第二篇 自动雷达标绘仪(ARPA)第一章 绪论v1-1 普通船用雷达用于船舶避碰的局限性v1-2 ARPA系统的组成及各部分作用v1-3 ARPA系统的分类《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论第一章 绪论 §1.1 普通船用雷达用于船舶避碰的局限性一、普通船用雷达在船舶避碰中的应用◆ 船舶避碰包含“预测”和“避让”两个涵义v预测:预测本船与相遇船在何时（何处）会存在 碰撞危险 v避让:本船对危险船采取的避让机动 v普通雷达采用：人工标绘目的：求出 CPA、TCPA方法：v相对运动人工标绘避碰法v真运动人工标绘避碰法《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论人工标绘进行避碰的步骤 1、选择要进行标绘的相遇船回波（A）2、监视该目标回波的移动3、隔一定时间间隔（6min）标出B点4、作图并求碰撞及航行参数① 碰撞参数：vDCPA:最接近会遇距离(简称为 CPA)vTCPA：到达最接近点的时间《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论② 航行参数： ◆目标船相对速度（REL SPD）、相对航向（ REL CRS）、真速度（TRUE SPD）和真航向（TRUE CRS）5、CPA TCPA安全界限值（ MINCPA 、MINTCPA ）① MINCPA（CPA安全界限值） 允许目标安全通过本船所需的最小会遇距离② MINTCPA（TCPA的安全界限值）允许目标到达CPA点的最小时间 《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论6、在ARPA中，MINCPA、MINTCPA由驾驶员来设定（ 输入） 7、设置MINCPA、MINTCPA应考虑的因素 1）本船大小、速度、操纵性能（若船大（速度↑） →MINCPA大） 2）水域宽阔程度，船舶密度（若窄、密↑—— MINCPA小） 3）气象条件（风浪、雾、雪）（若风浪大、雾大— —NINCPA大） 《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论8、碰撞危险判断 v当 CPA > MINCPATCPA > MINTCPA -----------则判断为安全船，无碰撞危险 v当CPA ≤ MINCPATCPA > MINTCPA -----------危险船但尚不紧迫，本船应考虑避让措施v当CPA ≤ MINCPA0 < TCPA ≤ MINTCPA ------------非常危险船，本船应立即采取避让措施《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论图2-1-4 相对运动雷达人工标绘避碰流程图雷 达传感器 在CRT上观测目标检测目标目标录取 选择避让目标 确定目标初始位置数据人工标绘避碰作图 按规定的时间间隔观测 目标位置数据，并标绘计算目标的航向、航速、 方位、距离、CPA、TCPA分析每个目标速度三角形及避碰 三角形，计算目标参数 人工设定MIN CPA、MIN TCPA设置安全判据危险船？NO保向、保速YES避碰规则，本船操纵性能，操船经验权利船或 义务船权利船保向保速 加强了望改向或减 速改向改向指令减速 减速指令义务船《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论人工标绘的局限性1）费时（3——7分钟）、麻烦2）不直观、不准确3）难以应付复杂局面2、真运动雷达用于船舶避碰 《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论二、普通船用雷达用于船舶避碰的局限性1、低亮度显示，影响相遇船回波的识别2、只能显示目标的瞬时位置，难以判断危险船3、需通过人工标绘获得目标碰撞及航行参数，但 人工标绘存在局限性4、验证避让效果仍须重新进行人工标绘《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论三、名称：自动雷达标绘仪——Automatic Radar Plotting Aids 简称 ARPA ，中 文译音 “阿帕”。
四、发展简况 1、雷达作用→特别能见度低劣↑，但随船（速 度↑、体积↑、密度↑）→避碰事件不断发生 →改革（很多措施）→但只有与计算机结合→ （自动化、智能化）→ARPA 2、ARPA起源，美国，1976年秋天，连续发生油 轮事故→提出要求→IMO→1981制定ARPA标准 3、目前已经在远洋船上安装ARPA学习重要性 ，正确使用APPA→大大减轻负担 《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论1、传感器： v 由它们提供必要的信息供标绘用1） X/S波段高质量雷达提供 :① 触发脉冲（trigger）② 视频脉冲（Video）③ 天线角位置信号及船首标志信号2）陀螺罗经:v提供本船航向信号3）船舶计程仪:v提供本船航速信号（对水、对地）4）外存器:磁盘或光盘，v提供视频地图或电子海图《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论 1-2 ARPA系统的组成及各部分作用2、ARPA 部分1）预处理：对原始视频杂波处理模数转换2）目标检测：对的回波信号自动检测，满足存在目标条件者输出发现目标的数字信号3）目标录取（人工/自动录取）将已检测到的目标的初始位置送入跟踪器4）跟踪器：对已被录取的目标进行自动跟踪并建立目标的运动轨迹5）电子计算机：自动录取、跟踪和计算目标的航行和碰撞参数、自动判断有无碰撞危险、 完成自动标绘的任务。
《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论vPPI综合图形显示器：显示回波、矢量等各种标志符号 v数据显示器：显示本船及目标航行与碰撞数据7）控制台：PPI及数据显示器的控制器8）接口电路：将各种传感模拟信号变换成计算机可接受的数字信号9）电源：供电6）显示器：《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论序 号分类 方式类型特点优点缺点1按系统 组合方 式分①分立式主雷达显示 器与ARPA显 示分开两者图象 可比较设备多、 价格高②组合式主雷达显示 器与ARPA显 示合二为一设备少、 价格低一旦出现 故障影响 雷达2按显示 目标动 态方式 不同分①矢量型目标动态矢 量显示精度高、 画面清晰不如PAD 直观②图示型 （PAD型 ）目标动态用 PAD显示直观方便精度差、 图象画面 差3按扫描 方式分①径向园 扫描②电视光 栅光标《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论 1-3 ARPA系统的分类及特点图 2-1-6 ARPA系统自动标绘避碰流程图计程仪雷达陀螺罗经传感器信号预处理与目标检测录取超过规定数 量溢出报警录取目标逐个/全部清除跟踪器连续跟踪已 录取目标计算航行及避碰数据分解每个速度 三角形及避碰 三角形设置 MIN CPA MIN TCPA危险船？设置安全判裾碰撞危险判断NO 保向、保速YES试操船报警（声光）改向或变速报警解除试操船航向、航速避碰规则改向指令改向 变速指令《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论复习思考题：vP1183, 4《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论图2-1-1人工标绘图O (本船)SHMA(目标 ）BDCPACPA CD目视线两船保速保向时预计的视运动《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论《航海雷达与ARPA〉第二篇Ch1 绪论图2-1-5 基本ARPA系统组成框图X/S波段雷达陀螺 罗经计程 仪外存 器传感器预处理触发脉冲天线位置及 船首信号本船航向本船航速输 入 | 输 出 接 口目 标 检 测跟踪器目标数据计算机 布置命令触发脉冲PPI综合显示器数据显示器回波原始视频ARPA 控制台操作 命令操船 命令报 警ARPA 电源ARPAARPA系统的组成及各部分作用。