導(dǎo)航雷達(dá)第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS

第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

一、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置構(gòu)成

雷達(dá)信息（包括定時(shí)信號(hào)、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識(shí)信息）、艏向信息和航速信息是保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本信息。（二）信息處理器（一）傳感器功能：（1）按照綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）綜合信息處理原則，驗(yàn)證各傳感器信息的完善性，對(duì)未通過(guò)完善性驗(yàn)證的傳感器信息發(fā)出報(bào)警。（2）按照駕駛員及程序指令綜合處理、分配和綜合（融合）船位、艏向、航速、AIS目標(biāo)報(bào)告、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、海圖的水文地理信息等信息，完成目標(biāo)跟蹤信息與其他傳感器信息的融合。（三）跟蹤器跟蹤器通過(guò)硬件和軟件配合，在主處理器協(xié)調(diào)下，完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、捕獲和跟蹤，建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，警示危險(xiǎn)目標(biāo)，輔助提供避碰措施等功能。（四）綜合信息顯示與操作控制在雷達(dá)顯示器上，通過(guò)控制面板各種開關(guān)控鈕或操作屏幕菜單，能夠控制雷達(dá)的所有功能。按照程序或操作面板的指令，在主控制器的控制下，將視頻處理器輸出的雷達(dá)視頻、跟蹤器獲得的目標(biāo)跟蹤信息、以及信息處理器對(duì)多傳感器信息的運(yùn)算結(jié)果融合為雷達(dá)綜合視頻，送顯示器顯示。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

目標(biāo)跟蹤：雷達(dá)跟蹤目標(biāo)在屏幕上位置的變化，建立目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，獲取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的跟蹤器運(yùn)算過(guò)程。

一般地，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤在1min之內(nèi)可獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，在3min內(nèi)，雷達(dá)對(duì)被捕獲目標(biāo)跟蹤達(dá)到較高的精度，獲得目標(biāo)的預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。

目標(biāo)跟蹤包括：目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)捕獲、目標(biāo)跟蹤、危險(xiǎn)判斷、試操船等過(guò)程。（一）目標(biāo)檢測(cè)

在噪聲和雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程，稱為目標(biāo)檢測(cè)。

檢測(cè)原理：設(shè)定一個(gè)閾值電壓，如果回波信號(hào)幅值大于該電壓，就認(rèn)為是目標(biāo)予以保留，相反則認(rèn)為是雜波或噪聲不予記錄。

檢測(cè)注意事項(xiàng)：在目標(biāo)檢測(cè)時(shí)，近距離海浪和較強(qiáng)的雨雪雜波的強(qiáng)度可能會(huì)比正常目標(biāo)回波高出很多，設(shè)備無(wú)法分辨目標(biāo)與雜波，而將雜波判別為目標(biāo)；為了提高目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)的可靠性，駕駛員應(yīng)細(xì)心調(diào)整雷達(dá)，將回波保持在最佳狀態(tài)。（二）目標(biāo)捕獲（acquisition）

捕獲：選擇所需跟蹤的目標(biāo)，跟蹤器記錄其初始位置，啟動(dòng)對(duì)目標(biāo)位置在屏幕上相繼變化的檢測(cè)和跟蹤的雷達(dá)工作過(guò)程。

捕獲分為人工捕獲和自動(dòng)捕獲，小于10000GT的船舶配備的雷達(dá)可不具有自動(dòng)捕獲目標(biāo)的功能。

人工捕獲通過(guò)光標(biāo)、軌跡球直接捕獲需要跟蹤的目標(biāo)；自動(dòng)捕獲通過(guò)設(shè)置捕獲范圍（警戒區(qū)/環(huán)）來(lái)實(shí)現(xiàn)。（三）目標(biāo)跟蹤

雷達(dá)記錄目標(biāo)在屏幕上位置隨掃描更新相繼變化，建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡的運(yùn)算過(guò)程，稱為目標(biāo)跟蹤。

目標(biāo)跟蹤原理：預(yù)測(cè)加修正，天線邊掃描邊跟蹤，不斷提高跟蹤的精度，直到跟蹤穩(wěn)定為止。跟蹤樹第一次探測(cè)位置第二次探測(cè)位置估算位置濾波位置第三次探測(cè)位置第四次掃描目標(biāo)輸出窗口第五次掃描探測(cè)位置濾波位置估算位置跟蹤窗發(fā)現(xiàn)目標(biāo)重新跟蹤ARPA目標(biāo)跟蹤原理位置滑動(dòng)濾波停止窗口放大跟蹤位置窗口縮小窗口穩(wěn)定1.跟蹤窗尺寸大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤；2.跟蹤窗尺寸小，不易跟蹤上，易丟失目標(biāo)。一般大（0.18nmile）

、中（0.125nmile

）、?。?.07nmile）三個(gè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)。開始大窗口，逐漸變小，穩(wěn)定時(shí)最小窗口，目標(biāo)回波約占跟蹤窗（波門）面積的75。

