船用雷达在港口水域中的运用25p

1、船用雷达在港口水域中的应用摘要 随着国际贸易量的日益俱增，远洋运输船舶趋向于大型和超大型化发展，并且具有高危险性的vlcc不断增加。这些船舶进出港口时必须要做到万无一失，否则就会造成巨大的经济损失和严重的环境污染。以船用雷达为代表的助航设备，有着驾驶人员的“眼睛”之称。港口具有航道狭窄、水深受限、水流湍急、地形复杂、通航密度大、助航标志繁杂等特点，当船舶在港口水域航行时，合理使用雷达对船舶的安全航行有着极其重要的作用。关键词 船用雷达 港口水域 助航 安全航行the application of shipborne radar in the portabstract：with the incr

2、easing of international trade, sea transportation ships trend large-scale and super large-scale development, and the high risky oil tanker vlcc is increasing quickly. these ships must be guaranteed the security, otherwise it can create the huge economic loss and the serious environmental pollution.

3、represented in marine radar aids to navigation, with the drivers eyes of. port with narrow fairways, water depth is limited, fast-flowing,complex terrain, transport density, aids to navigation marks, such as the characteristics of complexity, when the ship in the port waters, the rational use of mar

4、ine radar for safe navigation of the ship has an extremely important role.key words：shipborne radar port waters aids to navigation safe navigation 目 录引 言4第1章 概述51.1船用雷达在港口水域的必要性51.2船用雷达在港口水域的重要性61.2.1雷达在船舶进出港口的作用61.2.2船舶进入港口水域正确操作和使用雷达7第2章船用雷达在港口水域的应用及注意事项82.1雷达最小作用距离82.2显示方式距离量程的选择92.3目标的录取和跟踪102.4

5、运用雷达避让122.5雷达在港口水域应用的注意事项132.5.1消除他船雷达的干扰132.5.2注意回波余辉132.5.3雷达调谐功能142.5.4认真查核避让效果14第3章 雷达在港口水域中应用的优势及不足153.1 船用雷达在港口应用的优势153.1.1雷达观测153.1.2雷达标绘判断碰撞危险153.2 船用雷达在港口应用的不足163.2.1雷达对反射弱、小物标的缺陷163.2.2 arpa用于港口水域航行的局限性163.2.3 雷达对他船的动态反应迟钝173.3 配合雷达避碰的措施173.3.1 瞭望173.3.2 声号17第4章 船舶在进出港口时雷达与现代航海仪器配合使用194.1船

6、舶在港口水域应用雷达、gps、ais定位导航194.1.1 运用雷达确定航迹线方法194.1.2 运用gps确定航迹线方法214.1.3 运用电子海图确定航迹线方法224.2 雷达与ais在港口水域应用的关系22结 论24致谢语25参考文献26引 言随着电子技术的发展，导航雷达功能越来越完善，自动化程度也越来越高，特别是arpa雷达的出现，使得雷达在航海导航中占有重要地位。雷达用于近岸航行，特别是用于港口水域航行、夜间、雾中导航和避碰，有着很大的优越性。船舶进出港口水域时，由于航道弯曲、支流多、水流复杂多变，而且船舶在港口航行时，船舶密度大、周围目标的位变率特别大，航行环境瞬息万变。船舶在港口

7、水域航行时船舶操纵困难、形式复杂，这就需要借助现代的航海仪器雷达助航，尤其是在复杂气象条件下，时刻都要小心，以免碰撞事故的发生。因此，一个优秀的航海者必须懂得如何利用相关的知识和技能尽可能的利用雷达有利因素，避离有害因素，确保船舶安全的航行，从而掌握海上航行的主动权。本文选择了船用雷达在港口水域中的应用为研究对象，主要探讨船用雷达在港口水域的重要性以及使用方法。文章先简要介绍了港口水域的特点，之后结合港口船舶航行特点介绍了船用雷达在港口应用的必要性和重要性。然后详细的介绍了船用雷达在船舶进出港口主要部分的具体应用，并在此基础上分析了船用雷达在港口使用时的注意事项、优点、不足之处，以及与现代助航

8、仪器的配合使用。本文正是从船舶港口水域航行条件着手，总结归纳出雷达的重要性以及具体操作方法，以使航海者在驾驶船舶进出港口时能更好的运用船用雷达，保证航行的安全。第1章 概述1.1船用雷达在港口水域的必要性船用雷达是利用超高频无线电波在空间传播时具有等速、直线传播并且遇到物标有良好的反射的特性来工作的。用于识别海上物标、方位及其距离以利于船舶判断船舶间的运动态势以利于安全航行，特别是在交通密集区、夜间和能见度不良的环境中航行时，更离不开雷达。船用雷达作为一种传统的无线电导航设备，在船舶近海定位，引导船舶进、出，窄航道航行以及在避碰中发挥了重要作用。这是由于船舶航行港口水域的特点所决定的。就航海条

