических систем, их эффективность возрастала и ИМКО (сейчас ИМО) Резолюцией Ассамблеи А.422 (ХI) признала, что надлежащие применение САРП окажет судоводителям помощь в правильном использовании радиолокационной информации, что в свою очередь позволит уменьшить опасность столкновений и загрязнения окружающей среды.

Ассамблея рекомендовала правительствам стран-членов ИМКО обеспечить установку на судах САРП, отвечающих требованиям ИМКО, и организовать надлежащее обучение судоводителей правильному их использованию, чтобы они понимали принципы применения этих средств их достоинства, недостатки и возможные погрешности. Уже в настоящее время международная морская организация (ИМО) подготовила новые навигационные правила, направленные на повышения безопасности судоходства, учитывающие опыт мореплавания 20 века и результаты научно-технического прогресса последнего времени.

24 сентября 1999 г. на 45 сессии Подкомитета ИМО по безопасности мореплавания завершилась работа по подготовке новой в значительной степени пересмотренной Главы 5 Конвенции СОЛАС-74. Текст новой Главы 5 в виде поправок к Конвенции был направлен на рассмотрение на 72 сессию Комитета ИМО по безопасности на море, которая состоялась в мае 2000 г. После этого текст Главы 5 был окончательно одобрен Комитетом на его 73 сессии в декабре 2000 г.

В новом Правиле 19 расширены требования в части оснащения судов:

- вместимостью 300 и более рег.т. радиолокационной станцией с электронным устройством прокладки до 10 встречных целей для определения опасности столкновения с ними

- на судах вместимостью более 500 рег.т. радиолокаторы должны иметь устройство автоматической прокладки направления и расстояния до 10 наблюдаемых целей для определения опасности столкновения.

- на суда вместимостью свыше 3000 рег.т. необходимо дополнительно устанавливать вторую РЛС (работающую в диапазоне 10 или 3 см) с устройством автоматической прокладки целей, которое на судах вместимостью более 10000 рег.т. должно быть заменено на средство автоматической радиолокационной прокладки (САРП) по крайней мере до 20 целей, способное обеспечивать проигрывание маневра для предупреждения столкновения. Были составлены рекомендации по эксплуатационным требованиям к средствам автоматической радиолокационной прокладки.

Требуемые ИМО средства автоматической радиолокационной прокладки предназначаются для обеспечения судоводителям возможности непрерывной, быстрой и точной оценки ситуации при одновременном уменьшении их рабочей нагрузки путем автоматизированного получения необходимой информации, чтобы задача расхождения со многими судами-целями могла решаться просто и эффективно. Средства САРП являются только датчиками информации, необходимой судоводителю для правильной оценки ситуации встречи с другими судами и принятия решения для успешного расхождения с ними.

Использование систем автоматической радиолокационной прокладки несомненно увеличило эффективность оценки радиолокационной информации судоводителем и повысило безопасность мореплавания.

Примером современной радиолокационной станции является «Furuno» модели FR-8252.

7. СУДОВАЯ РЛС СЕРИИ FR-8252

Дисплей РЛС серии FR-8252 изготовлен на базе яркого цветного ЖКИ размером 12.1 дюйма. Управление упрощено благодаря комбинации отдельных клавиш и трекбола.

Основные особенности следующие

Серия FR-8xx2 состоит из следующих моделей:

Выходная мощность, диапазон, антенна

Модель	Выходная мощность	Диапазон	Антенна РЛС (Длина Излучателя)
FR-8252	25 кВт	96 нм	XN-12A (4 фута) или XN-13A (6 футов)

* Изображение на ярком ЖКИ 12.1" видно даже под прямым солнечным освещении

* Дружественный интерфейс, обеспечиваемый комбинацией отдельных клавиш и трекбола

* Возможность автоматического выбора скорости вращения антенны в зависимости от диапазона (только для двигателя с 48 об/мин)

* Возможность факультативной поставки встраиваемого Автопрокладчика (ARP-11)

* Отображение данных АИС при подключении Транспондера АИС FURUNO FA-150

* Программируемые пользователем функциональные клавиши

* Функция установки РЛС для решения конкретной задачи обеспечивает настройку основных органов регулировки одним нажатием клавиши

* Монохромное - желтым или зеленым цветом, либо цветное - красным, желтым или зеленым (в порядке убывания силы эхосигнала) отображение эхосигналов.