跟蹤窗尺寸對(duì)跟蹤性能的影響：目標(biāo)丟失(1)目標(biāo)回波變?nèi)?未檢測(cè)到目標(biāo),無(wú)法建立跟蹤(2)雜波干擾(3)目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(dòng)(4)雷達(dá)實(shí)測(cè)目標(biāo)誤差太大(5)目標(biāo)進(jìn)入陰影區(qū)或被高大目標(biāo)遮擋目標(biāo)丟丟失報(bào)報(bào)警：：按照性性能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定，，在連連續(xù)10次天線線掃描描中，，只要要有5次能夠夠在顯顯示器器上清清楚識(shí)識(shí)別出出目標(biāo)標(biāo)，目目標(biāo)跟跟蹤就就應(yīng)能能夠繼繼續(xù)。。如果果違反反了這這個(gè)原原則，，雷達(dá)達(dá)就判判定目目標(biāo)丟丟失，，給出出目標(biāo)標(biāo)丟失失報(bào)警警。目標(biāo)交交換將已跟跟蹤的的目標(biāo)標(biāo)放棄棄，錯(cuò)錯(cuò)誤地地跟蹤蹤上另另一個(gè)個(gè)目標(biāo)標(biāo)，這這種錯(cuò)錯(cuò)誤跟跟蹤的的現(xiàn)象象稱為為目標(biāo)標(biāo)交換換。。目標(biāo)交交換產(chǎn)產(chǎn)生原原因：：(1)目標(biāo)進(jìn)進(jìn)入強(qiáng)強(qiáng)海浪浪區(qū);(2)被跟蹤蹤的弱弱目標(biāo)標(biāo)接近近未被被跟蹤蹤的強(qiáng)強(qiáng)目標(biāo)標(biāo);(3)目標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向;（四））危險(xiǎn)險(xiǎn)判斷斷在目標(biāo)標(biāo)跟蹤蹤過(guò)程程中，，跟蹤蹤器不不斷將將跟蹤蹤目標(biāo)標(biāo)的CPA/TCPA值與駕駕駛員員設(shè)定定的安安全界界限CPALIM/TCPALIM比較，，對(duì)小小于安安全界界限的的目標(biāo)標(biāo)給出出危險(xiǎn)險(xiǎn)報(bào)警警。（五））試操操船當(dāng)本船船在避避碰行行動(dòng)或或?qū)Ш胶街行栊枰獧C(jī)機(jī)動(dòng)（（改向向或改改速或或艏向向航速速同時(shí)時(shí)改變變）航航行時(shí)時(shí)，試試操船船可以以在圖圖形顯顯示區(qū)區(qū)域模模擬本本船機(jī)機(jī)動(dòng)操操作的的未來(lái)來(lái)態(tài)勢(shì)勢(shì)，輔輔助駕駕駛員員做出出保障障船舶舶航行行安全全的有有效避避碰決決策。。二、雷雷達(dá)目目標(biāo)跟跟蹤基基本原原理（六））目標(biāo)標(biāo)跟蹤蹤流程程第二節(jié)節(jié)雷雷達(dá)達(dá)目標(biāo)標(biāo)跟蹤蹤基本本功能能一、目目標(biāo)跟跟蹤初初始設(shè)設(shè)置（一））傳感感器設(shè)設(shè)置保證雷雷達(dá)跟跟蹤器器正常常工作作的基基本傳傳感器器包括括：雷達(dá):為跟蹤蹤器提提供了了定時(shí)時(shí)信號(hào)號(hào)、回回波視視頻信信息、、天線線角位位置和和船首首標(biāo)識(shí)識(shí)信息息。陀螺羅羅經(jīng)或或艏向向發(fā)送送裝置置（THD）：提供航航向信信息船舶航航速和和航程程測(cè)量量設(shè)備備（SDME，如計(jì)計(jì)程儀儀）：：提供速速度信信息。1．雷達(dá)達(dá)設(shè)置置：（1）圖像像調(diào)整整：增益、、人工工/自動(dòng)調(diào)調(diào)諧、、脈沖沖寬度度選擇擇、人人工雜雜波（（海浪浪、雨雨雪））抑制制等控控鈕。。（2）量程程選擇擇：按照IMO雷達(dá)性性能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，，具有有目標(biāo)標(biāo)跟蹤蹤功能能的量量程至至少包包括3、6和12nmile，目前多數(shù)數(shù)雷達(dá)從0.75nmile~24nmile量程都具有有目標(biāo)跟蹤蹤功能。通通常駕駛員員可以在6~12nmile量程捕獲目目標(biāo)和判斷斷目標(biāo)碰撞撞危險(xiǎn)，在在6nmile量程確定對(duì)對(duì)危險(xiǎn)目標(biāo)標(biāo)的避碰方方案，在3nmile量程實(shí)施避避碰行動(dòng)和和評(píng)估避碰碰效果。（3）顯示方式式選擇：使用雷達(dá)目目標(biāo)跟蹤功功能應(yīng)選擇擇方位穩(wěn)定定的顯示方方式，如N-up或C-up，避免使用用H-up顯示方式?！，F(xiàn)代雷達(dá)達(dá)在H-up顯示方式下下通常會(huì)禁禁止目標(biāo)跟跟蹤功能。。2．本船艏向向設(shè)置確認(rèn)雷達(dá)艏艏向復(fù)示器器的讀數(shù)應(yīng)應(yīng)與本船艏艏向發(fā)送裝裝置的示數(shù)數(shù)保持一致致且隨動(dòng)正正常。按照性能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求，，在艏向信信息失效后后1min內(nèi)，雷達(dá)應(yīng)應(yīng)自動(dòng)切換換至艏向上上不穩(wěn)定模模式，目標(biāo)標(biāo)跟蹤功能能停止工作作。3．本船航速速設(shè)置在避碰時(shí)，，雷達(dá)應(yīng)采采用對(duì)水航航速（STW），以獲得得對(duì)水穩(wěn)定定方式；在在導(dǎo)航時(shí)，，雷達(dá)應(yīng)采采用SOG，以獲得對(duì)對(duì)地穩(wěn)定方方式。