Использование рлс для расхождения судов.

РЛС, используемые для целей судовождения, представляют собой импульсные радионавигационные средства, работа которых основана на, измерении направления и расстояния до ориентира, которые отразили излучаемые РЛТ импульсы. По своей сути навигационные РЛС являются дальномерно-азимутальными средствами.

РЛС позволяет решать следующие задачи:

• определять место судна по ориентирам, путем измерения пеленгов и расстояний;

• опознавать береговую черту и глазомерно ориентироваться в стесненных условиях;

• обнаруживать надводные навигационные опасности и ориентиры, лед, районы ливневых и снежных зарядов;

• обнаруживать встречные суда, наблюдать за их перемещением, определять элементы их движения и безопасно расходиться с ними;

Качество работы РЛС определяется по тактико-техническим характеристикам, которые подразделяются на: технико-эксплуатационные и навигационные.

Технико-эксплуатационные - основными из них являются:

1. Длина волны  составляет 3,2 см и 10 см. Эти волны хорошо проходят сквозь туман, дождь и снегопад. 10 см диапазон обеспечивает меньшее ослабление сигналов при сильных осадках, но обладает меньшей разрешающей способностью по углу и дальности.

2. Длительность _u и период повторения Т_и импульсов у современных РЛС _u = 0,05 - 1,0 мкс; эта характеристика определяет минимальную дальность действия и разрешающую способность. Период повторения Т_u составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч микросекунд и зависит от выбранной шкалы дальности.

3. Ширина луча антенны определяется углом, в пределах которого мощность снижается на половину от ее значения в главном направлении. В современных РЛС применяется узкий луч 0,5 - 2,0° в горизонтальной плоскости, который обеспечивает высокую разрешающую способность по углу. В вертикальной плоскости ширина луча составляет 15 - 25°, которая обеспечивает устойчивый обзор при качке судна.

4. Частота вращения антенны составляет 20 - 30 об/мин., и определяет периодичность обновления информации на экране РЛС и работу системы САРП. У судов, плавающих по рекам, частота вращения антенны 60 об/мин.

5. Диаметр экрана определяет масштаб развертки и разрешающую способность РЛС. В настоящее время применяют прямоугольные и круглые экраны диаметром до 450 мм.

6. Дальность действия современных РЛС составляет обычно 64 мили, а шкалы дальности лежат в пределах 0,5 - 64 мили. В мировой практике сложилось два набора судовых шкал РЛС – 0.75, 1.5 , 3, 6, 12, 24, 48 миль и 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 мили.

7. Тип индикации радиолокационного изображения определяется режимами ориентации и стабилизации. В современных РЛС применяется ориентация изображения:

• относительно диаметральной плоскости (ДП) судна (режим «Курс»);

• относительно компасного меридиана (режим «Север»);

• относительно ДП судна со стабилизацией изображения при небольших отворотах и рыскании (режим «Курс Стабилизационный»);

Наиболее часто используемым в практике мореплавания режимом индикации и стабилизации является сочетание ОД - «Север».

Навигационные характеристики.

1. Максимальная дальность действия и обнаружения объекта.

При стандартных условиях атмосферы можно определить по формуле:

где h - высота объекта над уровнем моря.

2. Реальная дальность обнаружения объекта.

где h - высота объекта.

При распространении теплого воздуха над относительно холодной поверхностью наблюдается явление сверхрефракции и объекты обнаруживаются на значительно больших, расстояниях, чем расчетные. При распространении холодного воздуха над относительно тёплой поверхностью наблюдается явление субрефракция (пониженная рефракция), при которой дальность обнаружения небольших судов и островов сокращается ≈ 40%.

Сильный ветер перемешивает слои воздуха и создает условия близкие к нормальным. Во время тумана, сильного дождя или снегопада происходит существенное снижение дальности радиолокационного обнаружения. При плохих метеоусловиях дальность действия РЛС при  = 10 см уменьшается до 10%, в то время как при  = 3,2см сокращается в 2 - 4 раза. Для  = 3,2см при высоте антенны над уровнем моря 15 м дальность уверенного обнаружения:

• суда от 1 мили (небольшие деревянные) до 20 миль (водоизмещением

50000 тонн);

• буи – от 1 мили (малые) до 8 миль (большие с пассивным отражателем);

• берег и береговые объекты от 1 мили (низменный песчаный) до 40 миль

(горы и холмы);

3. Минимальная дальность действия - представляет собой наименьшее расстояние от судна, на котором возможно обнаружение объектов и определение их координат.

