Теневые сектора.

Антенна РЛС должна быть установлена таким образом, чтобы на всех азимутах при вращении антенны на пути распространения зондирующих сигналов не было препятствий. Учитывая наличие на судне нескольких мачт, дымовых труб и т. д. ,при работе РЛС возникают слепые сектора, прием отраженных сигналов в которых невозможен, и теневые сектора, в которых мощности отраженных от целей сигналов уменьшаются в несколько раз. За счет дифракции (эффект огибания препятствий) слепые и теневые сектора для S- радаров уже, так как длина волны больше. Наличие слепых и теневых секторов нельзя не учитывать при практической работе РЛС. Теневые сектора необходимо определить и составить диаграмму. Определение слепых и теневых секторов необходимо определять в море ( не рекомендуется в порту из-за наличия многих посторонних объектов). Определение производится путем пеленгования темных секторов на взволнованной поверхности моря или по бую, а также с помощью шлюпки, обходящей судно. При плавании судна теневые сектора надо просматривать путем отворота судна на теневой угол.

Ложные цели на экране рлс.

При ряде условий при работе РЛС на шкалах малой дальности, когда особенно важно знать реальное положение и маневры целей, на экране РЛС появляется одна или несколько ложных целей. Эти цели ничем не отличаются от реальных целей. Поэтому важно знать типичные случаи, когда на экране РЛС появляются ложные цели. Побочные ложные цели из-за переотражений зондирующих сигналов от препятствий, находящихся на борту судна. Такими препятствиями могут быть мачты, труба, контейнеры на борту судна и другие. Эти препятствия могут служить источниками появления побочных ложных целей Ложные цели появляются на шкалах малой дальности, если недалеко от судна расположена реальная цель. Сигнал, отразившись от реальной цели возвращается тем же путем, создавая на экране отметку. Часть электромагнитной энергии, излучаемая антенной, когда она повернется в сторону трубы (фок-мачты) отражается от нее и распространяется в сторону реальной цели. Отразившись от цели сигнал возвращается тем же путем, создавая ложную цель (цель- труба- антенна) в направлении трубы. Побочные ложные цели из-за переотражений зондирующих сигналов от препятствий, находящихся вне судна. Препятствия, находящиеся вне судна, также могут создавать ложные цели. Например, железный пакгауз, находящийся на берегу, формирует ложную цель за пакгаузом, причем ложная цель располагается на большем удалении, чем реальная цель-судно. Другой пример, судно идет по каналу и впереди судна расположен железный мост через канал. Зондирующий сигнал РЛС отражается от моста, затем от судна, затем снова от моста и формирует на экране РЛС побочную ложную цель по другую сторону от моста на таком же расстоянии, на котором находится судно от моста. Нужно заранее знать, что такой случай возможен, чтобы ложную цель не принять за реальную. Ложные цели, вызываемые боковыми лепестками диаграммы направленности антенны. В этом случае зондирующий сигнал отражается от реальной цели на истинном азимуте в направлении главного лепестка диаграммы направленности антенны и на ложных азимутах в направлениях боковых лепестков антенны. Реальная и ложные цели отображаются на одинаковом расстоянии от собственного судна, но на разных пеленгах. Множественные ложные цели могут возникать, когда целью является большое близко проходящее судно. Возможен и другой случай, когда небольшое судно, находящееся на близком расстоянии, на экране РЛС фиксируется как огромный объект, протяженный по азимуту. Из-за боковых лепестков главный луч антенны расширяется в несколько раз, разрешающая способность по азимуту падает во столько же раз.

Ложные цели от токонесущих кабелей (линий электропередач).

Электромагнитное поле, окружающее силовой кабель с током, воздействует на сканирующий луч, создавая на экране РЛС ложную цель, расположенную на трассе кабеля в направлении, перпендикулярном от судна к кабелю. При этом кабельная трасса не видна. Возможны два варианта. Первый, когда судно идет по каналу, перпендикулярно курсу судна поперек канала проходит токонесущий кабель. Судно на экране РЛС видит ложную цель прямо по курсу судна, делает попытку уклониться от цели вправо, но цель снова возникает по курсу судна. Второй случай, когда токонесущий кабель проходит поперек канала, но не под прямым углом относительно курса судна. При приближении судна к кабелю ложная цель смещается к центру канала, где проложен курс судна. Чтобы избежать столкновения с ложной целью, судно делает поворот вправо, но цель оказывается прямо по курсу. Создается впечатление, что столкновение неизбежно.

Ложные цели, образующиеся от удаленных объектов на последующих ходах развертки.

