第六章自動雷達標繪儀ARPA3

1、第三節(jié)第三節(jié) 性能標準及影響因素性能標準及影響因素 一、一、國際海事組織（國際海事組織（IMO）關(guān)于）關(guān)于“ARPA的性能標準的性能標準” 規(guī)定規(guī)定 ： 1.裝配裝配ARPA，不能影響傳感器的性能，不能影響傳感器的性能 2. PPI的直徑不應(yīng)小于的直徑不應(yīng)小于16 ；至少在；至少在3、6、12n mile 量程上量程上 有有ARPA功能功能 3.矢量長度要可調(diào)；尾跡至少矢量長度要可調(diào)；尾跡至少4個等時間間隔的點表示個等時間間隔的點表示 4.人工或自動錄取后應(yīng)在人工或自動錄取后應(yīng)在1 min內(nèi)指示目標運動趨勢、內(nèi)指示目標運動趨勢、 3 min內(nèi)顯示預(yù)測運動內(nèi)顯示預(yù)測運動 5.速度計程儀要向速度計

2、程儀要向ARPA輸入對水速度輸入對水速度 6.連續(xù)十次天線掃描中有五次能在顯示器上識別應(yīng)連續(xù)連續(xù)十次天線掃描中有五次能在顯示器上識別應(yīng)連續(xù) 跟蹤跟蹤 7.精度不應(yīng)低于最佳人工標繪所能達到的精度精度不應(yīng)低于最佳人工標繪所能達到的精度第三節(jié)第三節(jié) 性能標準及影響因素性能標準及影響因素 二、二、影響性能和精度的因素影響性能和精度的因素 ： 1.傳感器傳感器誤差的影響：誤差的影響： A.傳感器誤差：傳感器誤差： （A）雷達雷達誤差：誤差： a.測距誤差：測距誤差：目標閃爍、搖擺、量化、脈沖波形誤差目標閃爍、搖擺、量化、脈沖波形誤差 b.測方位誤差：測方位誤差：目標閃爍、齒隙、搖擺、波束形狀、目標閃爍、

3、齒隙、搖擺、波束形狀、 量化誤差量化誤差 （B）陀螺羅經(jīng)陀螺羅經(jīng)誤差：誤差：校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.5 （C）計程儀計程儀誤差：誤差：校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.5 kn B.對對ARPA輸出數(shù)據(jù)的影響：輸出數(shù)據(jù)的影響： a.相對速度相對速度矢量：矢量： 雷達的誤差有影響；陀螺羅經(jīng)和計程儀無影響雷達的誤差有影響；陀螺羅經(jīng)和計程儀無影響 b.真速度真速度矢量：矢量： 雷達、陀螺羅經(jīng)和計程儀的誤差均有影響雷達、陀螺羅經(jīng)和計程儀的誤差均有影響 c.c.可能碰撞點可能碰撞點（PPCPPC）：）： 顯示的真方位、距離，三者均有影響顯示的真方位、距離，三

4、者均有影響 第三節(jié)第三節(jié) 性能標準及影響因素性能標準及影響因素 2. ARPA本身誤差的影響：本身誤差的影響： a.平滑平滑誤差誤差：跟蹤器根據(jù)目標的相對位置將相對航跡平跟蹤器根據(jù)目標的相對位置將相對航跡平 滑得到一段時間內(nèi)的平均航跡?；玫揭欢螘r間內(nèi)的平均航跡。 本船和目標船不可能是穩(wěn)定勻速直線運動本船和目標船不可能是穩(wěn)定勻速直線運動 b.量化量化誤差誤差：量化后的航跡（距離、方位）變化不是連量化后的航跡（距離、方位）變化不是連 續(xù)的，而是跳躍式的，不能很真實地反映續(xù)的，而是跳躍式的，不能很真實地反映 目標的運動目標的運動 c.計算計算誤差誤差：真矢量是相對矢量加上本船運動參數(shù)得到真矢量是相

5、對矢量加上本船運動參數(shù)得到 的，根據(jù)羅經(jīng)和計程儀讀數(shù)所描繪的軌跡的，根據(jù)羅經(jīng)和計程儀讀數(shù)所描繪的軌跡 并非本船船體的真正運動軌跡并非本船船體的真正運動軌跡 d.目標調(diào)換目標調(diào)換（Target Swap）誤差）誤差：兩個目標同時處在一兩個目標同時處在一 個跟蹤窗，可能發(fā)生目標調(diào)換或誤跟蹤，個跟蹤窗，可能發(fā)生目標調(diào)換或誤跟蹤， 此時顯示的目標數(shù)據(jù)是不可靠的此時顯示的目標數(shù)據(jù)是不可靠的 e.錄取假目標錄取假目標或或雜波雜波：自動錄取時會將假回波、雜波及自動錄取時會將假回波、雜波及 無用目標錄取進來，使顯示器混亂，造成無用目標錄取進來，使顯示器混亂，造成 跟蹤總數(shù)飽和不能錄取需要目標跟蹤總數(shù)飽和不能錄

