ТЕМА 2 СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ПРОКЛАДКИ

 

. Назначение, состав и функции системы.

Назначение. Судовая система для предупреждения столкновений (СПС) служит для решения следующих задач:

• обнаружения судов-целей,

• определения элементов движения целей,

• предупреждения об опасности столкновения,

• облегчения выбора маневров для расхождения с судами,

• и других.

СПС представляет собой средство поддержки принятия решений для предотвращения столкновений с судами. Оно не освобождает штурманский состав от принятия решений и действий по обеспечению безопасности судна, а также от ответственности за эти решения.

Ввиду того, что радиолокационное оборудование, составляющее основу СПС, и методы его использования в судовождении изучаются в специальных курсах, ниже дается лишь краткая характеристика рассматриваемой системы. Состав. СПС включает:

-процессор для обработки радиолокационной информации и данных АИС средства для хранения и отображения информации;

- органы для управления (трекбол и ряд других); интерфейсные устройства для подключения датчиков информации и для связи с другими системами ИСМ;

-программное обеспечение;

-информационные ресурсы,

СПС строится на базе персонального компьютера. Для выполнения своих задач она использует данные РЛС, АИС, курсоуказателя и лага. К ней могут подключаться и другие источники информации. В памяти многих СПС хранится картографическая информация, по которой на экране дисплея СПС воспроизводятся электронные карты.

До недавнего времени основным датчиком информации СПС являлся радиолокатор. В настоящее время к нему добавляется транспондер ЛИС. Он предоставляет информацию о целях, оборудованных аппаратурой АИС.

РЛС служит для получения сведений об объектах, находящихся в зоне обзора. Задача СПС состоит в том, чтобы, получив видеосигналы из приемника РЛС и/или данные от АИС-транспондера, записать их в

памяти, произвести необходимую обработку, а затем обеспечить воспроизведение обработанной информации на экране в удобной для судоводителя форме.

В настоящее время в эксплуатации находится довольно много типов СПС, изготавливаемых различными фирмами. Они имеют определенные отличия по дизайну, конструкции и объему решаемых задач. Внешний вид модуля СПС интегрированного мостика фирмы JRC приведен на рис. 5.1.

Рис. 2.1. Радиолокационный модуль ИСМ.

Функции, При отображении радиолокационной обстановки СПС позволяет выбирать различные диапазоны дальности и ориентировать изображение по разным направлениям (по курсу, по стабилизированному курсу, по норду, по фарватеру). Информация системы может представляться в режимах истинного и относительного движения. Совместно с первичной радиолокационной информацией на экране монитора СПС могут отображаться вектора и следы сопровождаемых целей, радарные электронные карты и навигационные линии. Возможно отображение параллельных индексных линий, а также охранных зон и областей авто захвата.

СПС имеет функции:

- ручного и автоматического захвата целей на сопровождение;

- автосопровождения целей;

- изменения времени экстраполяции движения

- отображения траекторий прошлого движения целей;

- представления цифровых значений элементов движения целей;

обнаружения маневров сопровождаемых целей;

- предупреждения об опасности столкновения по заложенному в СПС критерию;

- проигрывания задаваемых или рекомендуемых маневров на расхождение. По каждой цели, передающей АИС-информацию, в СПС могут быть представлены подробные данные: MMSI номер, позывной сигнал, название и тип судна, навигационный статус и другие сведения.

2.2. Перечень требований к оборудованию СПС.

Минимальные эксплуатационные требования к оборудованию

СПС изложены в следующих документах ИМО:

• Эксплуатационные требования к РЛС - Резолюция MSC.64(67), 1996, Приложение;

• Эксплуатационные требования к САРП- Резолюция А.823(19), 1995;

• Эксплуатационные требования к РЛС для скоростных судов – Резолюция А.820(19), 1995.

• Временное руководство для представления и отображения информации о АИС-целях - ИМО циркуляр SN/Circ/217 от 11.07.01.

Технические стандарты на радиолокационные приборы и аппаратуру АИС установлены Международной электротехнической комиссией. Они содержатся в следующих публикациях этой организации:

■ 60872-1-стандарты для САРП;

■ 60872-2 - стандарты для радиолокационных средств автосопровождения;

■ 60936-1 - стандарты для судовых РЛС;

■ 60936-2 - стандарты для РЛС высокоскоростных судов;

■ 61993-2 - тестовые стандарты для АИС транспондеров класса А;

■ 62287 - тестовые стандарты для АИС транспондеров класса В.

■ Перечисленные стандарты включают методы испытаний радиолокационного оборудования, рекомендации по применяемым символам и терминам для отображаемой информации, обозначения для органов управления и ряд других данных.

2.3. Требования к радиолокационному оборудованию судов.