9、件而论，港口水域航行一般具有下列特点：(1)航道由于受岸形限制，又有浅滩、礁石等航海危险物，航道往往狭窄而弯曲、没有足够的回旋地。例如：我国新港进港主航道是人工疏浚的，宽度受限制；长江南水道浅滩较多；黄浦江陆家嘴转向角大于110，这使船舶航行和操纵都非常复杂。因此，港口水域中除天然和人工陆标可供定位、导航和避险外，还设有浮标指示航道或航海危险标志。(2)水深和水流除某些深水港口外，大多数港口航道水深都有局限。江河入海口的航道，往往由于水中从上游携带大量泥沙，形成浅滩。这种浅滩的位置随着季节和江河水势的差异而多变迁，因此航道水深经常改变，驾驶员必须掌握最新的水深资料。(3)通航船舶港口水域，特别

10、是重要的港口，一般都是来往船只密集区域，有些区域大型渔船和其他类型船舶也比较多。除应严格按规定航线航行外，还必须运用雷达等现代助航仪器，认真瞭望，防止发生碰撞等海事事故。综上所述，船舶在港口航行时，由于港口水域的特点，船舶周围目标的位变率特别大，航行环境瞬息万变。因此，驾驶员必须了解港口航行的特点，掌握雷达等现代助航仪器的正确，熟练的使用，并不断积累和总结港口水域航行的经验，这样才能确保船舶安全的进出港口。1.2船用雷达在港口水域的重要性1.2.1雷达在船舶进出港口的作用船舶进出港口水域时，由于航道弯曲、支流多、水流复杂多变，而且船舶在港口航行时，周围目标的位变率特别大，航行环境瞬息万变。船舶

11、间的会遇局面以对遇和穿越居多，最近会遇距离（dcpa）小，对穿越船造成的交叉相遇局面不够敏感。即使驾驶员有着较丰富的航行经验、对航道熟悉，也难保证船舶的安全航行。这就需要借助雷达助航，尤其在复杂气象条件下，时刻都要小心，以免碰撞事故的发生。雷达在船舶进出港口时发挥着重要作用：(1)利用雷达定位船舶驶进港口水域时，由于港口水域船舶密度大，航行情况复杂，驾驶员必须高度集中，随时掌握航道、水位、船位、天气等情况。当遇到恶劣天气、视线模糊、岸形、航标都看不清时，可以利用雷达确定船位。在航行的船舶定位过程中，为确定本船与目标船的距离，可使用“距离标圈”加之测定。荧光屏图像上显示出的距离间距，随所用量距的

12、不同而不同，它可从量程转换开关附近标注的数字中读取。为测出目标方位，可拨动“机械方位标”使它对准目标的图象，在度盘上可以读出其相对方位。雷达定位方法很多，有单物标定位和多物标定位之分及方位定位和距离定位之分。(2)利用雷达导航船舶在进出港口、狭水道及沿岸航行中，使用雷达导航十分方便而有效。雷达导航最常用的是距离避险线（又称雷达安全距离线）法和方位避险法（又称安全方位线法）。驾驶人员利用雷达导航，必须以熟悉航道为前提，在随时掌握船位的基础上，结合航道形式，正确选择航向。无论进出港口航行，驾驶员都应将船位都定在宽阔的航路上。这可根据雷达荧光屏反映出的航标之间的水域，潮汐资料以及对该航道内障碍物，流

13、态等分布情况，来选择安全航路。在选择航向时，应以岸线与航标作为参考的主要依据，同时雷达使雷达荧光屏上的船首线方向略平行于前方最近几个航标的连线上，还需参考航道总形势，使航向与之相适应，并以磁罗经校正标准航向，以更有效地保障航行安全。(3)利用雷达会让船舶避碰雷达不但是航行定位的重要仪器，而且是保持正规瞭望，船舶间发生碰撞的一种有效手段，尤其是在通航密度较大的港口水域，或在能见度不良的情况下，更显示出其极大的优越性。就避碰而言，雷达通常具有以下功能:能及早地发现来船并获得碰撞危险的早期警报；通过系统观察与雷达标绘，能准确地获得两船通过时的dcpa与tcpa ，从而确定是否存在碰撞危险；通过作图，

14、可精确地求得来船的航向与航速；通过作图，可求得本船的避让措施；通过进一步的观察，可及时地判断来船的行动，并能迅速地查核双方所采取的避让行动的有效性；通过作图，可以确定本船恢复原航向或原航速的时机，以确保两船在安全的距离上驶过。1.2.2船舶进入港口水域正确操作和使用雷达雷达是船舶航行的重要助航仪器，特别是在进出港口时更发挥了不可替代的作用，驾驶员正确、合理的利用雷达对船舶安全进出港口至关重要。正确操作和使用雷达：(1) 船舶进入港口水域、狭水道、能见度不良水域之前，就应开启雷达进行观测。(2) 交替使用雷达的远、近距离档程，对海区进行全面的观测。(3) 雾气太浓时，雷达会产生杂波干扰，应适当控