6、取需要目標 第三節(jié)第三節(jié) 性能標準及影響因素性能標準及影響因素 3.操作者操作者人為因素的誤差：人為因素的誤差： a.顯示模式及矢量模式的誤解顯示模式及矢量模式的誤解： 相對運動真矢量相對運動真矢量；真運動相對矢量真運動相對矢量 b.本船速度輸入不當本船速度輸入不當： 大洋中對水速度；水流影響大的狹水道對地速度大洋中對水速度；水流影響大的狹水道對地速度 c.PPC和和PAD概念的理解錯誤概念的理解錯誤： PPC和和PAD僅表示本船和目標的關(guān)系僅表示本船和目標的關(guān)系 d.試操船局限性理解不夠試操船局限性理解不夠： 模擬結(jié)果不能和未來實際情況完全一致模擬結(jié)果不能和未來實際情況完全一致 4.航行態(tài)勢

7、航行態(tài)勢對跟蹤精度的影響：對跟蹤精度的影響： ARPA跟蹤目標的精度與當時的航向態(tài)勢也有關(guān)，跟蹤目標的精度與當時的航向態(tài)勢也有關(guān)， 即與目標舷角、距離遠近、速度快慢、航向等有關(guān)即與目標舷角、距離遠近、速度快慢、航向等有關(guān) 5.目標和本船目標和本船機動機動的影響：的影響： A.目標機動目標機動的影響：的影響： a.導(dǎo)致導(dǎo)致自動跟蹤失常自動跟蹤失常： 機動過大，可能使目標回波落在跟蹤窗外機動過大，可能使目標回波落在跟蹤窗外 b.導(dǎo)致導(dǎo)致目標丟失目標丟失： c.導(dǎo)致導(dǎo)致目標調(diào)換目標調(diào)換： 兩目標靠近，之一突然機動可能造成目標調(diào)換兩目標靠近，之一突然機動可能造成目標調(diào)換 d.航向數(shù)據(jù)有較大的誤差航向數(shù)

8、據(jù)有較大的誤差： 檢測出目標機動需一定時間即處理延時檢測出目標機動需一定時間即處理延時 e.導(dǎo)致導(dǎo)致試操船結(jié)果失效試操船結(jié)果失效： 試操船計算中未考慮目標的機動試操船計算中未考慮目標的機動第三節(jié)第三節(jié) 性能標準及影響因素性能標準及影響因素第四節(jié)第四節(jié) ARPA局限性局限性 一、一、雷達信號預(yù)處理的局限性：雷達信號預(yù)處理的局限性： 1.雜波干擾處理雜波干擾處理的局限性的局限性： 目標自動檢測采用門限處理和相關(guān)處理目標自動檢測采用門限處理和相關(guān)處理 a.門限處理：門限處理：抑制海浪、雨雪、機內(nèi)噪聲雜波。抑制海浪、雨雪、機內(nèi)噪聲雜波。 但實際效果尚不夠滿意但實際效果尚不夠滿意 b.相關(guān)處理：相關(guān)處理

9、：抑制同頻（掃描相關(guān)處理）、海浪干擾抑制同頻（掃描相關(guān)處理）、海浪干擾 （天線掃掠相關(guān)）。（天線掃掠相關(guān)）。 （圖象穩(wěn)定至關(guān)重要，只有航向向上、北（圖象穩(wěn)定至關(guān)重要，只有航向向上、北 向上才有完善向上才有完善ARPA功能。在惡劣海況功能。在惡劣海況 和不良天氣下，小目標仍易被視為干擾和不良天氣下，小目標仍易被視為干擾 信號而被清除；而強干擾信號仍易被視信號而被清除；而強干擾信號仍易被視 為有用信號而被自動錄取。）為有用信號而被自動錄取。） 2.量化處理的局限性：量化處理的局限性： 受所用計算機內(nèi)存容量和運算速度、顯象管分辨率受所用計算機內(nèi)存容量和運算速度、顯象管分辨率 的限制，量化單元不能太小