本船船航速通常常通過(guò)傳感感器取得，，需要時(shí)人人工輸入。。按照性能能標(biāo)準(zhǔn)要求求，為雷達(dá)達(dá)系統(tǒng)提供供航速的傳傳感器應(yīng)能能夠提供本本船STW和SOG。（二）安安全界限限設(shè)置設(shè)置避碰安安全界限CPALIM/TCPALIM，目標(biāo)跟蹤蹤功能能夠夠自動(dòng)將被被跟蹤目標(biāo)標(biāo)的CPA/TCPA值與安全界界限比較，，對(duì)小于安安全界限的的目標(biāo)發(fā)出出危險(xiǎn)報(bào)警警。安全界限設(shè)設(shè)置過(guò)大，，虛警增加加，給駕駛駛員帶來(lái)不不必要的負(fù)負(fù)擔(dān)；設(shè)置置過(guò)小，安安全系數(shù)降降低甚至不不能達(dá)到對(duì)對(duì)碰撞危險(xiǎn)險(xiǎn)預(yù)警的目目的。安全全界限的設(shè)設(shè)置值與很很多因素有有關(guān)，包括括本船噸位位和操縱特特性、駕駛駛團(tuán)隊(duì)船藝藝水平、航航行水域開開闊程度和和船舶密度度、氣象海海況等。。CPALIM/TCPALIM在航海上設(shè)設(shè)置的慣例例：結(jié)合海上避避碰規(guī)則，，大洋航行行時(shí)CPALIM通常為2nmile左右，TCPALIM通常不低于于18min；近岸航行時(shí)時(shí)，結(jié)合上上述因素考考慮安全界界限，CPALIM可為1~2nmile，TCPALIM通常為12nmin以上；狹窄水域航航行時(shí)，雷雷達(dá)避碰的的局限性比比較大，特特別當(dāng)CPALIM設(shè)置小于0.8nmile仍然無(wú)法滿滿足航行要要求時(shí)，雷雷達(dá)目標(biāo)跟跟蹤信息只只能作為參參考，駕駛駛員應(yīng)考慮慮其他避碰碰手段。二、目標(biāo)捕獲獲船舶大小500GT以下500GT至10000GT以下及10000GT以下高速船所有10000GT及以上船舶最少捕獲雷達(dá)目標(biāo)數(shù)203040SOLAS公約雷達(dá)最少少捕獲跟蹤目目標(biāo)數(shù)量（一）人工捕捕獲人工捕獲目標(biāo)標(biāo)時(shí)，應(yīng)遵循循駕駛員最關(guān)關(guān)注目標(biāo)優(yōu)先先捕獲，即船船首（相對(duì)方方位330~30）、右舷（相對(duì)對(duì)方位0~112.5）、近距離（（8nmile以內(nèi)的范圍））的原則，船船首、右舷、、近距離三者者無(wú)先后順序序，應(yīng)當(dāng)結(jié)合合當(dāng)時(shí)海面狀狀況綜合判斷斷。人工捕獲具備備如下特點(diǎn)：：（1）可按航行態(tài)態(tài)勢(shì)和航行需需要逐個(gè)捕獲獲目標(biāo)，目的的明確，針對(duì)對(duì)性強(qiáng)。（2）可根據(jù)雷達(dá)達(dá)觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，，在復(fù)雜的回回波環(huán)境中辨辨識(shí)和捕獲目目標(biāo)，避免捕捕獲雜波、假假回波和不需需要捕獲的目目標(biāo)。（3）如駕駛員疏疏忽視覺及雷雷達(dá)瞭望，可可能會(huì)遺漏相相關(guān)目標(biāo)，造造成漏警。（4）操作過(guò)程費(fèi)費(fèi)時(shí)，隨著航航行態(tài)勢(shì)不斷斷變化，對(duì)新新出現(xiàn)的相關(guān)關(guān)目標(biāo)或丟失失后需再次捕捕獲的目標(biāo)需需要額外操作作，增加駕駛駛員工作負(fù)擔(dān)擔(dān)。（二）自動(dòng)捕捕獲1、設(shè)置警戒戒/捕獲區(qū)2．排除區(qū)排除區(qū)也稱限限制區(qū)，是駕駕駛員在雷達(dá)達(dá)屏幕上設(shè)置置的拒絕自動(dòng)動(dòng)捕獲目標(biāo)的的區(qū)域。3．自動(dòng)捕獲設(shè)設(shè)置一般地說(shuō)，距距本船8~12nmile范圍可設(shè)置為為雷達(dá)警戒區(qū)區(qū)，在6nmile左右設(shè)置目標(biāo)標(biāo)捕獲區(qū)，近近于1.5nmile的范圍最好設(shè)設(shè)置為排除區(qū)區(qū)。自動(dòng)捕獲功能能具有以下特特點(diǎn)：（1）捕獲速度快快，可應(yīng)付多多目標(biāo)快速逼逼近復(fù)雜會(huì)遇遇局面中及時(shí)時(shí)捕獲目標(biāo)的的需要。（2）能根據(jù)駕駛駛員自動(dòng)捕獲獲區(qū)和排除區(qū)區(qū)的設(shè)置，按按照優(yōu)先方案案捕獲目標(biāo)。。（3）如果捕獲區(qū)區(qū)設(shè)置不合理理，容易過(guò)多多地捕獲沒有有跟蹤意義的的目標(biāo)，浪費(fèi)費(fèi)系統(tǒng)資源，，分散駕駛員員注意力。（4）會(huì)誤將干擾擾雜波、陸地地或島嶼等當(dāng)當(dāng)作有用目標(biāo)標(biāo)捕獲，造成成虛警。（5）可能因捕獲獲區(qū)設(shè)置不合合理，無(wú)法捕捕獲相關(guān)目標(biāo)標(biāo)。（6）可能會(huì)因雜雜波干擾或陰陰影扇形區(qū)域域影響，漏失失弱小目標(biāo)，，造成漏警。。（7）不可免除駕駕駛員雷達(dá)觀觀測(cè)職責(zé)，必必須與人工捕捕獲配合使用用，確保不漏漏失對(duì)相關(guān)目目標(biāo)的捕獲和和跟蹤。（三）捕獲方方案選擇駕駛員應(yīng)根據(jù)據(jù)航行需要綜綜合考慮目標(biāo)標(biāo)捕獲方案。。人工捕獲適合合各種海域和和會(huì)遇局面，，是輔助駕駛駛員判斷會(huì)遇遇局面必須使使用的功能。。