15、制“雨雪干扰”旋钮，抑制杂波。(4) 船舶进入港口水域风浪较大时，应适量控制“近程增益”旋钮，使雷达的近距离和荧光屏中心附近所产生的杂波干扰受到抑制，但应保证弱小物标的回波影像清晰。(5) 在雷达天线扫描过程中，如果船上的建筑物(桅杆、烟囱等) 挡住雷达波的正常发射，则根据实际需要，定时改变航向510，以探测雷达荧光屏中存在的阴影域。综上所述，雷达能在船舶密度大、航行条件复杂的港口水域，轻易地显示出在航船舶周围存在的物标并给出方位和距离，这是单凭驾驶人员的视觉所办不到的，但是雷达不能完全代替驾驶人员的视觉。在实际避让操纵中，只要熟练地掌握雷达的避让特点，正确运用雷达协助船舶避让，采取比在船舶互

16、见的情况下更主动的避让措施，安全航行是可以得到保障的。第2章 船用雷达在港口水域的应用及注意事项航行在不同海区的各种用途的船舶，对所配备的船用雷达的各项使用性能的要求也不尽相同，如远洋航行的大型船舶，最关心的是要雷达能尽早发现远距离的目标，以便进行远距离定位，即要求雷达的远距离性能好。当船舶行驶在港口水域时，由于船舶密度大、小渔船多，此时最关心的是图像的清晰度，以便于避碰，即要求雷达的图像分辨力高、盲区小、近距离性能好。因此，船舶进出港口时，合理的使用雷达对航行安全特别的重要。2.1雷达最小作用距离最小作用距离是指雷达能在显示器屏幕上显示并测定的最近距离，它表示雷达探测近物标的能力。在此距离以

17、内的区域称为雷达盲区，盲区中的物标，雷达观测不到。盲区太大，不利于船舶进出港口的航行。当雷达天线较低或物标较高时，雷达最小作用距离由下式决定： = （2-1）式中：=3ms(电波传播速度)； 发射脉冲宽度（）； 收发开关实际恢复时间（约0.10.3）。当雷达天线较高或物标较低时，雷达最小作用距离由下式决定：= （2-2）式中：雷达天线高度（m） 天线垂直波束宽度。船舶航行在港口水域时，船舶密度大，有许多小的渔船经常出入。由于雷达存在盲区，在应用雷达避碰时，当有他船回波影像向荧光屏中心靠近，则有碰撞危险存在。这时船舶已经驶进了雷达盲区内，虽近在咫尺，但也无法在屏幕中显示出来，这时驾驶人员不能单单

18、依赖于雷达。实际航行中，可用实测的方法测量雷达的盲区值。实测方法是：用雷达观测近距内逐渐靠近（或远离）本船的小艇或浮筒，测出它们的回波亮点消失（或出现的距离），即雷达的盲区值。由于船舶的不同安装雷达也不尽相同，雷达的盲区值也不同，因此，驾驶员要充分了解雷达的盲区值，注意到盲区所带来的负面影响，在进出港口时做到心中有数，保证船舶的安全进出。2.2显示方式距离量程的选择当船舶在进出港口航行之前，就应按照雷达的操作规程、程序，正确地开关设备和调节按钮，结合当时的环境和情况使雷达处于最佳的工作状态下，充分发挥应有的各项功能，以迅速获得尽可能多的雷达信息。（1）恰当的选择显示方式显示方式是指运动方式(真

19、运动或相对运动)、稳定方式（对水稳定或对地稳定）、船首标本方式（真北向上、船首向上或航向向上）、偏心显示和中心扩大显示等，恰当的选择各类显示方式并将他们有机结合起来就利于观测和判断。船舶行驶在港口水域时采用北向上或航向向上的显示方式，而不采用首相上显示方式。因为首向上的显示方式有很多局限性：首先是图像不稳定，特别是在大角度转向或掉头时；其次是选择首向上的显示方式，该雷达的很多功能不能使用；最后是选择首向上的显示方式，意味着只能选择相对运动摸式，真运动模式的很多优势无法体现。而北向上显示方式可以方便的测得物标真方位，且在本船转向或船首偏荡时，回波图像稳定、显示清晰、测量方位准确、观测方便，在港口

20、或狭水道航行时使用很方便。航向向上显示方式既具有船首向上显示方式的显像直观，便于判明物标是在左舷还是在右舷的特点，又具有北向上的图像稳定，可以直接读取真方位的优点，在避碰、导航、定位应用中较方便。两者都能选择真运动模式，几乎所有的功能都能使用。（2）距离量程的选择船舶在大洋上航行时，驾驶员通常采用远距档和短脉冲探测目标，这有利于及早地发现物标，但不利于发现雷达反射弱小的小船和帆船。当船舶航行在港口水域时，由于船舶密度大，这时应交替的使用远近量程和长短脉冲，以保证及早发现远处的大船和及早地注意到近处存在的小船。 雷达发射脉冲宽度的选择。较窄的脉冲宽度，可获得更高的距离分辨力，较宽的脉冲宽度，可获