Стандарты, которым должны соответствовать РЛС обычных судов, устанавливаются Резолюцией ИМО MSC.64(67),1996(Приложение 4) - «Эксплуатационные требования к РЛС». Действие этого документа распространяется на суда, построенные 1 января 1999 г. и после этой даты. Осветим эти требования. Радиолокационное оборудование предназначено для отображения относительно своего судна положения надводных объектов (других судов, препятствий, буев, берега, навигационных знаков) в виде, оказывающем помощь при навигации и предупреждении столкновений.

Требования к дальности. При нормальных условиях распространения радиоволн, когда высота антенны над уровнем моря равна 15 м. и нет помех, РЛС должна давать четкое изображение:

• берега на расстоянии 20 миль, когда он возвышается над уровнем моря до 60 м.; и на расстоянии 7 миль, когда он поднимается до 6 м;

• судов вместимостью 5000 брт независимо от ракурса - на расстоянии не менее 7 миль;

• малых судов длиной порядка 10 м. - на расстоянии не менее 3 миль;

• объектов, таких как навигационные буи, имеющих эффективную отражающую поверхность порядка 10 кв.м. - на расстоянии не менее 2-х миль.

Надводные объекты должны быть четко отображены, начиная с минимальной горизонтальной дистанции 50 м. от позиции антенны.

Индикация. Радиолокатор должен иметь дисплей для пользования при дневном свете без внешнего увеличения с эффективным минимальным диаметром в пределах шкалы пеленгов не меньшим, чем:- 180 мм для судов вместимостью 150-1000 брт 250 мм для судов вместимостью 1000-10000 брт.;

340 мм для судов вместимостью 10000 брт. и выше.

Разрешается применение цветных мониторов.

Обязательны для РЛС шкалы дальности: 0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12 и 24 мили. Шкалы дальности с другими номиналами допускаются.В пределах -эффективной площади экрана должна содержаться только информация, которая используется для навигации или предупреждения столкновений, а также элементы, которые имеют отношение к целям (например, символ цели, ее вектор) или к изображению.

Требуется, чтобы шкалы дальности были линейными с началом в месте своего судна. Изображаемая на экране информация должна быть легко читаемой и всех условиях освещенности.

Выбранные элементы системной электронной навигационной карты (СЭК) могут быть представлены на дисплее РЛС, но таким образом, чтобы формация РЛС не маскировалась, не затемнялась и не искажалась. Информация СЭК, показываемая на экране радиолокационной системы, должна, по крайней мере, включать безопасную изобату собственного судна, навигационные препятствия, стационарные и плавучие средства навигации. При представлении элементов СЭК совместно с информацией РЛС/САРП требуется, чтобы:

-информация РЛС/САРП и элементы СЭК были в одной и той же системе

координат;

-вся эффективная площадь дисплея содержала данные РЛС и СЭК; информации РЛС отдавался приоритет;

-обеспечивалась устойчивость изображения, векторов САРП, элементов

СЭК;

-четко указывался активный режим работы, обеспечивалась независимость РЛС/САРП и СЭК информация СЭК не должна оказывать неблагоприятный эффект на данные РЛС, данные РЛС/САРП и СЭК должны легко узнаваться, нарушение нормального функционирования одной из компонент не должно влиять на функции второй).

Измерение расстояний и пеленгов. Предписывается иметь на экране дисплея электронные НКД для оценки расстояний, причем на шкалах 0.25, 0.5, О.75М должно быть, по крайней мере, два, но не свыше шести НКД. На шкалах большего номинала следует иметь шесть НКД. При смещении центра развертки должны отображаться дополнительные кольца дальности с интервалом, равным интервалу между основными НКД.

Радиолокационное изображение необходимо снабжать подвижным маркером дальности в виде кольца (ПКД) с индивидуальным цифровым индикатором. Допускаются добавочные ПКД. Требуется, чтобы точность измерения дистанций с помощью НКД и ПКД как при несмещенном, так и смещенном центре развертки была не хуже ±1% от значения используемой шкалы, или 30 метров, если 3% от дистанции шкалы больше этой цифры. Предписывается иметь толщину НКД не больше максимальной разрешенной толщины курсовой линии. На всех шкалах дальности наведение ПКД на объект должно производиться с требуемой точностью в течение 5 с. Установленное с помощью ПКД расстояние не должно изменяться при переключении шкал дальности.

Курсовая линия на экране дисплея должна отображаться сплошной линией от начала развертки до края дисплея с ошибкой, не более ±1°. Требуется, чтобы ее толщина не превышала 0.5° на максимальном расстоянии шкалы. На шкале пеленгов дисплея РЛС предписано иметь указатель курса.

В радиолокационной системе должна быть ЭЛН - электронная линия для снятия направлении (пеленгов и курсовых углов), с индивидуальным цифровым индикатором. Она должна позволять получать в течение 5 с. направление на любой объект, где бы он ни находился на экране. Направление на цель на границе экрана должно измеряться с погрешностью, не большей ±1°.