Такие ложные цели возникают, как правило, при сверхрефракции. Сигналы от объектов находящихся на расстояниях больших чем действующая шкала дальности, в обычных условиях на экране РЛС не появятся в связи с тем, что достигнут антенны, после того как закончился рабочий ход развертки и электронный луч вернется в исходное положение. Если отраженный сигнал по причине сверхрефракции вернется к антенне через промежуток времени, превышающий период посылки зондирующих импульсов, т. е. когда начнется новый ход развертки, то он даст засветку цели на экране РЛС по азимуту объекта, но в расстоянии от центра развертки, соответствующем этому времени превышения периода следования зондирующих импульсов. Ложные отметки чаще всего наблюдаются на тех шкалах, где частота посылок зондирующих импульсов выше (малые шкалы).

Ложные цели из-за взаимных помех.

На экране РЛС зачастую появляются помехи, маскирующие полезные отраженные сигналы от целей. Источниками помех могут быть взаимные помехи от других радиотехнических средств, в частности от РЛС проходящих судов. Как правило, частоты следования зондирующих импульсов собственной РЛС и РЛС окружающих судов неодинаковы. Это случай несинхронных помех. Несинхронная импульсная помеха отображается на экране РЛС в виде спирали, а при одновременном воздействии нескольких несинхронных помех в виде нескольких спиралей. Спирали разворачиваются от центра экрана к его краям. Так как мощность взаимных помех велика, то прием сигналов мешающих РЛС, производится не только главным лепестком антенны, но и боковыми лепестками. Если частота следования импульсов взаимной помехи совпадает с частотой следования зондирующих импульсов собственного судна (помеха синхронна), то мешающее действие помехи отображается на экране РЛС в виде окружности.

Ложные цели от облаков и гидрометеоров.

Отражения от облаков, дождя, снега создают засветку в пределах дальности действия РЛС. Помехи от них имеют вид отдельных пятен с различными границами и различной яркостью. Засветку от облаков и гидрометеоров ошибочно можно принять за часть суши или остров. Только быстро меняющаяся форма пятна и большая скорость перемещения могут указать на то, что это помеха. Такие засветки могут не только маскировать цели, находящиеся в зоне осадков, но и затенять цели, располагающиеся позади этой зоны.

Тема № 9 (1 час)

Радиолокационные активные ответчики.

Радиолокационный активный ответчик представляет собой приемопередающее устройство, которое работает не самостоятельно и не непрерывно, а посылает ответные сигналы только после приема зондирующих сигналов судовой (авиационной) РЛС. Радиолокационные активные ответчики предназначены для надежного обнаружения целей, на которых устанавливается ответчик. Радиолокационные активные ответчики разделяются на радиолокационные маяки- ответчики (РМО), или РАКОНЫ (RADAR BEACON) и судовые радиолокационные ответчики (РЛО). РМО устанавливаются на маяках, светящихся знаках, буях или в условленных местах, координаты которых известны. РМО излучают ответные сигналы на запросы судовых РЛС. РМО разделяются на три класса: большой дальности (до 26 м. миль), средней дальности (8 – 15 м. миль) и малой дальности (до 6 м. миль). РЛО устанавливаются на судах, спасательных шлюпках и плотах и используются для обнаружения судна или спасательного средства, а также могут применяться для автоматической передачи информации о параметрах движения судна. РЛО излучают сигналы на запросы судовых или авиационных РЛС на длине волны 3см. РМО большой дальности устанавливаются на береговых навигационных знаках на высоте 30 м. над уровнем моря. РМО средней дальности устанавливаются на навигационных знаках (плавучие маяки, большие буи), а также на береговых знаках на высоте менее 30м. над уровнем моря. РМО малой дальности предназначены для установки на буях или знаках, ограждающих входы в порты (гавани) и др.

Структурная схема ответчика.

ПРИЕМНИК

А П

КУ

КУ

ПЕРЕДАТЧИК

Сигнал судовой РЛС принимается антенной ответчика и через антенный переключатель (АП ) поступает в приемник. Усиленные приемником сигналы с выхода приемника поступают в кодирующее устройство (КУ), которое вырабатывает кодовую комбинацию импульсов, соответствующих буквам азбуки Морзе. Кодирующее устройство (КУ) запускает передатчик и сигнал передатчика через антенный переключатель (АП) поступает в антенну и излучается в пространство. Антенна ответчика щелевая кругового или секторного обзора.

Тема № 10 (6 час.)

Средства автоматической радиолокационной прокладки.