21、得更高的增益，回波强、探测距离远，原来不能观测到的回波有时能观测到，所以船舶在进出港口航行时建议较多地使用窄脉冲。s、x波段雷达的选择。雷达根据其波长分s波段(10cm)和x波段(3cm)两种。抗雨雪、抗海浪s波段优于x波段，但方位分辨率x波段高于s波段。故建议在不良海况和气象条件不良时，选用s波段雷达，其它情况用x波段雷达。2.3目标的录取和跟踪当船舶进出港口时，由于航行环境复杂，周围附近的船舶多，驾驶员要及时地对周围的目标进行人工或自动的录取与跟踪，适时的读数判断，以及早、全面和正确地了解当时船舶间相互的会遇态势，以及时地采取措施进行避让，保证船舶航行的安全。（1）目标的录取 目标录取的任

22、务包括：目标距离、方位数据的录取及目标属性、尺度数据的录取。目标录取的方法有人工录取和自动录取两种。人工录取是指操作人员用手摇动操纵杆或跟踪球，以控制输出的x、y位置数据，从而控制由显示器电路产生的录取标志。人工录取可按危险程度做出先后录取的方案，可根据需要逐个录取，录取的目的性明确，运用观测经验、较容易地在干扰背景中识别和录取目标。但人工录取操作过程费时间、录取速度慢，在多目标复杂情况下容易措手不及，如果观测疏忽，可能会漏掉危险目标，目标运动情势及危险程度随时变化，新出现的危险目标或丢失后又出现的目标的重新录取操作繁杂，且连续观测，值班驾驶员负担较重。自动录取是指从发现目标到各个目标位置数据

23、送入计算机的整个过程由机器自动完成。在自动录取前，驾驶员可以设置录取优先区、限制区和警戒区等辅助控制以提高录取的目的性和录取速度。自动录取速度快，可以应付多目标情势，能自动做出优先录取的方案，而且不需要连续观察，可以减轻驾驶员的负担。但自动录取可能会早成虚假录取，可能会漏录取处在杂波干扰区的弱小目标，难以适应多目标且运动态势复杂的场合，还可能会造成漏录取危险度较大的目标而造成危局。综上可见，人工录取和自动录取各有优缺点，船舶航行在港口水域时，要根据当时的环境、航行态势和本船特点酌情的选用。不管选择人工录取还是自动录取，驾驶员都要及时的运用一切手段了解周围的航行态势，而不能过分的单单依赖雷达，这

24、样才能保证录取的及时性和正确性。 （2）目标的跟踪雷达录取所得到的目标初始位置数据是孤立、离散的，利用目标运动的相关性，将新的点迹数据分别连成各目标的航迹，并判明各目标的运动规律，这就是目标跟踪。在目标跟踪中，雷达尾迹经常被用到。雷达尾迹，也有人称航迹、轨迹、踪迹等，在大多数雷达中用trail表示，如图2-1所示。它是雷达探测到物标的余辉按驾驶人员的要求保留一定的时间，这对一些时显时隐的小物标有特别的意义。因为小物标在海况不良时常被淹没，而雷达天线按每分钟旋转约2o次探测目标，假如一大半的探测不能发现该小物标，运用尾迹的功能将使小物标的显示得到显著改善。在一般的船用雷达中有相对尾迹和真尾迹两种

25、模式可供选择，相对尾迹的反向线显示物标船相对运动方向，很容易判断是否存在碰撞危险。但当船舶改向或船首偏荡时，尾迹显示不是一条直线，会出现扭曲，包括岸线、岛屿等大物标在内的尾迹也有可能掩没部分小目标。真尾迹的反向线显示物标船真运动方向，可清楚了解物标船的运动方向，尾迹的长短可大概知其运动的快慢。图2-1 雷达尾迹显示当船舶在通航密度非常大的港口水域内航行时，arpa因对捕捉物标有数量限制不能捕捉全部物标，arpa如将附近的物标都捕捉，雷达报警系统可能会不停地报警，但很难发现哪些物标船特别危险(它只根据设定的tcpa和cpa报警)。真尾迹功能运用后，首先可区别运动物标和静止物标，运动物标中可区别同

26、向船、对遇船和交叉相遇船，然后有的放矢地捕捉危险物标船。真尾迹功能还能发现一大片物标船中航向不一致者，避免臆断和顾此失彼。2.4运用雷达避让船舶在船舶密度大的港口水域航行时，由于来往船只的方向不同，势必会造成航行态势复杂，严重时还会造成与其他船只有碰撞危险。当多艘船舶与本船相遇并有危险时，应根据它们与本船的dcpa、tcpa、方位和距离等因素确定出危险性最大的物标船，并按1972年国际海上避碰规则的规定和当时的船舶会遇态势决定避让方案。以具有碰撞危险或碰撞危险最严重的物标船为避让目标，得出相应的避让措施，并根据当时的环境，采用人工标绘或自动标绘法有效的手段采取避让措施后对其他各船的关系和影响作