10、，回波幅度分層不能過的限制，量化單元不能太小，回波幅度分層不能過 多，因而弱小目標的顯示等不夠滿意多，因而弱小目標的顯示等不夠滿意 二、二、目標檢測的局限性目標檢測的局限性 ： 1.識別目標的局限性識別目標的局限性 ： 僅能區(qū)分強弱，無法識別目標回波屬性僅能區(qū)分強弱，無法識別目標回波屬性誤跟蹤誤跟蹤 2. MOON累積判斷的局限性累積判斷的局限性 ： M、N取值大小明顯影響自動檢測性能。取值大小明顯影響自動檢測性能。 MOON判據(jù)不完善是判據(jù)不完善是誤檢誤檢和和丟失丟失現(xiàn)象主要原因現(xiàn)象主要原因 第四節(jié)第四節(jié) ARPA局限性局限性 三、三、目標錄取的局限性目標錄取的局限性 ： 1.錄取容量有限：

11、錄取容量有限： 至少至少20個，錄取有價值的和及時清除已交會過的目標個，錄取有價值的和及時清除已交會過的目標 2.錄取目標的限制：錄取目標的限制： a.目標距離：目標距離：太遠或太近的目標均不能錄取；一般最大太遠或太近的目標均不能錄??；一般最大24 n mile b.目標速度：目標速度：最大相對速度最大相對速度100 kn；過快，不能錄取和跟蹤；過快，不能錄取和跟蹤 c.目標大?。耗繕舜笮。捍笥诟櫞俺叽缁蛘紦?jù)大于跟蹤窗尺寸或占據(jù)2 以上方位寬度認為非船不錄取以上方位寬度認為非船不錄取 d.目標數(shù)據(jù)：目標數(shù)據(jù)：只能錄取初始距離、方位數(shù)據(jù)，無法錄取屬性、尺度只能錄取初始距離、方位數(shù)據(jù)，無法錄取屬

12、性、尺度 第四節(jié)第四節(jié) ARPA局限性局限性 四、四、目標跟蹤的局限性目標跟蹤的局限性 ： 1.跟蹤容量的限制：跟蹤容量的限制：至少至少20個個 2.跟蹤目標距離及速度范圍的限制：跟蹤目標距離及速度范圍的限制： 一般跟蹤距離，最大：一般跟蹤距離，最大：24 n mile； 最?。鹤钚。?.10.15 n mile；最大跟蹤速度：；最大跟蹤速度：100 kn 3.目標大小的限制：目標大小的限制：不錄取的也不跟蹤不錄取的也不跟蹤 4.跟蹤可靠性的限制：跟蹤可靠性的限制： 目標調(diào)換（目標調(diào)換（Target Swap）發(fā)生錯誤跟蹤；海浪干擾、）發(fā)生錯誤跟蹤；海浪干擾、 目標快速機動、回波信噪比過弱等原

13、因造成目標丟目標快速機動、回波信噪比過弱等原因造成目標丟 失，跟蹤中斷失，跟蹤中斷 5.跟蹤精度的限制：跟蹤精度的限制： 與航行態(tài)勢、穩(wěn)定跟蹤時間、自然條件等有關(guān)與航行態(tài)勢、穩(wěn)定跟蹤時間、自然條件等有關(guān) 第四節(jié)第四節(jié) ARPA局限性局限性 五、五、數(shù)據(jù)處理的局限性數(shù)據(jù)處理的局限性 ： 1.數(shù)據(jù)處理延時：數(shù)據(jù)處理延時： 從錄取到穩(wěn)定顯示目標數(shù)據(jù)需一定的時間，通常從錄取到穩(wěn)定顯示目標數(shù)據(jù)需一定的時間，通常三三 分鐘；錄取、機動后不滿三分鐘的數(shù)據(jù)有較大誤差分鐘；錄取、機動后不滿三分鐘的數(shù)據(jù)有較大誤差 且不可靠，應(yīng)注意且不可靠，應(yīng)注意 2. PPC和和PAD應(yīng)用的局限性：應(yīng)用的局限性： 前提目標保速保

14、向、本船保速，破壞即廢前提目標保速保向、本船保速，破壞即廢 3.碰撞危險判據(jù)的局限性：碰撞危險判據(jù)的局限性： 不充分、過于簡單，目標方位不同危險程度不同不充分、過于簡單，目標方位不同危險程度不同 第四節(jié)第四節(jié) ARPA局限性局限性 六、六、報警與試操船的局限性報警與試操船的局限性 ： 1.報警系統(tǒng)的局限性報警系統(tǒng)的局限性 ： a.虛警：虛警： 強雜波干擾、設(shè)置安全判據(jù)（強雜波干擾、設(shè)置安全判據(jù)（MIN CPA和和MIN TCPA）過小、警戒圈范圍過大等）過小、警戒圈范圍過大等 b.漏警：漏警： 發(fā)生目標調(diào)換現(xiàn)象不會報警；原先已在警戒圈內(nèi)的發(fā)生目標調(diào)換現(xiàn)象不會報警；原先已在警戒圈內(nèi)的 目標不做闖