Д_мин. = (5 - 7) h_Д, где h_Д - высота антенны.

4. Мертвая зона характеризуется способностью обнаруживать близко расположенные возле корпуса судна объекты. Величина мертвой зоны определяется шириной диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости, местом ее установки. Рекомендуется определять форму зоны при стоянке на якоре, используя в качестве объекта шлюпку или катер.

5. Разрешающей способностью по дальности называется минимальное линейное расстояние между отметками двух объектов, расположенных на одном пеленге от РЛС, при котором они наблюдаются раздельно. Чем короче импульс и меньше диаметр пятна электронного луча тем больше разрешающая способность.

6. Разрешающей способностью по углу называется минимальное угловое расстояние в градусах между отметками двух объектов, расположенных на одинаковом расстоянии от РЛС, при котором они наблюдаются раздельно. Она зависит от ширины диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости и диаметра пятна электронного луча на экране.

7. РЛС как прибор предназначен для определения значений измеряемых навигационных параметров. С помощью РЛС производят измерения полярных координат - пеленга и расстояния.

1.) Точность их измерений зависит от многих причин, которые в совокупности определяют точность их измерения. Точность измерения пеленга характеризуется оценкой среднеквадратической погрешности (СКП) отсчета курсового угла или пеленга в градусах.

В совокупности суммарная оценка СКП радиолокационного пеленга достигает значения m_n= 1 - 1,5° по механическому визиру и 0,7 - 1,0 по электронному. При использовании автосопровождения m_n = 0,5° при длине волны  = 3,2см и 0,7° при  = 10см.

2.) В совокупности суммарная оценка СКП измерения дистанции, измененной по НКД лежит в пределах 2 - 4% от диапазона шкалы, измеренная дистанция с помощью ПКД у современных РЛС СКП не выходит за пределы 0,5 - 1% от диапазона шкалы при измерении дистанции до точечных ориентиров и 0,5 - 3% при измерении дистанции до пространственных ориентиров. СКП автоматического измерения дистанции в режиме автосопровождения (автослежения) постоянна и составляет около 30 м.

Помехозащищенность РЛС определяет возможность сохранения работоспособности при воздействии различных помех. Помехи создают:

• морская поверхность во время волнения;

• атмосферные осадку;

• боковые лепестки диаграммы направленности;

• РЛС, работающие рядом;

• сигналы надводных объектов;

• сигналы от надводных объектов, возникающие при сверхрефракции;

• элементы конструкции судна и судовые отражатели.

Помехи от морского волнения являются главной причиной, снижающей эффективность работы РЛТ и САРП. Подавление помех производится с помощью ВАРУ (SEA) - временной автоматической регулировки усиления.

Помехи от дождя и других осадков вызывают сплошную засветку экрана и подавляются с помощью дифференцирующей цепочки с плавно регулируемой малой постоянной времени МПВ (RAIN). В этом случае эффективным способом является переход на диапазон 10 см.

Помехи от боковых лепестков диаграммы направленности возникают от близко расположенных объектов при движении судна в прибрежном плавании и в гавани в виде кольцевой засветки, серии отметок на кратных пеленгах при одинаковом расстоянии, на одном пеленге, но на кратных расстояниях. В этом случае действительным сигналом будет ближайшая к судну интенсивная отметка. Подавляются ВАРУ.

Помехи от расположенных рядом РЛС других судов, работающих в том же частотном диапазоне, обычно представляют собой яркие точки, которые перемещаются по спиралеобразным траекториям от центра развертки к краям экрана. Мешающие сигналы при сверхрефракции могут наблюдаться на последующих ходах развертки вследствие сверхдальнего распространения радиоволн, в результате чего судоводитель может сделать ложное заключение о наличии надводных объектов в зоне действия РЛС. В этом случае устранить ложные сигналы можно путем перехода на другие шкалы дальности, которые имеют отличные от используемой периоды повторения импульсов.

При наличии теневых секторов необходимо рядом с РЛС помещать совмещенную схему, минимальной дальности действия мертвой зоны и теневых секторов.