7.1 КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ

8. ОБЗОР ПРОЦЕДУРЫ РАБОТЫ

8.1 Органы Управления

8.1.1 Дисплейный блок

Управление РЛС осуществляется при помощи органов управления дисплейного блока (и пульта дистанционного управления), которые включают 18 клавиш, обозначенных в соответствии с их назначением, три поворотные ручки и трекбол. Если вы правильно выполнили действие, прибор подает звуковой сигнал. Неправильное действие вызывает подачу прибором нескольких сигналов.

8.1.2 Пульт дистанционного управления

Факультативный пульт дистанционного управления обеспечивает управление переходом в режим излучения/ожидания, изменением диапазона и смещением изображения (30% в кормовом направлении) на удалении от дисплея.

8.2 Включение/Выключение РЛС, Работа на Передачу

Чтобы включить РЛС, нажмите клавишу POWER/BRILL в верхней части панели управления, слева от нее загорится индикаторная лампа. Чтобы выключить РЛС, нажмите клавишу и не отпускайте ее, пока не погаснет экран.

После подачи питания появляется начальный экран, сообщающий название модели РЛС, номер программы и результаты проверки ОЗУ и ПЗУ в виде ОК (В порядке) или NG (Неудовлетворительно). Если появился результат NG, попытайтесь нажать любую клавишу, кроме клавиши питания, чтобы продолжить. Если нормальная работа невозможна, попросите совет у своего дилера.

После завершения тестов появится шкала направлений и цифровой таймер. Цифровой таймер осуществляет обратный отсчет времени прогрева магнетрона, который излучает радиолокационные импульсы. Время прогрева составляет 180 секунд.

После достижения таймером нулевых показаний 0:00 появляется экран STBY (ожидание), внешний вид которого вы можете выбрать в соответствии со своими потребностями. РЛС сейчас готова начать излучение радиолокационных импульсов. Чтобы начать излучение радиолокационных импульсов, нажмите клавишу STBY/TX.

Клавиша STBY/TX переключает режимы ожидания и излучения. В режиме излучения антенна вращается, в режиме ожидания - нет. Поскольку во время использования магнетрона происходит его "старение", для продления срока его службы настоятельно рекомендуем вам переводить РЛС в режим ожидания, когда надобности в ней нет.

Быстрый запуск

В том случае, если РЛС уже использовалась и передающая лампа (магнетрон) еще теплая, вы можете перевести РЛС в режим излучения (TRANSMIT) без прогрева.

8.3 Индикации Дисплея

Конфигурация экрана, выбранная в процессе установки, возможна трех типов: "Sea" (море), "River" (река) и "IEC" (МЭК), стандартной является "Sea". Большая часть описания данного руководства использует конфигурацию "Sea". Основное различие между конфигурациями Sea, River и IEC- в эффективной области экрана - она эллиптическая у типов Sea и River и круглая у типа IEC.

8.4 Регулировка Яркости Изображения, Подсветки Панели

Регулировка яркости изображения и подсветки панели производится следующим образом:

1. Кратковременно нажмите клавишу POWER/BRILL, чтобы вызвать диалоговое окно Brill/Panel.

2. Нажмите клавишу ENTER, чтобы выбрать Brill или Panel - смотря, что вам нужно отрегулировать.

3. Вращением трекбола влево или вправо произведите регулировку. (Для регулировки яркости вы можете также использовать клавишу POWER/BRILL.)

4. Нажмите клавишу CANCEL/HL OFF, чтобы закрыть окно.

8.5 Обзор Меню

Редко используемые функции управляются через меню, которое состоит из 15 меню и 5 субменю. Ниже приведена основная процедура работы с меню.

1. Нажмите клавишу MENU, чтобы открыть меню.

2. Вращением трекбола выберите меню или субменю. По мере вращения трекбола желтый курсор (высвечивание) в колонке MENU указывает выбранное в данный момент меню, а пункты меню меняются в соответствии с выбранным меню.

Описание меню

Brill/Color: Выбор цвета, регулировка яркости колец дальности.

Display: Управление функциями дисплея.

Echo: Регулировка радиолокационных эхосигналов.

Target Trails: Обработка следов целей.

Mark: Обработка таких меток, как ПКД и ЭЛВ.

Custom 1 - Custom 2: Настройка РЛС для конкретной навигационной ситуации "одним нажатием"

Tuning: Регулировка настройки РЛС.

GPS Buoy: Настройка дисплея буев GPS.

Target: Настройка целей Автопрокладчика и АИС.