自動(dòng)捕獲是捕捕獲目標(biāo)的輔輔助手段，更更適合在氣象象海況條件良良好的大洋中中使用，在回回波復(fù)雜的環(huán)環(huán)境，對(duì)目標(biāo)標(biāo)的選擇性要要求較高，不不適合自動(dòng)捕捕獲。在任何會(huì)遇局局面中，適當(dāng)當(dāng)設(shè)置自動(dòng)捕捕獲區(qū)，并配配合排除區(qū)是是值得推薦的的方案。三、雷達(dá)目標(biāo)標(biāo)跟蹤功能（一）目標(biāo)跟跟蹤從目標(biāo)被捕獲獲開始，性能能標(biāo)準(zhǔn)要求雷雷達(dá)應(yīng)在1min之內(nèi)指示目標(biāo)標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)勢(shì)（初始跟蹤蹤），通常是是在雷達(dá)圖像像區(qū)域顯示目目標(biāo)的矢量和和CPA，此時(shí)數(shù)據(jù)精精度較低。在3min之內(nèi)，雷達(dá)指指示目標(biāo)的預(yù)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)（穩(wěn)穩(wěn)定跟蹤），，如目標(biāo)相對(duì)對(duì)矢量、真矢矢量、過(guò)去位位置、PAD、危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)等等，并在雷達(dá)達(dá)數(shù)據(jù)顯示區(qū)區(qū)域顯示目標(biāo)標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)（（八參數(shù)）。對(duì)雷達(dá)目標(biāo)跟跟蹤距離的分分析：⑴＜1.5nm：處理延時(shí)導(dǎo)致致了數(shù)據(jù)不可可靠；⑵＞12nm：無(wú)實(shí)際意義。。性能標(biāo)準(zhǔn)要求求，自動(dòng)跟蹤蹤裝置至少應(yīng)應(yīng)在3、6和12nmile量程上有效。。目前多數(shù)雷達(dá)從0.75nmile量程到24nmile量程都具有目目標(biāo)跟蹤功能能。（二）矢量（Vector）矢量是根據(jù)目目標(biāo)位置和本本船CCRP位置，預(yù)測(cè)目目標(biāo)和本船未未來(lái)一段時(shí)間間（時(shí)間長(zhǎng)度度可調(diào)）運(yùn)動(dòng)動(dòng)的線段。相對(duì)矢量顯示示真矢量顯示兩種矢量適用用范圍：相對(duì)矢量適合合目標(biāo)危險(xiǎn)判判斷，真矢量量適合在采取取避碰行動(dòng)時(shí)時(shí)掌握航行態(tài)態(tài)勢(shì)，做出避避碰決策。相對(duì)矢量應(yīng)用用1：判斷碰撞危險(xiǎn)險(xiǎn)CPALIM圈相對(duì)矢量應(yīng)用用2：估算CPA和TCPACPATCPA相對(duì)矢量應(yīng)用用3：估算BCR和BCTBCRBCT相對(duì)矢量應(yīng)用用4：預(yù)測(cè)目標(biāo)未來(lái)來(lái)的位置延長(zhǎng)矢量時(shí)間間為20min20min后目標(biāo)的位置置真矢量應(yīng)用一一：直觀地判判斷會(huì)遇態(tài)勢(shì)勢(shì)T2T1T3T4本船與目標(biāo)T1成交叉態(tài)勢(shì)，，本船為直航航船，目標(biāo)T1為讓路船；本船與T2同向同速，互互不影響；本船與目標(biāo)T3成交叉會(huì)遇態(tài)態(tài)勢(shì)，本船為為讓路船，目目標(biāo)T3為直航船；T4為固定目標(biāo)，，互不影響真矢量應(yīng)用二二：判斷碰撞撞危險(xiǎn)T3真矢量末端間間距若小于CPALIM，則有碰撞危危險(xiǎn)T1真矢量判斷碰碰撞危險(xiǎn)不如如相對(duì)矢量直直觀方便，僅僅適合單船避避碰。（三）過(guò)去位位置（PastPosition）過(guò)去位置是指指目標(biāo)（包括括雷達(dá)和AIS報(bào)告目標(biāo)）及及本船等時(shí)間間間隔的過(guò)去去（歷史）位位置標(biāo)記。分分為：真過(guò)去去位置和相對(duì)對(duì)過(guò)去位置。。新的性能標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求雷達(dá)的的過(guò)去位置模模式與矢量模模式保持一致致。過(guò)去位置的應(yīng)應(yīng)用：1、用于判斷目目標(biāo)是否機(jī)動(dòng)動(dòng)：相對(duì)過(guò)去位置置用于判斷目目標(biāo)相對(duì)于我我船是否機(jī)動(dòng)動(dòng)；對(duì)水真過(guò)去位位置有助于在在避碰行動(dòng)中中了解目標(biāo)機(jī)機(jī)動(dòng)航行情況況，掌握航行行態(tài)勢(shì)。對(duì)地真過(guò)去位位置有助于在在導(dǎo)航中了解解本船是否沿沿正確航道航航行。過(guò)去位置顯示示判斷目標(biāo)機(jī)機(jī)動(dòng)雷達(dá)選擇對(duì)水水真運(yùn)動(dòng)：本船O保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T1保速保向目標(biāo)T2加速保向目標(biāo)T3保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T4為水上漂浮目目標(biāo)過(guò)去位置的應(yīng)應(yīng)用：2、檢查雷達(dá)目目標(biāo)跟蹤能力力：在本船保速保保向航行時(shí)，，如果所有目目標(biāo)過(guò)去位置置出現(xiàn)不規(guī)則則或不穩(wěn)定的的顯示情況（（如跳躍），，說(shuō)明此時(shí)雷雷達(dá)目標(biāo)跟蹤蹤環(huán)節(jié)有問題題，雷達(dá)目標(biāo)標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)不不可輕信。。