4.雷达显示方式及ARPA简介课件

1、2020/9/15,47 - 1,第四讲 雷达显示方式和ARPA雷达简介,教学目的：,掌握雷达的显示方式； 了解ARPA雷达的基本功能； 掌握ARPA雷达显示模式及危险判断。,重点难点：雷达的显示方式及利用ARPA显示参数 判断危险目标。,2020/9/15,47 - 2,一、雷达的显示方式,（一）显示方式分类 （二）相对运动的显示方式 （三）真运动的显示方式,2020/9/15,47 - 3,（一）显示方式分类,从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分： 相对运动显示方式RM (Relative Motion) 真运动显示方式TM (True Motion) 以荧光屏正上方的指向划分： 船

2、首线向上 H UP (Head Up)； 指北向上 N UP (North Up)； 航向向上CRS UP (Course Up)。,一、雷达的显示方式,2020/9/15,47 - 4,（二）相对运动的显示方式,特点： 代表本船位置的扫描中心不动； 周围物标相对于本船作相对运动，固定目标则与本船等速反向移动 ； 无需航速输入。是雷达常用的一种显示方式。 包括： 1、船首向上(H UP)图像不稳定显示模式； 2、指北向上(N UP)图像稳定显示模式； 3、航向向上(CRS UP)图像稳定显示模式。,一、雷达的显示方式,2020/9/15,47 - 5,1、船首向上显示模式,无需输入罗经航向，用

3、H UP表示。 特点： （1）船首方向在荧光屏方位圈上为0，由此读取的其他物标方位是相对方位(即舷角)“相对方位显示方式”。 （2）本船转向时，船首线始终指向固定刻度圈0不动，而周围目标则向相反方向以本船为中心作圆周运动，在目标后面留下一段弧形尾迹，影响观测。 它是一种图像不稳定的模式。,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 6,优点： 非常直观，屏面上图像分布情况与雷达操纵使用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致，特别是目标在屏面上的方向是舷角，对于判断是否有碰撞危险十分方便，是最常用的一种显示方式。 不足： 转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的弧形余辉而变得模糊

4、，影响正常观测。,一、雷达的显示方式相对运动显示,船首向上显示模式的优缺点,2020/9/15,47 - 7,2、指北向上显示模式,需要输入罗经航向，用N UP表示。 特点： （1）方位圈0在荧光屏正上方并代表罗北，船首线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上的读数是真方位“真方位显示方式” ； （2）本船转向时，船首线始终跟踪实际航向而随之转动。其它目标按自己的航速、航向运动。,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 8,指北向上显示模式优缺点：,优点： 可方便地测得目标的真方位，且在本船转向或船首偏荡时，目标回波在屏面上不动，屏面图像仍十分清晰，因此在观测、定位时十分方

5、便，故又称其为“稳定显示模式”。 不足： 当航向在090270之间，特别是180附近时，船首线指向屏面下方，观测十分不习惯，容易搞错左右舷角，这对避碰操作是十分不利的。,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 9,3、航向向上显示模式,需要输入航向，用CRS UP表示。 特点： （1）船首线指向屏面上方，图像与视外景一致，非常直观； （2）一般配有陀螺罗经稳定的可动方位圈或电子方位刻度圈，可读目标的真方位和舷角；,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 10,3、航向向上显示模式,需要输入航向，用CRS UP表示。 特点： （3）本船转向时，船首线随

6、航向转动，固定目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、清晰。当航向改变完毕，只要按一下“新航向向上”(New Course up)按钮，则船首线、图像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固定方位刻度圈的0为止。因此，它总是可以保持直观的观测。,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 11,3、航向向上显示模式,优点： 结合了船首向上和指北向上的优点，克服了两种显示模式的不足。 不足： 使用起来不方便，特别是在高速运动和转向时，恢复时间受到了一定的限制。,一、雷达的显示方式相对运动显示,2020/9/15,47 - 12,（三）真运动的显示方式,特点： 代表本船位置的扫描中

7、心及运动目标回波均按其真实航向及成比例航速在屏面上进行移动，而固定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类： 按速度类别来分，包括：对水真运动与对地真运动显示方式，避碰用对水真运动方式更准； 按速度输入源来分，包括：计程仪真运动和模拟真运动。,一、雷达的显示方式,2020/9/15,47 - 13,1、北向上真运动显示方式,特点： 显示屏正上方代表北，船首线指向实际航向值，本船转向时船首线移动，其它目标按原来的运动方式不变；,一、雷达的显示方式真运动显示方式,按屏幕上方指向分，包括：北向上显示方式与航向向上显示方式；,2020/9/15,47 - 14,北向上真运动显示方式优缺点：,优点： 直

