《船用雷达盲区图表的绘制资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船用雷达盲区图表的绘制资料（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、航海技术2008年增刊 向约27 km处）；以方向距离进行定位，即通过G/C手 机进行跟踪，主叫或被叫，确定手机所在的基站小区； 通过MOTO的CDMA CDL进行比较定位，CDL上PN 偏置确定手机距离。 （2）手机信号覆盖海面窄，海上手机信号的传播只 能依靠沿海建立的高度有限的铁塔， 限制了手机信号 的传播距离。 而且海上峻峭的海岛不多，不利于信号塔 向渤海深处延伸， 这就从硬件设施方面限制了手机信 号的覆盖海域。 （3）截至目前，电信营运商在技术层面上还没有掌 握手机定点定位技术， 也就是手机定位精度还不够精 确，只能将搜救范围确定在一个区域内，如两个信号塔 的中间海域或者一个信号塔附近
2、海域。 这就对硬件设 施提出了更高的要求：沿海分布的信号塔要足够密集， 定位才会更加准确； 信号塔要有足够的高度或者发射 装置的功率足够大才能覆盖更辽阔的海域。 （4）因为应用定位技术的前提是必须有手机信号 的进入（即需要手机有呼叫或被叫的状态），所以对于 手机处于关机、无信号状态下，依据当前的手机网络技 术分析水平还不能确定其概位。 另外，软件方面，据本地电信营运商介绍，目前拟 开发“定位之星”商务业务，可以将手机定位误差范围 缩小至5500 m之间，由此可以看出精确手机定位技 术将很快在海上搜救工作中广泛应用。 总之，手机定位技术在海上搜救行动中的应用，为 海上搜救工作开创了新的局面， 必
3、将对今后的海上搜 救工作产生深远的影响。 *作者： 王鹤荀. 黄骅海事局局长 高级工程师 ! 目前，有的船舶驾驶员对雷达盲区缺乏足够认识， 特别是对船艏方向上的雷达盲区值的增大缺乏认识， 还有的把雷达盲区与雷达阴影扇形混淆。 当在检查中 被发现没有雷达盲区图或雷达盲区图不符合要求时， 不知道如何整改。 通过收集多方资料，本文针对船用雷 达盲区图表的绘制进行叙述，不当之处请指正。 1雷达盲区的定义及其作用 雷 达 观 测 盲 区 （Radar Observation Blind Area / Zone）简称雷达盲区，是指雷达波的最小探测距离以内 的区域，主要取决于雷达的性能和雷达天线的高度。 通
4、 常又是指位于雷达天线辐射角下缘， 雷达波不能射及 的区域。 船舶在海上航行时，一些小的、反射性能较差的物 标有可能在远距离不能被雷达探测到， 而到近距离时 本应该能探测到，却又由于雷达盲区的存在，使其无法 被探测到。 这样，如果是能见度不好（如有雾等），瞭望 人员以目视无法发现目标， 以致给船舶的安全航行和 人命财产带来威胁。 因此，驾驶人员在任何时候都应牢 记雷达盲区的存在，为其在避让、转向、停车等操作中 提供数值依据，便于充分考虑各种不利因素和后果。 当然， 作为船舶驾驶人员， 在任何时候都应该切 记：即使在雷达盲区以外的区域，雷达也不能保证每一 个物标都能被探测到， 这还要看物标的大小
5、， 反射性 能， 雷达的性能以及驾驶人员是否将雷达调节到最佳 状态，决不能因使用雷达而放松警惕。 2雷达盲区的产生原因 （1）由于雷达脉冲宽度和接收机收发开关恢复时 间而产生的雷达盲区。 由此所产生的雷达盲区为一圆 形区域，其半径D大小与脉冲宽度t，接收机收发开关 恢复时间t有关，其值可由以下公式决定： D=0.5C（t+t）（1） 式中：t为脉冲宽度，以微秒（s）计（通常在0.08 1 s 之间）；t为接收机收发开关恢复时间（一般也在0.08 1s之间）；C为电磁波传播速度，C=300m/s。 显然，D值是很小的， 一般在十几米左右 （以1.5 海里距离档算，通常t=0.08s，t=0.2s