（四）預(yù)測(cè)危危險(xiǎn)區(qū)（PredictedAreaofDanger-PAD）T3T1當(dāng)本船艏線與與目標(biāo)PAD相交時(shí)，表示示有碰撞危險(xiǎn)險(xiǎn)，其圖形形直觀，但但狹窄水域、、漁區(qū)和沿岸岸航行航行時(shí)時(shí)由于目標(biāo)較較多，圖像易易混亂。PAD應(yīng)用前提：本船保速目標(biāo)標(biāo)船保速保向向。第三節(jié)AIS報(bào)告目標(biāo)一、AIS報(bào)告信息內(nèi)容容將AIS目標(biāo)信息連接接到雷達(dá)，解解決了目標(biāo)屬屬性識(shí)別的問問題。靜態(tài)信息動(dòng)態(tài)信息航次相關(guān)信息息安全相關(guān)關(guān)短消息息3.動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)：位置信息息對(duì)地航向向、航速速船首向等等1.靜態(tài)數(shù)據(jù)據(jù)：船名、呼呼號(hào)船長(zhǎng)、船船寬船舶類型型等2.航次數(shù)據(jù)據(jù)：預(yù)計(jì)到達(dá)達(dá)時(shí)間航行計(jì)劃劃貨物種類類等4.其它安全全電文二、AIS報(bào)告信息息在雷達(dá)達(dá)顯示器器上顯示示特點(diǎn)AIS目標(biāo)的類類型：休眠、激激活、被被選、危危險(xiǎn)、丟丟失目標(biāo)標(biāo)。三、AIS報(bào)告信息息優(yōu)勢(shì)與與局限性性1、精度優(yōu)優(yōu)勢(shì)：近量程（（3nmile之內(nèi)）報(bào)報(bào)告數(shù)據(jù)據(jù)精度不不低于雷雷達(dá)目標(biāo)標(biāo)跟蹤的的精度，，遠(yuǎn)量程程精度應(yīng)應(yīng)高于雷雷達(dá)目標(biāo)標(biāo)跟蹤。。2、信息優(yōu)優(yōu)勢(shì)：AIS還能夠提提供比雷雷達(dá)跟蹤蹤目標(biāo)更更豐富的的船舶相相關(guān)信息息。3、依賴賴性強(qiáng)強(qiáng)：信息的的精度度完全全依賴賴目標(biāo)標(biāo)船的的人為為設(shè)置置和對(duì)對(duì)方傳傳感器器的精精度4、通訊訊延時(shí)時(shí)與錯(cuò)錯(cuò)誤：：信息更更新間間隔超超時(shí)，，錯(cuò)誤誤、不不準(zhǔn)確確或延延誤信信息的的傳遞遞；第四節(jié)節(jié)雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)一、目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)的的概念念雷達(dá)將將分別別來(lái)自自于雷雷達(dá)傳傳感器器和AIS傳感器器關(guān)于于目標(biāo)標(biāo)的位位置、、航向向、航航速等等精度度離散散的信信息，，依據(jù)據(jù)一定定的準(zhǔn)準(zhǔn)則優(yōu)優(yōu)化處處理，，根據(jù)據(jù)駕駛駛員的的要求求輸出出關(guān)于于目標(biāo)標(biāo)一致致性的的最佳佳動(dòng)態(tài)態(tài)信息息，稱稱為雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)。?！癆+B=C”二、雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)獨(dú)獨(dú)立性性與相相關(guān)性性獨(dú)立性性：雷達(dá)目目標(biāo)跟跟蹤信信息的的精度度取決決于本本船配配備的的雷達(dá)達(dá)、艏艏向傳傳感器器和航航速傳傳感器器的精精度，，還取取決于于本船船與目目標(biāo)船船的動(dòng)動(dòng)態(tài)和和氣象象海況況。。二、雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)獨(dú)獨(dú)立性性與相相關(guān)性性獨(dú)立性性：AIS報(bào)告目目標(biāo)動(dòng)動(dòng)態(tài)信信息的的精度度取決決于目目標(biāo)船船所配配備的的GPS接收機(jī)機(jī)、艏艏向傳傳感器器、航航速傳傳感器器及其其他傳傳感器器，也也在一一定程程度上上受到到氣象象海況況和具具體設(shè)設(shè)備因因素的的影響響。相關(guān)性性：對(duì)于同同一個(gè)個(gè)目標(biāo)標(biāo)而言言，目目標(biāo)跟跟蹤信信息與與AIS報(bào)告信信息又又必然然具有有較好好的相相關(guān)性性。三、雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)置原原則原則1：在通常常航行行狀態(tài)態(tài)下，，系統(tǒng)統(tǒng)滿足足精度度要求求時(shí)，，目標(biāo)標(biāo)關(guān)聯(lián)聯(lián)設(shè)置置的基基本原原則是是以AIS信息為為參考考。三、雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)與與AIS報(bào)告目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)置原原則原則2：在低于于1.5nmile量程，，在系系統(tǒng)滿滿足精精度要要求的的航行行狀態(tài)態(tài)下，，雷達(dá)達(dá)跟蹤蹤精度度與AIS目標(biāo)精精度相相當(dāng)，，駕駛駛員可可以根根據(jù)航航行需需要選選擇關(guān)關(guān)聯(lián)設(shè)設(shè)置原原則。。