8、观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情况一样，在狭水道航行时更有利。 不足： 当航向处在090270之间时，观测、使用就会不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对避让及航行会造成不利。,一、雷达的显示方式真运动显示方式,2020/9/15,47 - 15,2、航向向上真运动显示方式,特点： 与相对运动航向向上显示方式一样， 唯一的区别是： 扫描中心与实际速度成比例地在屏幕上移动。,一、雷达的显示方式真运动显示方式,2020/9/15,47 - 16,（四）两大显示方式的比较,需要外接信号情况 相对运动：无需外接信号或只需航向信号。 真运动：需要航向、航速信号。 图像稳定情况 相对运动：一种图像

9、不稳定显示，另两种图像稳定显示。 真运动：全都属于图像稳定显示。,一、雷达的显示方式,2020/9/15,47 - 17,各显示模式的全称,相对运动 船首向上图像不稳定的相对运动显示模式 指北向上图像稳定的相对运动显示模式 航向向上图像稳定的相对运动显示模式 真运动 指北向上图像稳定的真运动显示模式 航向向上图像稳定的真运动显示模式,一、雷达的显示方式,2020/9/15,47 - 18,二、ARPA简介 ARPA：Automatic Radar Plotting Aid的缩写，中文译成“自动雷达标绘仪” 它能人工或自动捕捉目标，捕获后自动跟踪目标并以矢量形式在显示器屏幕上显示目标的航向和航速

10、。可由操作者设定最近会遇距离(CPA)和到达最近会遇距离的时间(TCPA)的允许界限，当目标的CPA、TCPA小于所设定的允许界限时，会以各种方式(视觉或音响)报警，提醒驾驶员采取避让措施。,2020/9/15,47 - 19,二、ARPA简介,ARPA设有数据显示器，显示目标六数据（方位、距离、航向、航速、CPA、TCPA）。 由于一些技术及成本上的原因，以往的ARPA功能只能在大型雷达上实现。 但目前在雷达开发和生产中一直处于世界领先地位的英国雷松公司率先在中小型雷达上实现了ARPA功能。R80和RL80C系列的雷松雷达可以同时跟踪十个目标并附带数据盒显示目标六数据。对船舶避碰、导航提供很

11、大的帮助。,2020/9/15,47 - 20,二、ARPA简介,O(本船),SHM(0),t2,t1,t3,t3,t1,T,t2,2020/9/15,47 - 21,O(本船),目视线,目标标绘期间真运动,目标的视运动,DCPA,两船保向保速时预计的视运动,SHM(0),T1(目标),T.M.L,(CPA),A,T2,R.M.L,B,二、ARPA简介,2020/9/15,47 - 22,避碰标绘结论： 当DCPA=0时，目标船将与本船相遇于CPA处，即两船相碰。 为避免两船相碰，应该使得DCPA不能小于某一设定值min DCPA。,二、ARPA简介,2020/9/15,47 - 23,（一）

12、ARPA系统组成及各部分作用,二、ARPA简介,2020/9/15,47 - 24,二、ARPA简介,（二）ARPA避碰工作过程,2020/9/15,47 - 25,1、按ARPA系统与雷达的组合方式分： 分立式：雷达显示器ARPA显示器分开，两显示器图像可对照观测分析，但设备多、贵。 组合式：两显示器合二为一，成本低、设备简化。现被大多数ARPA系统采用。 CB-180雷达属于组合式ARPA系统。,二、ARPA简介,（三）ARPA分类,2020/9/15,47 - 26,2、按显示目标运动方式分： （1）矢量型：用矢量表示被跟踪目标的动态。为目前大多数ARPA系统所采用。 分相对矢量和真矢量

13、方式： 相对矢量：屏幕上可观测CPA、TCPA值，可快速判断存在碰撞危险的目标。 真矢量：屏幕上可观测目标的真航向、真航速及态势角。,二、ARPA简介,（三）ARPA分类,2020/9/15,47 - 27,2、按显示目标运动方式分： （2）PAD型：用矢量前方的六角形表示预测危险区PAD（Predicted Area Danger）。也有真矢量型和相对矢量型。 特点：避碰应用直观简便。 注：只有SPERRY公司的ARPA采用。,二、ARPA简介,（三）ARPA分类,2020/9/15,47 - 28,3、按显示器的扫描方式分： （1）径向圆扫描：沿用常规船用雷达扫描方式。 （2）光栅扫描（r

14、aster-scan） ：为近年新生产的ARPA采用，具有高亮度、高分辨力特点。 CB-180采用光栅扫描。,二、ARPA简介,（三）ARPA分类,2020/9/15,47 - 29,（四）ARPA显示信息及显示方式,1、ARPA显示信息 包括数字显示器及综合显示器显示的信息。 （1）数字显示器显示的信息： 目标六参数：方位、距离、真航向、 真航速、CPA、TCPA； 本船参数：航向、航速。,二、ARPA简介,2020/9/15,47 - 30,（2）综合显示器显示的信息 综合显示器：显示回波图像和各种字符。 回波图像：数字视频（处理视频）或者原始图像。 定性符号： 录取符号： 、 、 、等；