Средства прокладки движения целей на экране РЛС делятся на три вида: Средства электронной прокладки (СЭП), Electronic Plotting Aids (EPA). Средства автосопровождения (САС), Automatic Tracking Aids (ATA). Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП), Automatic Radar Plotting Aids (ARPA). Средства электронной прокладки (СЭП) по стандарту IMO допустимы на экранах РЛС, устанавливаемых на судах с водоизмещением до 500 тонн. Прокладка движения цели выполняется при стабилизации курса судна с помощью гирокомпаса или магнитного компаса. Электронная запись текущего положения цели производится с помощью джойстика и маркера. С помощью джойстика маркер накладывается на цель, которая выбрана для плотирования. Через интервал времени 30 сек. - 15 мин. операция повторяется. В специальном окне высвечивается формуляр цели: номер, дальность, азимут, истинный курс, скорость, дистанция кратчайшего сближения D_кр. (Closest Point of Approach – СРА) и время кратчайшего сближения Т_{кр ((}(Time Closest of Approach -TCPA). Данные формуляра рассчитываются на основе двух последних положений цели, отмеченных маркером. Средства автосопровождения (САС) – это упрощенный вид САРП. САРП совместно с РЛС предназначены для повышения безопасности судов в районах интенсивного судоходства, вблизи берегов, в зонах разделения движения, в узкостях и по фарватерам в любых гидрометеорологических условиях. САРП – датчик информации, необходимый судоводителю для правильной оценки ситуации встречи с другими судами и принятия обоснованного решения для успешного расхождения с ними. САРП выполняет вторичную обработку радиолокационной информации и позволяет производить: Ручной и автоматический захват целей и их сопровождение Отображение на экране индикатора векторов относительного или истинного перемещение целей. Выделение опасно сближающихся целей по установленным критериям: расстоянию кратчайшего сближения D_кр. и времени кратчайшего сближения Т_кр. Индикацию на буквенно-цифровом табло основных параметров движения и элементов сближения целей. Проигрывание маневра курсом и скоростью для безопасного расхождения. Автоматизированное решение навигационных задач: счисление пути судна, определение суммарного сноса. Отображение элементов содержания навигационных карт. Отображения АИС – символов. Определение обсервованных координат местоположения судна на основе радиолокационных измерений.

Структурная схема РЛС с САРП.

РЛС с САРП состоит из датчиков информации, сопрягающих устройств и устройства обработки и отображения, являющегося индикатором ситуаций. В качестве датчиков информации применяются одно или двухдиапазонные судовые РЛС, лаг и гирокомпас. Двухдиапазонная РЛС состоит из антенны 3 и 10 см. диапазонов. От РЛС поступают следующие данные: текущее значение курсового угла антенны, видеосигналы об окружающей обстановке и импульсы синхронизации. От лага и гирокомпаса поступает соответственно информация о скорости V_сс и курсе К_сс собственного судна. В режиме автоматической радиолокационной прокладки (АРП) РЛС, выполняя обычные функции, является одновременно основным датчиком информации об окружающей обстановке. Импульсы синхронизации в дальнейшем используются для синхронизации канала синхронизатора. Информация о курсовом угле антенны после преобразования и кодирования используется в ряде трактов САРП. Данные лага о скорости и гирокомпаса о курсе судна после преобразований используется для формирования вектора скорости собственного судна, для вычисления навигационных параметров наблюдаемых целей. Если информация от датчиков поступает в аналоговой форме, то для ввода ее в цифровой процессор или вычислительную машину используются сопрягающие устройства, обеспечивающие преобразование данных в дискретную форму для ее дальнейшего кодирования, преобразования и ввода в цифровой процессор и другие тракты САРП. Преобразователь курсового угла антенны предназначен для преобразования углового положения антенны в последовательность импульсов или кодовую последовательность. Квантователь предназначен для квантования видеосигналов по амплитуде и по времени (дальности). Преобразователи скорость – цифра и курс – цифра служат для преобразования аналоговых значений скорости и курса собственного судна в цифровую форму. Информационно- вычислительный канал предназначен для приема, обработки, вычисления и хранения информации и выдачи ее в устройство отображения. Канал синхронизации предназначен для синхронизации работы всех каналов системы. В канале видеосигналов формируется видеосигнал, который смешивается с дополнительными импульсами и служебными метками и подается для отображения на монитор. В канале пеленга антенны формируется последовательность импульсов или кодовая последовательность, соответствующая текущему значению пеленга антенны. Устройство отображения первичной и вторичной информации состоит из канала разверток, канала управления, контроля и индикации, монитора и цифровых табло. Канал управления, контроля и индикации (КУКИ) предназначен для формирования сигналов управления работой системы и индикации положения органов управления, сигналов контроля, формирования команд управления и др. КУКИ позволяет вести обмен информацией между оператором и САРП. С помощью органов управления и меню можно запросить нужную информацию: вторичный процессор выдаст запрашиваемую информацию на экран монитора и цифровое табло.