原則3：在任何何量程程中，，當(dāng)駕駕駛員員對(duì)AIS精度有有任何何懷疑疑，應(yīng)應(yīng)考慮慮以雷雷達(dá)跟跟蹤目目標(biāo)為為準(zhǔn)設(shè)設(shè)置目目標(biāo)關(guān)關(guān)聯(lián)。。完成關(guān)聯(lián)需需要設(shè)置的的參數(shù)包括括目標(biāo)的距離差值、方位差值和和航速差值值，也有設(shè)備備還需要設(shè)設(shè)置目標(biāo)的的航向差值值和地理位位置差值。。四、目標(biāo)跟跟蹤信息與與目標(biāo)報(bào)告告信息優(yōu)勢(shì)勢(shì)互補(bǔ)（一）雷達(dá)達(dá)目標(biāo)跟蹤蹤裝置優(yōu)勢(shì)勢(shì)與局限性性雷達(dá)優(yōu)勢(shì)：：1、雷達(dá)是自自主式探測(cè)測(cè)設(shè)備，可可以直觀觀觀測(cè)到本船船周圍包括括岸線在內(nèi)內(nèi)的水面目目標(biāo)，獲得得較為全面面的交通形形勢(shì)圖像。。2、雷達(dá)也是是目前國(guó)際際海上避碰碰規(guī)則推薦薦的唯一可可以作為瞭瞭望設(shè)備的的航海儀器器，其在避避碰行動(dòng)中中的觀測(cè)和和操作信息息可以作為為海事證據(jù)據(jù)予以采納納。（一）雷達(dá)達(dá)目標(biāo)跟蹤蹤裝置優(yōu)勢(shì)勢(shì)與局限性性雷達(dá)局限性性：1、雷達(dá)易受受氣象海況況的影響丟丟失弱小目目標(biāo)；2、有30～50m左右的近距距離盲區(qū)，，在障礙物物遮擋形成成的陰影扇扇形區(qū)域探探測(cè)能力受受到影響；；3、目標(biāo)的探探測(cè)精度和和分辨力，，尤其方位位分辨力有有限（2左右）；4、雷達(dá)只對(duì)對(duì)保速保向向的目標(biāo)保保持精度較較高的跟蹤蹤，不能及及時(shí)響應(yīng)本本船和目標(biāo)標(biāo)船的機(jī)動(dòng)動(dòng)變化，系系統(tǒng)對(duì)信息息的處理有有1～3min的延時(shí)，在在船舶機(jī)動(dòng)動(dòng)頻繁的狹狹窄水域雷雷達(dá)的跟蹤蹤精度降低低，目標(biāo)數(shù)數(shù)據(jù)誤差增增大。5、雷達(dá)還存存在錯(cuò)誤捕捕獲，漏捕捕獲、捕獲獲和顯示容容量限制、、目標(biāo)信息息量少、目目標(biāo)丟失、、目標(biāo)交換換、無(wú)法識(shí)識(shí)別目標(biāo)等等固有缺陷陷。（二）AIS優(yōu)勢(shì)與局限限性優(yōu)勢(shì)：1、AIS通信不受氣氣象海況影影響，信息息傳輸具有有一定的繞繞越障礙能能力，跟蹤蹤穩(wěn)定性與與可靠性高高于雷達(dá)；；2、AIS不存在近近距離盲盲區(qū)，不不會(huì)因雜雜波干擾擾丟失弱弱小目標(biāo)標(biāo)；3、目標(biāo)的的分辨能能力取決決于GPS的精度，，高于雷雷達(dá)，且且不隨目目標(biāo)距離離和方位位的變化化而變化化；4、對(duì)于快快速機(jī)動(dòng)動(dòng)高動(dòng)態(tài)態(tài)目標(biāo)信信息的更更新間隔隔為2s，更新率率不低于于雷達(dá)；；5、AIS目標(biāo)不會(huì)會(huì)發(fā)生目目標(biāo)交換換現(xiàn)象。。局限性：：1、AIS不是自主主探測(cè)設(shè)設(shè)備，不不能顯示示島嶼、、岸線和和未裝備備AIS設(shè)備的導(dǎo)導(dǎo)航標(biāo)識(shí)識(shí)，對(duì)目目標(biāo)的監(jiān)監(jiān)測(cè)依賴賴他船設(shè)設(shè)備的正正常工作作。2、并非所所有在航航的船舶舶都配備備了AIS設(shè)備，配配有AIS設(shè)備的船船舶也可可能隨時(shí)時(shí)將設(shè)備備關(guān)閉。。3、一些小小型船舶舶安裝的的B類AIS設(shè)備，發(fā)發(fā)射功率率低，信信息更新新間隔延延長(zhǎng)至30s，在通訊訊繁忙時(shí)時(shí)船位報(bào)報(bào)告發(fā)送送不及時(shí)時(shí)。4、AIS和其他廣廣播系統(tǒng)統(tǒng)一樣，，對(duì)射頻頻干擾敏敏感，同同時(shí)還受受到VHF電波傳播播的限制制。5、AIS的核心是是衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)，因此此它也具具有GNSS固有的脆脆弱性。。因此，AIS報(bào)告信息息只應(yīng)作作為雷達(dá)達(dá)目標(biāo)跟跟蹤信息息的有益益的補(bǔ)充充，協(xié)助助雷達(dá)設(shè)設(shè)備判斷斷會(huì)遇局局面。（二二））AIS優(yōu)勢(shì)勢(shì)與與局局限限性性五、、雷雷達(dá)達(dá)與與AIS目標(biāo)標(biāo)無(wú)無(wú)法法關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)（一一））個(gè)個(gè)別別或或部部分分目目標(biāo)標(biāo)無(wú)無(wú)法法關(guān)關(guān)聯(lián)聯(lián)原原因因：：1.超大大型型目目標(biāo)標(biāo)船船舶舶（（船船長(zhǎng)長(zhǎng)超超過(guò)過(guò)250m）雷雷達(dá)達(dá)回回波波前前沿沿位位置置可可能能與與其其AIS目標(biāo)標(biāo)報(bào)報(bào)告告位位置置（（主主GPS天線線位位置置））相相距距超超過(guò)過(guò)較較大大；；2.