6、为例，计算结 果为：D = 6 m），由于船长和船宽的存在，没有考虑的 意义，本文在后文绘制时将不再考虑。 （2）当雷达天线与物标高度相差较大时，由于雷达 电磁波束垂直宽度而在天线辐射角下缘产生的雷达波 不能射及的盲区。 当船舶平吃水正浮时， 盲区亦为一半径为D的圆 形区域。 如图（见图1和附录雷达盲区图表示例）所 示：雷达电磁波束垂直宽度为（通常为二十几度），雷 达天线高度为H（视船舶大小而定），物标高度为h，在 直角三角形OPR中，OP = OR ctg，其中：盲区半径 D = OP，OR =（H - h），由于船舶正浮，雷达脉冲垂直波 束中心轴RR平行于水线Water Line（RR平行
7、于 OP），角 =（/2），则有：盲区半径D = OP = OR ctg = （H-h）ctg（/2）。 由于天线垂直方向和物标反射性能 等因素的影响，通常还得加一系数k，即公式为： D=（H-h）ctg（k /2）（2） 船用雷达盲区图表的绘制 中远 （香港 ） 航运有限公司林金民 38 图 1 当船舶有一定吃水差时， 由于雷达天线的角度不 能改变， 此时雷达波束中心轴RR并不平行于水线 Water Line，而只是平行于船舶龙骨Keel，因此，如图 （见图2和附录示例）所示，在船艏方向上 =（/2 - ），其中为雷达波束中心轴与水平线之间的夹角，而 在其它舷角方向上，=（/2-cos），其
8、中为左右 舷角（0180）；因此，上文公式2在非平吃水时应为： D=（H-h）ctg k（/2-cos）（3） 由于在实际工作中无法确定物标的高度和物标的 反射性能，也就是说h值和k值无法确定。 其中，k值 的大小与物标的反射性能有关， 还与雷达波束在垂直 方向上离开中心轴的角度引起的雷达波强度变化有 关，为了简化计算，也由于在较近距离上雷达波强度较 大，根据经验，通常取k值为1；并且，出于安全考虑， 假设雷达天线高度远高于物标高度， 因此h值可以忽 略，即h取值为0，从而得到简化公式： D=Hctg（/2-cos）（3） 另外，在非平吃水状态时，天线的高度（H）为由天 线向船舶吃水线引垂线所
9、量的高度RW = RO cos， 其中，RO = RK - OK，而OK = A.D. - AO sin，式中A.D. 为尾吃水，AO为雷达到船尾水尺的距离，即： H=RW=RK-（A.D.-AOsin）cos（4） 在公式3和公式4中， 角度的值可由吃水差 Trim和前后水尺间的距离AF决定，即： =arctg（Trim/AF）（5） 在以上三个公式中：RK为雷达天线到龙骨的垂直高 度；A.D.为尾吃水；AO为雷达到船尾水尺的距离；为 左右舷角；为雷达电磁波束垂直宽度；Trim为吃水 差；AF为前后水尺间的距离。其中，RK，AO，AF可从船 舶参数和布置图中取得，可查阅雷达说明书得到， A.
10、D.和在绘制时根据各种情况来取值。 （3）由于艏楼或装载较高的货物（如集装箱等）对 船舶雷达波束造成阻挡而产生的雷达盲区。 如图3所 示， 它在雷达天线R与艏楼或货物最高点F的连线 RQ同雷达波束中心轴RR的夹角（）小于雷达电磁波 束垂直宽度的一半（/2）时产生。 这种情况下在各个舷 角方向上的雷达盲区因船体形状的不同而变化很大。 由于在船首方向上的的数值最为重要， 本文只对船首 方向上的雷达盲区进行讨论。 如图所示： 在相似直角三角形FQF和WQR 中，有RW/WQ=FF/FQ=（RW- FF）/WF。 则: D=WQ=WFRW/（RW-FF）（6） 式中FF为船首最高点至水面的垂直高度；W
11、F为船 首最高点至雷达天线的水平距离；RW为雷达到水面 的垂直距离。 3雷达盲区图表的绘制 首先， 根据船舶资料取得雷达天线到龙骨的垂直 高度RK，雷达到船尾水尺的距离AO，前后水尺间的距 离AF，查阅雷达说明书得到雷达波束垂直宽度； 接着，列出几种不同的典型装载状态，如：满载、全 压载及正常压载状态等。 并参考附录 雷达盲区图表 示例列出表格； 在船舶稳性手册中的总布置图（可选比例尺较 小的小图）上，或者复印或按比例在空白纸上画出本轮 的船型轮廓。 自雷达天线位置点向下与龙骨平行线成 /2角度画一直线，并延长该直线与水面线相交。 如该 直线没有与装载货物或船艏楼高度线相交， 则说明本 轮雷达