27、出判断。多船相遇时，经人工标绘或自动标绘后有两种简易方法判断是否存在碰撞危险：当多船相遇时，经人工标绘或自动标绘后有两种简易方法判断是否存在碰撞危险：一是真矢量法，用慢慢延长真矢量线的时间，看其端点是否重叠或是否很接近，如两端点重叠或接近，则表示物标船与本船有碰撞危险，该端点所在区域就是存在碰撞危险的区域。如图2-2较难判断哪些船有碰撞危险，t1为右舷交叉相遇船，t2为左舷交叉相遇船，t3为左舷追越船。图2-3通过延长真矢量线时间可以发现t1存在碰撞危险，t2有碰撞危险，t3没有碰撞危险。二是用相对矢量法，真矢量显示模式转换成相对矢量显示模式，如果物标船相对矢量的延长线通过本船中心或与min

28、cpa(最小会遇距离)圆相交，则表示与本船有碰撞危险。 图2-2图2-32.5雷达在港口水域应用的注意事项当船舶进入港口水域前，驾驶员就应全面了解该港口水域的特点和熟练掌握雷达和arpa各项功能的应用，并了解雷达在港口应用的局限性，正确使用和适时调整雷达的量程，以便有利于及时和全面掌握通航区域内的实际情况和采取正确的避让行动。2.5.1消除他船雷达的干扰船舶在港口水域航行时，由于船舶多，且距离近。由邻近他船同频段雷达发射的电磁波进入本船雷达天线就会产生干扰，形成同频雷达干扰。如果船舶所使用的雷达设备没有抗同频干扰的装置，就会受到附近船舶发射的雷达波的干扰，这将造成荧光屏上出现由中心向外放射的点

29、线。当在港口航行遇到这种情况时，可换用近量程观测，以减小其影响或选用另一波段雷达工作。干扰过于严重时，除了要提高警惕、仔细观察外，彼此还可以将雷达高频暂时关闭1至2分钟。如果船舶装有同频雷达干扰抑制器，可打开面板上的控制开关，即可消除干扰。2.5.2注意回波余辉对于速度较快的大船，当其距本船较近时，其回波光点在本船荧光屏上留下余辉，借此可以辨认回波移动的方向或路径，这对了解会遇形式和他船的动态是有帮助的。但要注意，当在使用相对运动显示方式时，回波余辉只表示相对运动的方向，而使用真运动显示方式时，回波余辉表示他船真运动的方向(即他船的真航向)。2.5.3雷达调谐功能雷达自动调谐比人工调谐能取得更

30、好的效果，尤其在量程不断变化时，故建议尽可能采用自动调谐。不管在何种调谐方式下，要将回波调到最好都需要增益、海浪、雨雪抑制功能一起调节，使得雷达屏幕上出现微小的噪声斑点，物标图像清晰饱满。如增益太大会使屏幕模糊，屏幕上出现的杂波可能淹没部分物标的回波，不利观测，也不利于arpa工作。当船舶进港口时因为海上风浪较大，往往使用较大的海浪抑制，假如不随时调节海浪抑制，随着船舶进入港内水域或泊位的接近，速度减慢，较大的海浪抑制可能会造成小物标船被抑制住的缺陷，可能不会造成太大的危害。但是当船舶出口时，情况正好相反，船速随着航道的不断开阔而增加，如不随时调节海浪抑制，原较大的海浪抑制可能会把小物标船等抑

31、制住的缺陷，该缺陷如未及时发现将是非常危险的。所以随时调节海浪抑制和雨雪抑制，使得屏幕上出现时隐时现的小光点，这样不会把小目标抑制住，即不会遗漏对小目标的观测。2.5.4认真查核避让效果在本船采取改向或(和) 变速避让措施后，应继续进行雷达观测和标绘，以检验避让是否达到预期的效果。若来船回波沿着本船改向或(和) 变速后的相对运动线(新的相对运动线) 移动，说明来船保持原有航向航速行驶，可在预定的安全距离上通过。此时应继续监视来船动向，直到最后驶过让清为止。若来船回波逐渐偏离新的相对运动线，会遇距离增大，说明来船采取了与本船协调一致的避让行动，双方可安全通过。若来船回波未能沿着新的相对线移动而继

32、续向雷达中心(本船位置) 逼近，则说明来船采取了与本船行动相抵触和矛盾的行动。此时应保持高度戒备，马上用vhf与来船联系以了解来船航行情况，并说明本船行动意图。因此，正确、熟练的掌握雷达的操作方法对船舶的安全航行非常重要，特别是船舶在通航密度非常大的港口水域内航行时，显得尤为重要。第3章 雷达在港口水域中应用的优势及不足3.1 船用雷达在港口应用的优势雷达不但可实现船舶航行定位的功能，而且通过系统观察和雷达标绘可以判断船舶间是否存在碰撞危险，应如何采取避让行动及核实其避让行动是否有效等。尤其是在港口和近岸多渔船、渔网和小型船舶等通航密度较大的水域航行，或在雨、雪、雾等能见度不良或夜晚航行视觉瞭