目標(biāo)標(biāo)船船舶舶AIS信息息的的實(shí)實(shí)際際更更新新間間隔隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)低低于于理理論論值值，，其其目目標(biāo)標(biāo)位位置置更更新新不不及及時(shí)時(shí)。。3.個(gè)別別目目標(biāo)標(biāo)船船的的GPS接收收機(jī)機(jī)或或AIS設(shè)備備出出現(xiàn)現(xiàn)了了較較大大誤誤差差，，位位置置報(bào)報(bào)告告誤誤差差超超常常。。（二）所所有目標(biāo)標(biāo)均無(wú)法法關(guān)聯(lián)的的原因五、雷達(dá)達(dá)與AIS目標(biāo)無(wú)法法關(guān)聯(lián)由于本船船雷達(dá)或或GPS誤差造成成，雷達(dá)達(dá)探測(cè)到到的所有有目標(biāo)的的位置（（方位或或距離））或其WGS-84地理位置置都有誤誤差，而而AIS報(bào)告目標(biāo)標(biāo)位置（（目標(biāo)船船GPS位置）是是準(zhǔn)確的的，從而而無(wú)法實(shí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)標(biāo)關(guān)聯(lián)。。（三）關(guān)關(guān)聯(lián)效果果失常的的原因表現(xiàn)為所所有或多多數(shù)目標(biāo)標(biāo)關(guān)聯(lián)不不穩(wěn)定，，目標(biāo)的的AIS圖標(biāo)標(biāo)識(shí)識(shí)與雷達(dá)達(dá)回波無(wú)無(wú)規(guī)律偏偏離。如如果確認(rèn)認(rèn)本船GPS接收機(jī)定定位正常常，則通通常是目目標(biāo)跟蹤蹤環(huán)節(jié)出出現(xiàn)問題題。第五五節(jié)節(jié)會(huì)會(huì)遇遇局局面面與與碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)判判斷斷及及試試操操船船一、、會(huì)會(huì)遇遇局局面面與與碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)判判斷斷雷達(dá)達(dá)判判斷斷碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)方方法法：：1.數(shù)據(jù)據(jù)比比較較①CPA≥≥CPALIM時(shí)，，來(lái)來(lái)船船為為非非危危險(xiǎn)險(xiǎn)目目標(biāo)標(biāo)；；②CPA＜CPALIM，但但TCPA≥≥CPALIM時(shí)，，來(lái)來(lái)船船為為非非緊緊迫迫碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)目目標(biāo)標(biāo)，，駕駕駛駛員員需需要要視視TCPA酌情情關(guān)關(guān)注注；；③CPA＜CPALIM，且且TCPA＜TCPALIM時(shí)，，來(lái)來(lái)船船為為緊緊迫迫碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)目目標(biāo)標(biāo)，，雷雷達(dá)達(dá)會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)出出聲聲光光報(bào)報(bào)警警，，需需要要立立即即考考慮慮避避碰碰措措施施。。2.矢量量指指示示利用用相相對(duì)對(duì)矢矢量量輔輔助助以以CPALIM圓判判斷斷碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)；；雷達(dá)達(dá)判判斷斷碰碰撞撞危危險(xiǎn)險(xiǎn)方方法法：：3.PAD圖示示在目目標(biāo)標(biāo)保保速速保保向向及及本本船船保保速速的的前前提提下下，，當(dāng)當(dāng)本本船船艏艏線線與與目目標(biāo)標(biāo)的的PAD區(qū)域相相交時(shí)時(shí)，說(shuō)說(shuō)明本本船與與目標(biāo)標(biāo)存在在碰撞撞危險(xiǎn)險(xiǎn)，可可能在在PAD區(qū)域內(nèi)內(nèi)發(fā)生生碰撞撞，否否則安安全。。二、試試操船船（TrialManoeuvre）（一））試操操船概概念及及特點(diǎn)點(diǎn)試操船船：通過(guò)圖圖形模模擬方方式幫幫助駕駕駛員員驗(yàn)證證擬采采取避避碰方方案的的可行行性，，求取取避讓讓的安安全航航速和和航向向。試操船船的理理想結(jié)結(jié)果是對(duì)已已構(gòu)成成碰撞撞危險(xiǎn)險(xiǎn)的目目標(biāo)報(bào)報(bào)警解解除，，并不不對(duì)其其他目目標(biāo)產(chǎn)產(chǎn)生新新的危危險(xiǎn)報(bào)報(bào)警。。SOLAS公約要要求所所有噸噸位大大于10000GT的船舶舶所配配備的的雷達(dá)達(dá)必須須具備備試操操船功功能。。2．試操操船特特點(diǎn)（1）試操操船僅僅對(duì)被被跟蹤蹤目標(biāo)標(biāo)和至至少對(duì)對(duì)激活活A(yù)IS目標(biāo)有有效，，也可可以對(duì)對(duì)休眠眠AIS目標(biāo)有有效。。（2）試操操船過(guò)過(guò)程中中，雷雷達(dá)圖圖像顯顯示區(qū)區(qū)域顯顯示是是試操操船模模擬畫畫面。。