4.雷达显示方式及ARPA简介

2020/2/747-1第四讲雷达显示方式和ARPA雷达简介教学目的：掌握雷达的显示方式；了解ARPA雷达的基本功能；掌握ARPA雷达显示模式及危险判断。重点难点：雷达的显示方式及利用ARPA显示参数判断危险目标。2020/2/747-2一、雷达的显示方式（一）显示方式分类（二）相对运动的显示方式（三）真运动的显示方式2020/2/747-3（一）显示方式分类从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分：相对运动显示方式RM(RelativeMotion)真运动显示方式TM(TrueMotion)以荧光屏正上方的指向划分：船首线向上HUP(HeadUp)；指北向上NUP(NorthUp)；航向向上CRSUP(CourseUp)。一、雷达的显示方式2020/2/747-4（二）相对运动的显示方式特点：①代表本船位置的扫描中心不动；②周围物标相对于本船作相对运动，固定目标则与本船等速反向移动；③无需航速输入。是雷达常用的一种显示方式。包括：1、船首向上(HUP)图像不稳定显示模式；2、指北向上(NUP)图像稳定显示模式；3、航向向上(CRSUP)图像稳定显示模式。一、雷达的显示方式2020/2/747-51、船首向上显示模式无需输入罗经航向，用HUP表示。特点：（1）船首方向在荧光屏方位圈上为0°，由此读取的其他物标方位是相对方位(即舷角)——“相对方位显示方式”。（2）本船转向时，船首线始终指向固定刻度圈0°不动，而周围目标则向相反方向以本船为中心作圆周运动，在目标后面留下一段弧形尾迹，影响观测。它是一种图像不稳定的模式。一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-6优点：非常直观，屏面上图像分布情况与雷达操纵使用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致，特别是目标在屏面上的方向是舷角，对于判断是否有碰撞危险十分方便，是最常用的一种显示方式。不足：转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。一、雷达的显示方式——相对运动显示船首向上显示模式的优缺点2020/2/747-72、指北向上显示模式需要输入罗经航向，用NUP表示。特点：（1）方位圈0°在荧光屏正上方并代表罗北，船首线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上的读数是真方位——“真方位显示方式”；（2）本船转向时，船首线始终跟踪实际航向而随之转动。其它目标按自己的航速、航向运动。一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-8指北向上显示模式优缺点：优点：可方便地测得目标的真方位，且在本船转向或船首偏荡时，目标回波在屏面上不动，屏面图像仍十分清晰，因此在观测、定位时十分方便，故又称其为“稳定显示模式”。不足：当航向在090°～270°之间，特别是180°附近时，船首线指向屏面下方，观测十分不习惯，容易搞错左右舷角，这对避碰操作是十分不利的。一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-93、航向向上显示模式需要输入航向，用CRSUP表示。特点：（1）船首线指向屏面上方，图像与视外景一致，非常直观；（2）一般配有陀螺罗经稳定的可动方位圈或电子方位刻度圈，可读目标的真方位和舷角；一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-103、航向向上显示模式需要输入航向，用CRSUP表示。特点：（3）本船转向时，船首线随航向转动，固定目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、清晰。当航向改变完毕，只要按一下“新航向向上”(NewCourseup)按钮，则船首线、图像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固定方位刻度圈的0°为止。因此，它总是可以保持直观的观测。一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-113、航向向上显示模式优点：结合了船首向上和指北向上的优点，克服了两种显示模式的不足。不足：使用起来不方便，特别是在高速运动和转向时，恢复时间受到了一定的限制。一、雷达的显示方式——相对运动显示2020/2/747-12（三）真运动的显示方式特点：代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其真实航向及成比例航速在屏面上进行移动，而固定目标回波不动。需要输入航向、航速。分类：按速度类别来分，包括：对水真运动与对地真运动显示方式，避碰用对水真运动方式更准；按速度输入源来分，包括：计程仪真运动和模拟真运动。一、雷达的显示方式2020/2/747-131、北向上真运动显示方式特点：显示屏正上方代表北，船首线指向实际航向值，本船转向时船首线移动，其它目标按原来的运动方式不变；一、雷达的显示方式——真运动显示方式按屏幕上方指向分，包括：北向上显示方式与航向向上显示方式；2020/2/747-14北向上真运动显示方式优缺点：优点：直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情况一样，在狭水道航行时更有利。不足：当航向处在090°～270°之间时，观测、使用就会不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对避让及航行会造成不利。一、雷达的显示方式——真运动显示方式2020/2/747-152、航向向上真运动显示方式特点：与相对运动航向向上显示方式一样，唯一的区别是：扫描中心与实际速度成比例地在屏幕上移动。一、雷达的显示方式——真运动显示方式2020/2/747-16（四）两大显示方式的比较需要外接信号情况相对运动：无需外接信号或只需航向信号。真运动：需要航向、航速信号。图像稳定情况相对运动：一种图像不稳定显示，另两种图像稳定显示。真运动：全都属于图像稳定显示。