15、入報警等。目標進入陰影區(qū)、強干擾區(qū)、目標不做闖入報警等。目標進入陰影區(qū)、強干擾區(qū)、 在水下通過警戒圈的目標（潛艇）可能造成漏警在水下通過警戒圈的目標（潛艇）可能造成漏警 2.試操船的局限性試操船的局限性 ： 試操船中模擬航向和試操船中模擬航向和/或航速使或航速使CPA和和TCPA滿足安滿足安 全判據(jù)即解除報警。未考慮國際避碰規(guī)則，無法判全判據(jù)即解除報警。未考慮國際避碰規(guī)則，無法判 斷試操船的合理性。試操船計算的前提是目標船保斷試操船的合理性。試操船計算的前提是目標船保 速保向，否則無效；結(jié)果僅對已跟蹤目標有效；也速保向，否則無效；結(jié)果僅對已跟蹤目標有效；也 很難模擬本船的操縱性能及時間延遲的準

16、確性很難模擬本船的操縱性能及時間延遲的準確性 第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 一、一、開機：開機： 1. 開啟雷達開啟雷達 2. PPI調(diào)最佳狀態(tài)調(diào)最佳狀態(tài) 3. （接通（接通ARPA電源）電源） 二、二、選擇合適量程和顯示方式：選擇合適量程和顯示方式： 選擇合適的組合方式選擇合適的組合方式 1.有有ARPA功能的量程（比雷達量程?。┕δ艿牧砍蹋ū壤走_量程?。?2.運動模式（運動模式（RM/TM） 3.矢量顯示模式（矢量顯示模式（REL VEC/TRU VEC） 4.圖象指示模式（圖象指示模式（HU/NU/CU） 第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 四、四、目標錄?。ú蹲剑繕虽?/p>

17、?。ú蹲剑ˋcquisition）：）： 指定目標讓指定目標讓ARPA跟蹤標繪跟蹤標繪 1.人工錄?。喝斯や浫。罕貍?。利用必備。利用Joystick or Track ball和錄取符號和錄取符號 原則：原則：先近后遠；先船首后右舷、再左舷、船尾先近后遠；先船首后右舷、再左舷、船尾 2.自動錄?。鹤詣愉浫。?必須視情況設(shè)置警戒圈（限制區(qū)、排除區(qū)），手工錄取補充必須視情況設(shè)置警戒圈（限制區(qū)、排除區(qū)），手工錄取補充 三、三、初始數(shù)據(jù)的設(shè)置：初始數(shù)據(jù)的設(shè)置：向向ARPA輸入四個數(shù)據(jù)輸入四個數(shù)據(jù) 1.本船航向：本船航向：輸入羅經(jīng)航向；（輸入羅經(jīng)航向；（ARPA應(yīng)處于準備狀態(tài)）應(yīng)處于準備狀態(tài)） 2.本

18、船航速：本船航速：手動或計程儀輸入；手動或計程儀輸入； （避讓時對水速度；導(dǎo)航時對地速度）（避讓時對水速度；導(dǎo)航時對地速度） （ARPA標繪目標真速度、真航向）標繪目標真速度、真航向） 3.安全界限（判據(jù)）：安全界限（判據(jù)）：設(shè)置設(shè)置MIN CPA和和MIN TCPA數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) （ARPA判斷目標是否危險的依據(jù)）判斷目標是否危險的依據(jù)） 確定原則確定原則：根據(jù)航行態(tài)勢、本船大小及本船操縱性能、裝載情況、根據(jù)航行態(tài)勢、本船大小及本船操縱性能、裝載情況、 駕駛員操船水平選擇合適數(shù)據(jù)駕駛員操船水平選擇合適數(shù)據(jù) 五、五、各種功能的操作各種功能的操作：視需要操作視需要操作 1.矢量模式選用矢量模式選用：（