（3）試操操船功功能啟啟動(dòng)時(shí)時(shí)刻的的初始始試操操船艏艏向/航速通通常為為該時(shí)時(shí)刻本本船的的實(shí)際際艏向向/航速，，駕駛駛員可可在此此基礎(chǔ)礎(chǔ)上修修改作作為試試操船船艏向向/航速。。（4）新的的雷達(dá)達(dá)性能能標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求求試操操船應(yīng)應(yīng)能夠夠模擬擬本船船的動(dòng)動(dòng)態(tài)操操縱特特性，，包括括旋回回特性性（設(shè)設(shè)置船船舶旋旋回速速率或或旋回回半徑徑）和和速度度變化化特性性（設(shè)設(shè)置速速度變變化率率）。。（5）試操操船功功能應(yīng)應(yīng)模擬擬操船船前時(shí)時(shí)間延延遲，，并提提供至至操船船時(shí)刻刻的倒倒計(jì)時(shí)時(shí)。所所謂操操船前前時(shí)間間延遲遲，是是指從從試操操船功功能啟啟動(dòng)時(shí)時(shí)刻到到本船船實(shí)際際操船船機(jī)動(dòng)動(dòng)真正正開始始時(shí)刻刻的時(shí)時(shí)間延延遲。。2．試操操船特特點(diǎn)（6）試操操船的的過(guò)程程實(shí)際際上可可以視視為3個(gè)模擬擬階段段。首首先，，操船船前時(shí)時(shí)間延延遲內(nèi)內(nèi)模擬擬本船船以當(dāng)當(dāng)前艏艏向/航速保保速保保向航航行；；其次次，在在時(shí)間間延遲遲時(shí)刻刻按照照輸入入的本本船旋旋回特特性和和速度度變化化特性性模擬擬本船船動(dòng)態(tài)態(tài)操縱縱特性性；最最后，，模擬擬本船船以試試操船船艏向向/航速保保速保保向航航行。。（7）試操操船的的過(guò)程程可以以是試試操船船艏向向/航速計(jì)算算結(jié)果的的最終呈呈現(xiàn)，也也可以是是操船過(guò)過(guò)程的時(shí)時(shí)間比例例演示，，即以一一定比例例的時(shí)間間進(jìn)度快快速模擬擬避碰過(guò)過(guò)程。（8）試操船船畫面用用閃爍的的大寫英英文字母母“T”標(biāo)注，提提醒駕駛駛員注意意。2．試操船船特點(diǎn)（9）在使用用試操船船的過(guò)程程中，不不可在模模擬畫面面停留太太長(zhǎng)時(shí)間間。目前前一般停停留不超超過(guò)1min，超時(shí)則則自動(dòng)返返回實(shí)際際畫面。。（10）在試操操船過(guò)程程中，雷雷達(dá)繼續(xù)續(xù)跟蹤目目標(biāo)，在在字母數(shù)數(shù)字顯示示區(qū)顯示示的目標(biāo)標(biāo)數(shù)據(jù)是是雷達(dá)真真實(shí)跟蹤蹤數(shù)據(jù)。。（二）試試操船操操作方法法試操船按按機(jī)動(dòng)措措施：1、艏向試試操船：：以試操船船艏向代代替本船船當(dāng)前艏艏向；；（變向向）2、航速試試操船：：以試操船船航速代代替SDME航速；；（變速速）3、混合試試操船：：以試操船船艏向代代替本船船當(dāng)前艏艏向，同同時(shí)以試試操船航航速代替替SDME航速。（（變向+變速）（二）試試操船操操作方法法1．不帶操操船前時(shí)時(shí)間延遲遲和動(dòng)態(tài)態(tài)特性的的試操船船操作方方法（1）數(shù)據(jù)比比較試操操船：使用時(shí)逐逐漸改變變?cè)嚥俅枷?，，直到恰恰好目?biāo)標(biāo)危險(xiǎn)報(bào)報(bào)警解除除，此時(shí)時(shí)的試操操船艏向向即為臨臨界安全全艏向。。（2）矢量模模式試操操船：①首先應(yīng)應(yīng)在相對(duì)對(duì)矢量模模式下判判斷碰撞撞危險(xiǎn)，，如目標(biāo)標(biāo)T2有碰撞危危險(xiǎn)。②切換至至真矢量量，確定定本船為為讓需要要采取避避碰措施施。③啟動(dòng)試試操船（（標(biāo)識(shí)““T”），在相相對(duì)矢量量模式下下求取臨臨界安全全艏向?yàn)闉?50。④切換至至真矢量量，如圖圖（d）所示，，核實(shí)采采取避碰碰措施后后的航行行態(tài)勢(shì)。。（3）PAD模式試操操船在PAD顯示模式式下可通通過(guò)電子子方位線線（EBL）直接量量取安全全艏向，，因此不不需要艏艏向試操操船。如如果需要要改變航航速避讓讓，可以以實(shí)施航航速試操操船，只只需輸入入試操船船航速，，觀察本本船艏線線不與任任何目標(biāo)標(biāo)的PAD相交便可可。2．帶操船船前時(shí)間間延遲和和動(dòng)態(tài)特特性的試試操船操操作方法法FURUNOFAR28X7系列1）在使用用試操船船功能前前，需要要預(yù)先輸輸入船舶舶的轉(zhuǎn)艏艏速率和和航速變變化率，，設(shè)定新新的艏向向和/或新的航航速，設(shè)設(shè)定操船船前時(shí)間間延遲，，而后啟啟動(dòng)試操操船功能能，如圖圖；2）在操船船前時(shí)間間延遲內(nèi)內(nèi)，本船船仍保持持當(dāng)前的的艏向和和航速，，操船前前時(shí)間延延遲結(jié)束束后開始始模擬本本船的動(dòng)動(dòng)態(tài)特性性，最終終模擬本本船的新新艏向和和/或新航速速。3）當(dāng)在模模擬的情情況下預(yù)預(yù)計(jì)出現(xiàn)現(xiàn)碰撞危危險(xiǎn)時(shí)，，代表目目標(biāo)的圖圖標(biāo)標(biāo)識(shí)識(shí)就會(huì)變變成三角角形并閃閃爍，說(shuō)說(shuō)明該避避碰方案案不合適適，需要要駕駛員員重新調(diào)調(diào)整試操操船參數(shù)數(shù)，而后后重新試試操船。。（三）試試操船使使用注意意事項(xiàng)（1）試操船船功能不不能判斷斷駕駛員員輸入的的試操船船機(jī)動(dòng)方方案是否否符合海海上避碰碰規(guī)則；；（2）試操船