15、 目标性质符号：安全目标： 等； 危险目标：、等； 紧急危险目标，常以危险目标闪烁表示。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 31,（2）综合显示器显示的信息 定性符号： 跟踪目标编号闪烁，夜间编号旁边显示“T”； 闯入警戒区目标：、 、 刚丢失目标： 、六边形PAD符号闪烁； 正被指定读数的目标：、，套在目标位置上的录取符：、，套在目标编号上：等等。 指北符号：或。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 32,（2）综合显示器显示的信息 定量符号： 包括相对矢量RV、真矢量TV。 起点表示当前位置，方向表示运动方向，长

16、度表示设定时间内的预测航程。 图示符号： PPC，用“”表示；PAD，用六边形表示。 港口轮廓：用线段、点、圆圈等表示。 导航线：人工设置,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 33,（2）综合显示器显示的信息 图示符号： 限制线：用虚线或直线段画出陆地、岛屿限制线，以限制ARPA自动录取、跟踪处理，提高自动录取目的性。 历史航迹：用连续小圆点表示。 历史航迹的作用： a、用于判断目标是否机动； b、用于检查跟踪是否正常。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 34,（2）综合显示器显示的信息 字母及数字 A、B、C、D、

17、T：表示已录取跟踪目标的序号。只有第一个被录取跟踪的目标编号“A”，其他暂存在RAM中，指定读数时才显示其编号。 T：正在试操船状态，显示试操船模拟画面（有的ARPA显示“SIM”或“TRIAL”）。 1、2、3等数字：表示故障序号。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 35,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,矢量型ARPA显示图例,录取,初始录取,未被跟踪,保向保速,转向,危险目标,非常危险目标,闯入目标,刚丢失报警,2020/9/15,47 - 36,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,PAD型ARPA显示图例,录取,刚录取,刚被跟踪

18、,已被跟踪,危险目标,高速目标,安全目标,固定目标,2020/9/15,47 - 37,2、危险判断与报警 （1）利用CPA、TCPA进行危险判断报警 若CPAMIN CPA & TCPAMIN TCPA， 则目标船为安全船； 若CPAMIN CPA & TCPAMIN TCPA， 则目标为危险船但还有时间，本船应考虑避让措施； 若CPAMIN CPA & 0TCPAMIN TCPA， 则目标船为紧急危险船，本船应立即采取避让措施。 ARPA一旦判断有碰撞危险，立即声光报警。如危险报警“”，紧急危险“”或符号闪烁。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 38

19、,2、危险判断与报警 （2）利用警戒环（区）进行危险判断报警 用VRM设置一个以本船为中心的安全距离警戒圈，并在圈内外以R为界设定境界环（区）。 目标进入该设定区域即被录取跟踪，当判断目标驶向本船及发出“目标闯入”声光报警。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 39,2、危险判断与报警 （3）利用PPC、PAD进行危险判断报警 PPC：Possible (Predicted) Point of Collision。 PAD：Predicted Area of Danger。 一旦目标的PPC出现在SHM上或SHM穿过PAD，即有碰撞危险，应根据规则采取避让

20、措施。 （4）跟踪目标丢失的危险判断报警 跟踪目标丢失，此目标让有可能向我船接近，成为危险甚至紧急危险目标，ARPA为此具有此功能。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 40,3、ARPA显示模式 （1）本船运动显示模式 有相对运动和真运动显示模式。 （2）图像指向显示模式 有船首向上（Head Up）、北向上(North Up)、航向向上(Course Up)显示模式。 （3）矢量显示模式 有相对矢量（R.V）和真矢量（T.V）两种模式,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 41,3、ARPA显示模式 （3）矢量显示模

21、式 相对矢量（R.V）显示模式特点： 本船及与本船同向同速的目标没有矢量显示； 固定及其他目标显示R.V； 从本船到目标R.V延长线的垂足即CPA，目标运动到CPA的时间即为TCPA。 适用场合： 要求快速判断本船与所有目标是否存在碰撞危险的场合。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 42,3、ARPA显示模式 （3）矢量显示模式 真矢量（T.V）显示模式特点： 本船及运动的目标均有T.V矢量显示； 固定目标没有T.V显示； 但由于风流的影响，可能显示对水T.V。若用于定位导航时，须显示对地T.V。则应修正风流压：自动（Auto drift）、手动修正(Manual drift) 若目标CPA=0,则该目标T.V延长线与本船航向线交点为PPC。因此可根据PPC是否落在本船航向线或与T.V末端重叠或很近，判断碰撞危险。,二、ARPA简介ARPA显示信息及显示方式,2020/9/15,47 - 43,3、ARPA显示模式 （3）矢量显示模式 真矢量（T.V）显示模式特点： 可看出目标态势角（Aspect）（目标舷角），可根据目标舷角的大小及变化情况判断碰撞危险局势。 可根据目标T.V和显示的航迹变化情况判断目标是否机动。 适用场合： 要求正确作出避让决策的场合，因为可以在屏幕上观测到目标舷角及真运动矢量。,二、ARPA简介A