Формуляры – перечни навигационных параметров целей.

Формуляр цели, взятой на автосопровождение САРП, содержит следующие данные: Идентификационный номер цели. Дистанция кратчайшего сближения. Время кратчайшего сближения. Пеленг цели. Дистанция до цели. Истинная скорость цели относительно грунта или истинная скорость относительно воды. Истинный курс цели относительно грунта или курс цели относительно воды. Относительный курс цели. Относительная скорость цели. Дистанция, на которой цель пересечет курс собственного судна. Время, когда цель пересечет курс собственного судна. Формуляр АИС – целей содержит: Идентификационный номер ММSI АИС – целей. Дистанция кратчайшего сближения АИС – целей. Время кратчайшего сближения АИС – целей. Навигационный статус АИС – целей. Истинный курс АИС – целей. Скорость поворота АИС – целей. Пеленг АИС – целей. Дистанция до АИС – целей. Курс относительно грунта АИС – целей. Скорость относительно грунта АИС – целей. Широта АИС – целей. Долгота АИС – целей. Относительный курс АИС – целей. Относительная скорость АИС – целей. Дополнительно могут быть получены следующие данные: Идентификационный номер. Наименование судна. Позывной судна. Дистанция, на которой цель пересечет курс собственного судна. Время, когда цель пересечет курс собственного судна.

Ручной и автоматический захваты целей на автосопровождение.

САРП обеспечивает два способа захвата целей на автосопровождение: ручной и автоматический. Ручной захват целей выполняется оператором путем установки на выбранную цель маркера и нажатия клавиши «сопровождение». Сопровождение цели может быть прекращено с помощью клавиши «сброс». В процессе сопровождения измеряются навигационные параметры цели, которые отображаются на экране ИКО в виде вектора направления движения цели (Tracked Target Speed Vector). Конец вектора указывает на положение цели через интервал времени, выбираемой оператором (длина вектора). В специальном окне на экране ИКО высвечивается формуляр цели. Автоматический захват целей выполняется без участия оператора в охранной зоне вокруг собственного судна. Границы охранной зоны устанавливаются оператором. Захват обеспечивается при скорости движения целей до 100 узлов. Цель берется на автосопровождение за время не более 1 мин, вектор движения цели формируется на экране ИКО через интервал времени не более 3 мин. Охранные зоны могут быть разные по форме. Охранные зоны в виде двух концентрических колец. С помощью двух секущих линий может выбираться действующая величина охранной зоны или в виде двух усеченных колец, причем длина и ширина усеченных колец разная и выбирается оператором. В режиме ручного захвата отбор целей на автосопровождение может быть как в охранной зоне, так и вне ее. В режиме автоматического захвата целей с оператора снимается часть нагрузки, но на экране ИКО появляется избыток векторов при большом количестве сопровождаемых целей. В данном случае САРП берет и опасные и безопасные цели. В ручном режиме захвата целей, несмотря на потерю времени для захвата целей, оператором отбираются те цели которые его интересуют. В условиях больших помех от моря и гидрометеоров (дождь, снег), при нахождении судна вблизи берега предпочтительнее ручной захват целей и его следует считать основным.

Режим работы САРП с наложением карты на радиолокационное изображение.

Режим работы САРП с наложением электронной карты на радиолокационное изображение носит название Overlay. Электронные карты в режиме Overlay должны быть векторными, геодезическая система координат – WGS – 84. Этот режим может работать, когда получены координаты собственного судна по приемнику GPS, а также истинный курс судна от гирокомпаса. Если эти данные пропадают, то по прошествии одной минуты электронная карта перестает отображаться на экране ИКО. Во время поворота судна происходит рассогласование картографического и радиолокационного изображений, но оно исчезает после одного оборота антенны. На электронной карте, чтобы не затенять радиолокационное изображение, избирательно могут отображаться: контуры безопасных глубин, контуры различных зон (запрещенные зоны для плавания , зоны активного рыболовства, зоны разделения движения судов и др.), различные надводных и подводных объектов, берег с характерными высотами. В режиме относительного движения, когда на ИКО центр неподвижен, изображение электронной карты смещается в направлении, противоположном вектору движения судна. В режиме истинного движения изображение электронной карты неподвижно. Изображение скачками меняется при перебросе положения собственного судна. Ориентация изображения электронной карты согласовано с ориентацией радиолокационного изображения в режимах север стабилизированный и курс стабилизированный.