33、望受到一定限制时，对雷达进行系统观察获得船舶周围准确、全面的信息，对船舶航行态势进行安全评估，确保船舶安全是船上其他仪器无法替代的。3.1.1雷达观测雷达观测是海上交通观测方法中最重要的方法。雷达观测范围大，可以随时确定各船舶在雷达覆盖区内的确切位置，因而可以获得交通流、交通密度、交通形式、船舶速度、船舶会遇和避碰行为等各类原始数据，还可以记录到船舶碰撞事故发生的整个过程。雷达观测基本不受天气条件的影响，可在日夜和任何能见度条件下进行。雷达进行海上交通观测时，采用12 n mile量程可以获得2000总吨以上的船舶的可靠资料，如观测区域内大船的位置分布和各自船舶之间的互相影响。若采用6 n m

34、ile 或3 n mile量程，分辨力更高，可以观测到水道中的船舶状态，必要时还可以进一步减小量程。3.1.2雷达标绘判断碰撞危险采用雷达标绘的方法判断是否存在碰撞危险是目前船舶驾驶员经常使用的一种有效的方法，特别是船舶处在交通密集的港口水域或能见度不良时，这种方法显得有效和重要。通过进行雷达标绘，不仅可以得到来船的dcpa和tcpa，从而判断是否存在碰撞危险，还可以求得来船航向和航速、避让措施、避让时机、恢复原来运动状态的时机等船舶避碰信息。自动雷达标绘仪的出现使航海者获知来船运动参数更为简单，可以通过“试操船”求取避让措施。鉴于上述特点雷达标绘判断碰撞危险的方法不仅在能见度不良时被海员普遍

35、使用，而且在能见度良好时，也成为进行避碰决策的重要依据。因此国际海事组织对各类船舶必须装备雷达的数量和性能均作了具体的规定。当船舶发生碰撞事故时，将事故发生前是否进行有效的雷达观察作为是否保持正规的瞭望、遵守避碰规则的重要依据，将在船舶避让行动中的雷达观察到的数据作为证据予以采纳。3.2 船用雷达在港口应用的不足雷达在导航、避碰、交通管理等工作中发挥了不可替代的地位，它以直观、定位精度高、不受天气限制、易于操作等特点被人们广泛应用。但是，正如所有的导航设备一样，雷达也存在着误差和不足。3.2.1雷达对反射弱、小物标的缺陷气象条件恶劣的航行中，雷达会受到外界较大的干扰，这些干扰的结果一方面将会使

36、雷达的探测距离明显下降，同时屏幕上会出现干扰杂波和假回波伪像，还可能会使影像时隐时现。船舶在港口附近水域航行时，往往风浪都较大。船用雷达为了抑制干扰，在显示器上均设有“微分”(雨雪抑制) 、“近程增益”(海浪抑制) 旋钮。但这些旋钮并不能把雷达的干扰完全抑制掉，而只能对强回波起到适量抑制的作用，因而有时就会使弱反射物标的回波亮点更加暗淡，或无法用视觉识别。在使用“近程增益”旋钮时，由于操作不得当，过量的海浪抑制也会同时把本船周围的小物标、弱反射回波的物标影像抑制掉。在使用雷达时，也常有某些小物标、飘浮物等，由于回波很弱以致在荧光屏上无法察觉，并不能绝对的说在本船周围就没有这些物标存在。3.2.

37、2 arpa用于港口水域航行的局限性船舶在港口水域航行时，欲与相遇船安全避让，就必须及时互见对方的避让动态，以便正确推测对方的意图。但是，在使用arpa时，矢量的变化还不能代替肉眼互见中的船首变化，这是因为arpa的矢量计算、矢量稳定显示存在处理延时，使矢量转向总是迟于实际船首转向。尤其船舶以较大舵角转向时，由于船舶惯性，使船舶的瞬时航向与船舶的重心运动的切线不一致，其差值约达10 20。本船航向误差角将导致目标真航向、真航速的误差，其值取决于目标改向大小和态势角。船舶在机动期间，arpa 提供的信息、数据是靠不住的，不可盲目使用。此外，当存在风流影响时，船首向与航迹向并不一致，二者之差角即风

38、流压角。因此，在港口水域或近距离让船时应用arpa时，应当格外注意。另外，arpa 的ppc、pad用于港口、狭水道航行时，由于让船需要，本船或目标船频繁改向变速机动在所难免，因而失去实用意义。3.2.3 雷达对他船的动态反应迟钝在相对运动显示的雷达中，利用物标之间的相对位移来判断他船的动态。由于相对运动的特点，即物标之间的相对位移，在一些情况下变化比较迟缓，因而他船的动态不会立刻就在屏幕上显示出来。某些情况的显示也不明显和直观。在应用雷达避让时，如果避让的双方均装有雷达，而来船在获得危险警报后，采取了比较明显的避让措施，但在本船的雷达屏幕上，也不会立刻就显示出对方新的动向来，只有对来船进行连