12、没有受阻挡影响， 在船艏方向上没有产生盲区 增大的现象，这时的雷达盲区由公式3决定；而且因为 雷达天线的角度不变， 所以在任何装载状态下也都是 如此。 如该直线与装载货物或船艏楼高度线相交，说 明艏楼或货物对船艏方向的雷达波束产生了阻挡，则 根据公式6计算出不同装载下在船首方向上的雷达盲 区，将结果填入列表中的零度舷角对应的表格内； 针对这几种状态下的尾吃水A.D.和吃水差Trim， 根据公式5分别计算出值； 再根据公式4分别计算 出不同的雷达天线高度H； 最后根据公式3对每一种 装载状态计算出其在不同舷角上的雷达盲区距离 D，并将计算结果填入列表内。 为了提高计算效率， 可以利用Excel电
13、子表格进 行列表计算。 为方便使用Excel电子表格计算，可将公 式3、4、5分别改为如下三个公式： 船用雷达盲区图表的绘制林金民 图 2 图 3 39 航海技术2008年增刊 D=H/TAN（/360*PI（）-*COS（/ 180*PI（）（公式A） H=（RK-（A.D.-AO*SIN（）*cos（） （公式B） =ATAN（Trim/AF）（公式C） 誗按下表样式建立电子表格，输入各种参数；并在 单元格“D4”输入吃水差计算公式：“=C4- B4”； 誗根据公式C在单元格“N4”中输入雷达波束中 心轴与水平线之间的夹角的计算公式：“= ATAN（D4 $ / M$1）”； 根据公式B在
14、单元格“O4”中输入雷达天 线高度H的计算公式：“=（$G$1-（C4-$I$1*sin（N4） ）*cos（N4）”； 誗再根据公式A在单元格“E4”中输入相应舷角 处所对应的雷达盲区范围D的计算公式：“= $O4 / ATN （$K$1 / 360*PI（）-$N4*cos（E$2 / 180*PI（）”，复 制单元格“E4”并粘贴到区域“F4：M4”； 誗选定区域“D4：O4”，复制并粘贴到区域“D5：O5”。 根据以上计算所得的列表数据，按比例画出简图。 4实测验证 当本船停泊时，开启雷达，选择近距离档，选用小 艇（可利用本船救生艇）自本船船艏处缓慢向船艏方向 驶去，驾驶台密切注意观察
15、雷达，当荧光屏一出现该艇 回波，立即测出该距离，此距离即为船艏方向的盲区。 同法测得其它方向上的雷达盲区，再进行比较验证。 其实，使用此法实测，得到雷达盲区的数据，再绘 制成雷达盲区图也是可以的。 5结束语 绘制雷达盲区图可使驾驶人员在任何时候都牢记 雷达盲区的存在，为其在避让、转向、停车等操作中提 供一个数值依据， 以充分考虑各种不利的因素和后果 的影响。 在实际操船中，至少还应注意以下几点： （1）由于不同物标其反射性能不同以及雷达波在 垂直方向上强度的变化 （即系数k值的不确定性），导 致实际雷达盲区可能大于根据公式计算出来的数值； （2）由于船舶在实际运营中通常受到风浪涌浪等 的影响，
16、 船舶的摇晃也会引起各个方向上的雷达盲区 的变化。 特别是纵摇，它相当于是吃水差的变化，由此 引起的船首方向上的雷达盲区的变化较大， 而且由于 纵摇周期长，船首盲区变大的持续时间也较长，更应引 起驾驶人员的注意； （3）雷达天线与艏楼或货物最高点的连线，或雷达 波束中心轴以下/2角度线，很可能还会与桅杆、克令 吊等物体相交，即：会形成一定的雷达阴影扇形。 由于 雷达波有一定的绕射能力， 如果物体的横截面较小， 如：前桅，则可忽略，但如果物体与雷达天线相距很近， 或者横截面很大，就必须考虑其影响； （4）在实际操船时，可以时常轻微摆动船首，以 便能探测到掩盖在部分物体后面的物标， 特别是船 首方向上的物体（如：克令吊）后面的物标；