一、雷达的显示方式2020/2/747-17各显示模式的全称相对运动船首向上图像不稳定的相对运动显示模式指北向上图像稳定的相对运动显示模式航向向上图像稳定的相对运动显示模式真运动指北向上图像稳定的真运动显示模式航向向上图像稳定的真运动显示模式一、雷达的显示方式2020/2/747-18二、ARPA简介ARPA：AutomaticRadarPlottingAid的缩写，中文译成“自动雷达标绘仪”它能人工或自动捕捉目标，捕获后自动跟踪目标并以矢量形式在显示器屏幕上显示目标的航向和航速。可由操作者设定最近会遇距离(CPA)和到达最近会遇距离的时间(TCPA)的允许界限，当目标的CPA、TCPA小于所设定的允许界限时，会以各种方式(视觉或音响)报警，提醒驾驶员采取避让措施。2020/2/747-19二、ARPA简介ARPA设有数据显示器，显示目标六数据（方位、距离、航向、航速、CPA、TCPA）。由于一些技术及成本上的原因，以往的ARPA功能只能在大型雷达上实现。但目前在雷达开发和生产中一直处于世界领先地位的英国雷松公司率先在中小型雷达上实现了ARPA功能。R80和RL80C系列的雷松雷达可以同时跟踪十个目标并附带数据盒显示目标六数据。对船舶避碰、导航提供很大的帮助。2020/2/747-20二、ARPA简介O(本船)SHM(0°)VTVOt2t1t3t3t1Tt22020/2/747-21O(本船)目视线目标标绘期间真运动目标的视运动DCPA两船保向保速时预计的视运动SHM(0°)T1(目标)－VOVTVRVOT.M.L(CPA)AT2R.M.LB二、ARPA简介2020/2/747-22避碰标绘结论：当DCPA=0时，目标船将与本船相遇于CPA处，即两船相碰。为避免两船相碰，应该使得DCPA不能小于某一设定值minDCPA。二、ARPA简介2020/2/747-23（一）ARPA系统组成及各部分作用二、ARPA简介X/S波段雷达罗经计程仪外存器预处理输入/输出接口目标检测录取跟踪器计算机PPI综合显示器数据显示器ARPA控制台ARPA电源回波原始视频触发脉冲天线角位置及传授信号触发脉冲报警目标数据布置跟踪操作指令操船指令中频电源2020/2/747-24二、ARPA简介（二）ARPA避碰工作过程雷达陀螺罗经计程仪信号预处理与目标检测录取跟踪器计算航行与避碰数据危险船试操船转向变速设置MINCPAMINTCPA目标超过20个报警NO保持航向航速声光报警YES试操船航向航速避碰规则解除报警变速指令转向指令转向变速逐个/全部清除2020/2/747-251、按ARPA系统与雷达的组合方式分：分立式：雷达显示器ARPA显示器分开，两显示器图像可对照观测分析，但设备多、贵。组合式：两显示器合二为一，成本低、设备简化。现被大多数ARPA系统采用。CB-180雷达属于组合式ARPA系统。二、ARPA简介（三）ARPA分类2020/2/747-262、按显示目标运动方式分：（1）矢量型：用矢量表示被跟踪目标的动态。为目前大多数ARPA系统所采用。分相对矢量和真矢量方式：相对矢量：屏幕上可观测CPA、TCPA值，可快速判断存在碰撞危险的目标。真矢量：屏幕上可观测目标的真航向、真航速及态势角。二、ARPA简介（三）ARPA分类2020/2/747-272、按显示目标运动方式分：（2）PAD型：用矢量前方的六角形表示预测危险区PAD（PredictedAreaDanger）。也有真矢量型和相对矢量型。特点：避碰应用直观简便。注：只有SPERRY公司的ARPA采用。二、ARPA简介（三）ARPA分类2020/2/747-283、按显示器的扫描方式分：（1）径向圆扫描：沿用常规船用雷达扫描方式。（2）光栅扫描（raster-scan）：为近年新生产的ARPA采用，具有高亮度、高分辨力特点。CB-180采用光栅扫描。二、ARPA简介（三）ARPA分类2020/2/747-29（四）ARPA显示信息及显示方式1、ARPA显示信息包括数字显示器及综合显示器显示的信息。（1）数字显示器显示的信息：目标六参数：方位、距离、真航向、真航速、CPA、TCPA；本船参数：航向、航速。二、ARPA简介2020/2/747-30（2）综合显示器显示的信息综合显示器：显示回波图像和各种字符。回波图像：数字视频（处理视频）或者原始图像。①定性符号：录取符号：□、＋、○、×等；目标性质符号：安全目标：⊙•等；危险目标：△、○、◇等；紧急危险目标，常以危险目标闪烁表示。二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式2020/2/747-31（2）综合显示器显示的信息①定性符号：跟踪目标编号闪烁，夜间编号旁边显示“T”；闯入警戒区目标：、○、▽、刚丢失目标：○、□、∠、六边形PAD符号闪烁；正被指定读数的目标：△、×，套在目标位置上的录取符：○、×，套在目标编号上：□等等。指北符号：︱或￤。二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式2020/2/747-32（2）综合显示器显示的信息②定量符号：包括相对矢量RV、真矢量TV。起点表示当前位置，方向表示运动方向，长度表示设定时间内的预测航程。③图示符号：PPC，用“○”表示；PAD，用六边形表示。港口轮廓：用线段、点、圆圈等表示。导航线：人工设置二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式2020/2/747-33（2）综合显示器显示的信息③图示符号：限制线：用虚线或直线段画出陆地、岛屿限制线，以限制ARPA自动录取、跟踪处理，提高自动录取目的性。历史航迹：用连续小圆点•••表示。历史航迹的作用：a、用于判断目标是否机动；b、用于检查跟踪是否正常。二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式2020/2/747-34（2）综合显示器显示的信息④字母及数字A、B、C、D、…T：表示已录取跟踪目标的序号。只有第一个被录取跟踪的目标编号“A”，其他暂存在RAM中，指定读数时才显示其编号。T：正在试操船状态，显示试操船模拟画面（有的ARPA显示“SIM”或“TRIAL”）。1、2、3等数字：表示故障序号。二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式2020/2/747-35二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式矢量型ARPA显示图例＋••录取初始录取未被跟踪保向保速转向危险目标非常危险目标闯入目标刚丢失报警2020/2/747-3