19、：（Relative or True Vector） 2.讀取指定讀取指定（Designation）目標數(shù)據(jù)目標數(shù)據(jù)： 距離、方位；真（相對）速度、航向；距離、方位；真（相對）速度、航向；CPA、TCPA 3.取消目標跟蹤取消目標跟蹤（Cancel）：）：取消無價值目標的跟蹤取消無價值目標的跟蹤 4.設(shè)置警戒圈設(shè)置警戒圈（Guard Rings）范圍范圍： 設(shè)置排除線（限制線）設(shè)置排除線（限制線）相對、固定限制線相對、固定限制線 5.顯示顯示PPC（PAD）和）和CPA點點： 6.改變矢量和尾跡時間改變矢量和尾跡時間：（：（Vector Time and Trails Time） 7.錨位監(jiān)視

20、錨位監(jiān)視： a.選擇合適已跟蹤固定目標為參考目標并加以指定選擇合適已跟蹤固定目標為參考目標并加以指定 b.選擇錨位允許移動的距離數(shù)值選擇錨位允許移動的距離數(shù)值 8.設(shè)置導(dǎo)航標志（真標志）設(shè)置導(dǎo)航標志（真標志）（MARKER）：）： 表示特殊目標或轉(zhuǎn)向點表示特殊目標或轉(zhuǎn)向點 9.風(fēng)流壓修正風(fēng)流壓修正： 手動或自動（手動或自動（MANUAL or AUTO DRIFT）修正。）修正。 指定一個固定目標為參考目標，錄取并跟蹤指定一個固定目標為參考目標，錄取并跟蹤 10.設(shè)置導(dǎo)航線設(shè)置導(dǎo)航線（Navigation Line）：）： 狹水道、危險海區(qū)、分道通航制航道、進出港，狹水道、危險海區(qū)、分道通航制

21、航道、進出港， 選擇對地真運動模式選擇對地真運動模式 第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 六、六、避碰應(yīng)用：避碰應(yīng)用： 1.判斷相遇態(tài)勢判斷相遇態(tài)勢： 態(tài)態(tài)：動、靜；：動、靜；勢勢：幾何分布，是否危險及危險程度：幾何分布，是否危險及危險程度 A.相對矢量相對矢量： a.相對矢量線延長后通過掃描中心，有碰撞危險。相對矢量線延長后通過掃描中心，有碰撞危險。 CPA 0.5 n mile，認為有碰撞危險；，認為有碰撞危險； CPA 2 n mile，認為會讓距離不寬裕，認為會讓距離不寬裕， 考慮考慮TCPA可判斷目前的危險程度可判斷目前的危險程度 b.相對

22、矢量線延長后，通過掃描中心左（右）側(cè)，相對矢量線延長后，通過掃描中心左（右）側(cè)， 來船從左（右）舷駛過；前方，船首越過；來船從左（右）舷駛過；前方，船首越過； 后方，船尾通過后方，船尾通過 B.真矢量真矢量：追越、對遇、交叉、靜止等追越、對遇、交叉、靜止等 目標真矢量與本船真矢量平行：向下為對遇；向上目標真矢量與本船真矢量平行：向下為對遇；向上 為追越。目標真矢量與本船真矢量交叉：分辨碰角為追越。目標真矢量與本船真矢量交叉：分辨碰角 大小。確定避讓措施大小。確定避讓措施 2.碰撞危險估計碰撞危險估計 ： a.相對矢量相對矢量：矢量線延長后與矢量線延長后與MIN CPA圈相交，表示有圈相交，表示

23、有 碰撞危險，讀出碰撞危險，讀出CPA和和TCPA值核實值核實 b.真矢量真矢量：調(diào)整矢量時間，目標船真矢量末端與本船真矢調(diào)整矢量時間，目標船真矢量末端與本船真矢 量末端重疊或非常接近，表示有碰撞危險量末端重疊或非常接近，表示有碰撞危險 c.僅存危險矢量僅存危險矢量：顯示矢量的目標就是危險目標顯示矢量的目標就是危險目標 d.PPC點點：PPC點出現(xiàn)在本船船首線上或附近時，有碰撞點出現(xiàn)在本船船首線上或附近時，有碰撞 危險危險 e.PAD區(qū)區(qū)：本船航向線（風(fēng)流影響為航跡線）與本船航向線（風(fēng)流影響為航跡線）與PAD相交，相交， 有碰撞危險有碰撞危險第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 第五節(jié)第五節(jié) ARPA操作使用操作使用 3.求取避讓措施：求取避讓措施：試操船成功的標志是危險報警解除試操船成功的標志是危險報警解除 a.相對矢量顯示：相對矢量顯示： 模擬改向變速，相對矢量都不與模擬改向變速，相對矢量都不與MIN CPA相交相交 b. 真矢量顯示：真矢量顯示： 模擬改向變速，本船真矢量末