ЭЛН должна быть не толще курсовой линии и отличаться от нее. Предписывается иметь возможность изменения яркости и выключения ЭЛН. Требуется, чтобы ЭЛН поворачивалась в обоих направлениях непрерывно или с шагом, не большим 0.2°.

Направление ЭЛН должно индицироваться в градусах, а отсчет состоять, по крайней мере, из четырех знаков, один из которых после десятичной точки. Предписывается иметь возможность измерения, как пеленгов, так и курсовых углов, отсчеты которых должны отличаться.

Требуется, чтобы шкала направлений была на краю экрана и разделена через 5°, с 5 и 10-градусными отличными друг от друга делениями. Числа у делений должны быть, по крайней мере, через 30°.

Начало ЭЛН должно перемещаться с места судна в любую точку экрана и обеспечиваться возможность относительно нового начала измерять направления. Рекомендуется на ЭЛН иметь ПКД.

Для параллельной индексации необходимо иметь, по крайней мере, две линии.

Разное. РЛС должна иметь такую разрешающую способность по дистанции, чтобы обеспечивать отдельную индикации на шкале 1.5 мили двух точечных целей, расположенных на одном пеленге в пределах пространства 50-И 00% номинала шкалы, и на расстоянии не более 40 м друг от друга.

Разрешение по пеленгу на этой шкале для двух точечных целей, расположенных на одном расстоянии от центра в пределах 50 - 100% номинала шкалы, должно быть не более 2.5°.

Радиолокационное оборудование должно нормально работать при килевой и бортовой качке до ±10°.

Предписано, чтобы антенна вращалась по часовой стрелке, равномерно, автоматически, со скоростью не меньшей 20 об/мин при относительной скорости ветра до 100 узлов. Допускается к такой работе использовать дополнительные режимы сканирования антенны по азимуту.

Следует иметь возможность ориентации изображения по норду и по курсу. Курс должен вводиться от ГК либо другого эквивалентного курсоуказателя. Погрешность согласования с компасом должна быть не больше ±0.5° при повороте судна со скоростью до 12%. Требуется, чтобы переключение с одного режима на другой с установкой заданной ориентации выполнялось в пределах 5 с.Обязательными для РЛС являются устройства подавления нежелательных эхосигналов от волнения моря, дождя и других форм осадков, облаков, грозы. Эти средства должны подстраиваться вручную. Допускается иметь и автоматическое подавление помех с возможностью его отключения.

Когда антенна расположена на высоте 15 м над уровнем моря, то даже в условиях помех от моря оборудование должно давать четкую отметку стандартного радиолокационного отражателя на расстоянии до 3.5мили.

РЛС должна быть полностью в рабочем состоянии в пределах 4 минут после ее включения. Необходимо предусмотреть положение предварительной готовности РЛС - «Подготовка». Переход из этого положения в режим "Работа" должен осуществляться в пределах 15 с.

Предписано обеспечивать возможность независимого изменения яркости ИКД, ПКД, ЭЛН и полного их выключения. Для РЛС, отображающих на экране вторичную информацию (символы целей, вектора, и др.), должна быть возможность отключения ее показа на экране.

Требуется в РЛС иметь режимы относительного и истинного движения, а также допускать смещение начала развертки не менее чем на 50% и не более чем на 75% номинала шкалы дальности. В режиме истинного движения следует обеспечивать стабилизацию изображения относительно воды (моря) и грунта.

Используемые в радиолокационной системе относительные лаги должны позволять измерять скорость на переднем и заднем ходу. При стабилизации относительно грунта необходимо обеспечивать двух координатный вход данных скорости и проходимого расстояния. Это могут быть данные от допплерлага, электронной позиционной системы, либо от самой РЛС при сопровождении неподвижных объектов. Следует иметь возможность ручного ввода скорости своего судна (от 0 до 30 узлов с шагом, не большим 0.2 узла) и данных течения и дрейфа.

Оборудование должно сопрягаться со средствами счисления, электронной позиционной системой в соответствии с международным стандартом к интерфейсу. Название источника получения информации должно отображаться. Дополнительно к радиолокационному изображению требуется иметь возможность представления на экране в графической форме точек, навигационных линий и карт.

Средства прокладки. В радиолокационной системе должны быть следующие устройства радиолокационной прокладки:

• на судах от 300 до 500 брт - средства электронной прокладки (СЭП) с ручным вводом засечек целей (Electronic plotting aid - ЕРА);

• на судах от 500 до 1600 брт - средства автосопровождения - САС (Auto tracking aid - ATA);

• на судах от 1600 до 10000 брт - САРП (Automatic radar plotting aid) с эффективным минимальным диаметром дисплея не менее 250 мм;

• на судах от 10000 брт и больше - САРП с эффективным минимальным диаметром монитора не менее 340 мм.