39、续的多次的观测和分析才能识别清楚。如果在避让的过程中，来船采取的避让动作并不明显，那么识别和判断对方的动态，就需要费较长的观测时间。3.3 配合雷达避碰的措施3.3.1 瞭望使用雷达并不免除海员用视觉以及其他有效手段保证正规的瞭望。在任何能见度情况下，运用雷达导航和避碰的同时，必须加强视觉的瞭望。“船舶应当随时用视觉、听觉以及一切有效手段保持正规的瞭望，随时注意周围环境和本船动态，以便对局面和碰撞危险作出充分的估计。”对于在航船舶来说，在任何能见度情况下，都不能中断瞭望。所谓“一切有效手段”，即采用视觉(望远镜) 和雷达相配合的观测方法，而不要单纯依赖雷达。3.3.2 声号在能见度不良的情况和

40、船舶进出港口水域等复杂航行条件的情况下，运用雷达所提供的信息进行避让操纵，还必须遵守关于在能见度不良时使用的声号的规定。在航船舶应当在声号的配合下，特别是在近距离上掌握来船的动态和获得警报，更有效地进行安全避让。因此，港口水域往往通航密度大、航道狭窄、水深受限，船舶驾驶人员应该充分了解港口水域气象条件和不利因素对雷达工作的影响和限制，在实际的航行和避让行动中不要过分地依赖雷达设备，以确保船舶航行安全。第4章 船舶在进出港口时雷达与现代航海仪器配合使用4.1船舶在港口水域应用雷达、gps、ais定位导航目前船用雷达功能比较齐全，除了具备自动标绘的功能外，目前还能综合ais、gps和电子海图信息，

41、还具有许多警示功能和航线设计显示功能等。虽然船用雷达功能比较完善，但是当船舶进入通航密度非常大的港口水域内航行时，驾驶员应根据设备自身特点和实际情况选用适合当时条件下的仪器进行导航，这对船舶的安全航行显得尤为重要。船舶在狭水道或进出港航道航行时，其关键技术在于驾驶船舶航行在预定的航迹线上。驾驶员利用现代航海仪器和电子海图确定船舶航迹线，可以减少驾驶员判断的主观随意性，从而使定位与导航手段多样化，船舶航行更安全。4.1.1 运用雷达确定航迹线方法雷达定位确定航迹线方法船用雷达的arpa 功能为船舶定位和导航带来很大的方便。在近岸航行、进出港航行时，雷达定位是常用的定位手段，只要方法得当，用雷达定

42、位确定航迹线的方法是安全可行的。主要方法有：方位叠标导航、雷达距离叠标导航和平行线导航法等。方位叠标导航：在许多港口和狭水道地区，为了准确地引导船舶按照推荐航线安全航行，通常均设置方位叠标。通常由前后两个标志组成，两标连线向航道一侧的延长线，即为相应的方位叠标线。只要船舶准确的沿方位叠标所指示的推荐航线航行，就能保证在安全航道上。船舶一旦偏离叠标线，前后标志就会相互错开，从而及时发现船舶偏离推荐航线，以便采取必要的措施。雷达距离叠标导航：如果测得至两物标的距离差等于零的等值线，可作为导航叠标线使用。如图4-1所示，a,b为两个测距标志，当=时，即-=0时的等值线正好标示航道轴线。实际导航时，用

43、雷达的活动距标连续测定两标志的距离，只要保持=,即两标志的回波同时保持在活动距离圈上，就可以准确而简便地使船舶保持在推荐航线上。保持活动距离圈始终与较近的一个标志的回波相切，此时若发现右侧标志的回波呈现在距离圈外，则表明船已偏左，应向右调整航向；反之，若左侧标志的回波在距离圈外，则说明船已偏右，应向左调整航向。雷达距离叠标导航不受能见度的限制，这是它突出的一个优点。图4-1 距离叠标导航平行线导航法：当航线前后无适合的物标可供导航时，可借助雷达，利用航线两侧附近的物标进行平行线导航。平行线导航，应事先结合海图，选取离航线较近、显著、海图位置精确的物标，并量取该物标至计划航线的最近距离。调整雷达

44、到北向上相对运动显示方式，活动距标至相应的最近距离值，电子方位线与计划航线平行，再调整电子方位线扫描中心，使其刚好在物标同侧与活动距标圈相切，如图4-2所示。船舶进出港时，根据雷达上物标的回波和电子方位线的相对位置关系调整航向，使物标回波始终沿该电子方位线作相应的移动，即可确保船舶顺利走在计划航线上。 图4-2 平行线导航 除方位叠标导航、雷达距离叠标导航和平行线导航法外，还可以采用以下方法。(1)先将计划航线用雷达功能键在雷达上画出，所画的计划航线应与纸质海图或电子海图上的航线吻合，转向点的位置应准确。此项工作应在船舶进出港前完成。(2)对于相对运动雷达，本船始终在雷达中心，当船舶航行时，如