ARP: Настройка дисплея Автопрокладчика.

AIS: Настройка дисплея АИС.

GPS: Настройка приемника FURUNO GPS, сопряженного с данной РЛС.

System:

Initial: Исходные установки.

Factory: Диагностика системы и проверка ЖКИ.

Installation: Пункты для настройки в процессе монтажа. Недоступно для пользователя. Sector Blank 1, Sector Blank 2: Настройка для отключения излучения в определенном секторе.

3. Нажмите клавишу ENTER, чтобы передать управление в колонку пунктов меню. С этого момента курсор в колонке меню станет серым, а курсор в колонке пунктов меню - желтым, показывая, что теперь управление передано в колонку пунктов меню.

Для переключения управления между колонкой меню и колонкой пунктов меню используйте клавишу CANCEL/HL OFF. Цвет строки заголовка активной колонки - синий, а цвет строки заголовка неактивной колонки - серый.

4. Вращением трекбола выберите нужный пункт меню и нажмите клавишу ENTER. Появится окно с опциями для соответствующего пункта меню.

Например, нижеприведенное окно демонстрирует опциидля Color из меню Target Trails.

5. Вращением трекбола вверх или вниз выберите подходящую опцию.

6. Нажмите клавишу ENTER, чтобы сохранить свой выбор. Чтобы закрыть окно без сохранения, нажмите клавишу CANCEL/HL OFF (вместо клавиши ENTER).

7. Нажмите клавишу ENTER, чтобы закрыть меню.

В соответствии с требованиями МЭК, меню на РЛС IEC-типа автоматически закрываются, если в течение 10 секунд нет никаких действий с меню. Однако, нижеперечисленные меню и экраны являются исключениями из этого правила: Сообщение тревоги, Самоконтроль GPS, Монитор спутников, Диагностика, Испытательные таблицы ЖКИ, первоначальная регулировка настройки и настройка автоматической установки.

В конфигурации "River" или "Sea" меню автоматически не закрываются.

8.6 Настройка

Настройка приемника РЛС может производиться автоматически или вручную, по умолчанию устанавливается автоматический метод настройки. Если вам нужна ручная настройка, сделайте следующее:

1. При помощи клавиши RANGE установите диапазон 48 миль.

2. Нажмите клавишу MENU, чтобы открыть главное меню.

3. При помощи трекбола выберите Tuning и нажмите клавишу ENTER.

4. При помощи трекбола выберите Tuning Mode и нажмите клавишу ENTER.

5. Выберите Manual и нажмите клавишу ENTER.

6.Выберите Manual Tuning и нажмите клавишу ENTER. Появится представленное ниже окно.

7. Вращением трекбола вверх или вниз отрегулируйте настройку, наблюдая за полосой настройки в правом верхнем углу. Наилучшая точка настройки соответствует максимальному отклонению полосы настройки. Вертикальная линия на полосе настройки показывает положение "ручки" настройки, а не состояние настройки.

Индикатор настройки

8. Нажмите клавишу ENTER.

9. Нажмите клавишу MENU, чтобы закрыть меню.

8.7 Режимы Представления

Данная РЛС имеет следующие режимы представления:

Относительное Движение ( ОД)

Head-up: Нестабилизированное изображение. Направление движение ориентировано в верх экрана.

Course-up: Стабилизированное компасом изображение, ориентированное относительно судна. Шкала направлений вращается, чтобы поместить в верх экрана направление движения судна (заданный курс) в момент выбора данного режима.

North-up: Стабилизированное компасом изображение, ориентированное относительно севера. Шкала направлений неподвижна.

Истинное Движение (ИД)

North-up: Стабилизированное относительно грунта или моря изображение; стабилизация обеспечивается компасом и информацией о скорости. Собственное судно перемещается по экрану. Берега и море неподвижны.

8.7.1 Выбор режима представления

Чтобы выбрать нужный режим представления, последовательно нажимайте клавишу MODE. Используемый режим представления указывается в левом верхнем углу экрана.

Все режимы, кроме head-up, требуют ввода сигнала о направлении движения в формате AD10 или NMEA Если сигнал о влении движения исчезает , режим представления изменяется на head-up, а метка севера пропадает. Более того, показания направления движения принимают вид ХХХХ, а в области дисплея сообщений тревоги появляется сообщение "GYRO"(формат данных AD-10) или "NMEA-HEAD" (формат данных NMEA). Восстановите сигнал гирокомпаса и проверьте согласование.