45、果能始终保持雷达中心在计划航线上，则船舶的航迹向就在计划航线上。在无风无流时，雷达上本船的船首线与计划航线是重合的。(3)若航向正确，但发现计划航线偏离雷达中心，则说明船舶受外界风、流的推压而使船舶发生了横移。当发现计划航线偏移至雷达中心的左侧，说明船位向右横移， 船舶应及时向左调整航向；反之，应向右调整航向，确保雷达中心在计划航线上。按照上述方法实现航迹向与计划航线重合，使船舶安全进出航道。为了及时发现船舶受风、流的影响和船舶的横向偏移，驾驶员可使用雷达的“轨迹显示”功能( track) 。这样，一旦发生船舶横移，通过图像上显示出尾迹，驾驶员易于发觉，以便及时纠正船位。雷达定位确定航迹线方法

46、的特点是不受能见度的影响、可靠性和操作性强。4.1.2 运用gps确定航迹线方法在通常情况下，船用gps的定位精度足以保障船舶在海上的定位要求和航行需要， 而对于在狭水道航行的船舶，其定位精度可能无法满足实际的定位要求。但我们应该意识到，在狭水道或港口水域航行的船舶，使用gps定位的真正意图并不是通过gps 提供的经纬度在海图上画出船位，而是获得在同一航向上当前船位与历史船位的相对位置比较。由于前后两次定位的时间段、船位相差不远，同一gps的船舶定位误差可以认为是相同的。因此，对于前后两次船位的比较值，可以不考虑gps的定位误差。如果第一次真实船位落在计划航线上，船舶按计划航线航行，通过前后两

47、次的gps 船位比较和分析， 可以确定当前船位是否偏离了原计划航线(单向航道的轴线)。若船舶沿纬度线或经度线航行，即航向为090/270或000/180时，只需比较纬度或经度，船位比较更为方便。驾驶员必须根据当时的风、流情况较准确的预估浮标的偏移方向，以确定进港口船位的准确点，同时，选择适合物标进行雷达定位，以保证船舶的第一个船位，更准确的落在航道轴线的端部。另应注意，gps天线是否安装在船舶首尾中心线上，当不在中心线时应考虑天线位置误差。运用gps定位确定航迹线方法的特点是不受能见度的影响， 操作方便。4.1.3 运用电子海图确定航迹线方法电子海图具有快捷、方便、资料详尽的特点，在船舶航行中

48、已得到了广泛的认可。充分利用电子海图的功能，可以确定船舶的航迹向，从而为船舶在狭水道和进出港口水域航行提供安全保障。利用电子海图确定航迹线方法的步骤:(1)使用电子海图的功能键，在电子海图上按航道轴线特点制作计划航线。(2)航行时，电子海图上显示出本船的实时船位，根据实时船位判断船舶是否按计划航线航行。(3)在无风流的情况下，船舶应按计划航线航行，确保船位在计划航线上移动，在有风流的情况下应准确估计风流影响，驶入航道前应预配风流压角。(4)无论是否预配风流压角，一旦发现本船偏离计划航线，说明船舶受风流的影响发生了横移，应及时调整风流压角，确保船舶在计划航线上航行。运用电子海图确定航迹线方法的特

49、点是：不受能见度的影响、可靠性和操作性强。总之，船舶在港口水域或狭水道航行时的定位和导航方法很多，驾驶员应根据对航道的熟悉程度和航行经验，并根据当时的实际情况合理选择航海仪器进行定位与导航， 从而实现港口水域或狭水道航行的船舶安全。4.2 雷达与ais在港口水域应用的关系由于船舶的大型化、专业化、高速化及数量的增多，海上交通密度加大，严重威胁着船舶航行安全和海洋生态环境。虽然现代船舶航行以及船舶交通管理系统中，雷达作为船舶导航设备一直占据了主导地位，在船舶避碰、定位、导航应用中，发挥了很大的作用。然而，船用雷达覆盖区域、分辨力及信息有限，当船舶在通航密度大、航道狭窄的港口水域航行时由于雷达的缺

50、陷而造成的船舶碰撞事故还是屡屡发生。为了预报危险，避免碰撞和海事，改善船舶航行安全；增加船舶导航设备的信息，信息的使用价值和导航功能；需要及时地进行船舶间的信息交换，船舶自动识别系统（ais）的出现为进一步提高船舶安全进出港口的性能提供了保障。 (1)ais探测近距离目标的能力强，没有近距离盲区。信号传输具有一定的绕越障碍的能力，覆盖范围扩大到河道和水流弯曲处和障碍物之后等雷达探测不到的区域，可以观察到小岛、山岬以及弯道河道后面的目标，可以减少和避免“雷达近距离目标引起的碰撞”事故。(2)ais使雷达与arpa减少或消除了目标交换、误跟踪和丢失等问题。由于各种原因使得雷达与arpa图像不好时，ais改善了雷达与arpa的覆盖，提高了使用雷达和arpa进行避碰的可靠性。(3)ais抗气况和海况的干扰性强。ais基本不受海浪和暴