ARPA性能標(biāo)準(zhǔn)局限及操作.ppt

1、第三節(jié) 性能標(biāo)準(zhǔn)及影響因素,一、國際海事組織IMO關(guān)于“ARPA的性能標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定： 1.裝配ARPA，不能影響傳感器的性能。 2.PPI的直徑不應(yīng)小于16；至少在3、6、12n mile 量程上有ARPA 功能。 3.矢量長(zhǎng)度要可調(diào)；尾跡至少4個(gè)等時(shí)間間隔的點(diǎn)表示。 4.人工或自動(dòng)錄取后應(yīng)在1 min內(nèi)指示目標(biāo)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、3 min內(nèi)顯 示預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)。 5.速度計(jì)程儀要向ARPA輸入對(duì)水速度。 6.連續(xù)十次天線掃描中有五次能在顯示器上識(shí)別應(yīng)連續(xù)跟蹤。 7.精度不應(yīng)低于最佳人工標(biāo)繪所能達(dá)到的精度,第三節(jié) 性能標(biāo)準(zhǔn)及影響因素,二、影響性能和精度的因素： 1.傳感器誤差的影響： A.傳感器誤差： （A）

2、雷達(dá)誤差： a.測(cè)距誤差：目標(biāo)閃爍、搖擺、量化、脈沖波形誤差。 b.測(cè)方位誤差：目標(biāo)閃爍、齒隙、搖擺、波束形狀、量 化誤差。 （B）陀螺羅經(jīng)誤差：校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.5。 （C）計(jì)程儀誤差：校正后剩余穩(wěn)態(tài)誤差不大于0.5 kn。 B.對(duì)ARPA輸出數(shù)據(jù)的影響： a.相對(duì)速度矢量： 雷達(dá)的誤差有影響；陀螺羅經(jīng)和計(jì)程儀無影響。 b.真速度矢量 雷達(dá)、陀螺羅經(jīng)和計(jì)程儀的誤差均有影響。 c.可能碰撞點(diǎn)（PPC）： 顯示的真方位、距離，三者均有影響,第三節(jié) 性能標(biāo)準(zhǔn)及影響因素,2. ARPA本身誤差的影響： a.平滑誤差： 跟蹤器根據(jù)目標(biāo)的相對(duì)位置將相對(duì)航跡平滑得到一段時(shí)間內(nèi) 的平均航跡。本船和

3、目標(biāo)船不可能是穩(wěn)定勻速直線運(yùn)動(dòng)。 b.量化誤差： 量化后的航跡（距離、方位）變化不是連續(xù)的，而是跳躍式 的，不能很真實(shí)地反映目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。 c.計(jì)算誤差： 真矢量是相對(duì)矢量加上本船運(yùn)動(dòng)參數(shù)得到的，根據(jù)羅經(jīng)和計(jì) 程儀讀數(shù)所描繪的軌跡并非本船船體的真正運(yùn)動(dòng)軌跡。 d.目標(biāo)調(diào)換（Target Swap）誤差： 兩個(gè)目標(biāo)同時(shí)處在一個(gè)跟蹤窗，可能發(fā)生目標(biāo)調(diào)換或誤跟蹤， 此時(shí)顯示的目標(biāo)數(shù)據(jù)是不可靠的。 e.錄取假目標(biāo)或雜波： 自動(dòng)錄取時(shí)會(huì)將假回波、雜波及無用目標(biāo)錄取進(jìn)來，使顯示 器混亂，造成跟蹤總數(shù)飽和不能錄取需要目標(biāo),第三節(jié) 性能標(biāo)準(zhǔn)及影響因素,3.操作者人為因素的誤差： a.顯示模式及矢量模式的誤解：

4、相對(duì)運(yùn)動(dòng)真矢量；真運(yùn)動(dòng)相對(duì)矢量。 b.本船速度輸入不當(dāng)： 大洋中對(duì)水速度；水流影響大的狹水道對(duì)地速度。 c.PPC和PAD概念的理解錯(cuò)誤： PPC和PAD僅表示本船和目標(biāo)的關(guān)系。 d.試操船局限性理解不夠： 模擬結(jié)果不能和未來實(shí)際情況完全一致。 4.航行態(tài)勢(shì)對(duì)跟蹤精度的影響： ARPA跟蹤目標(biāo)的精度與當(dāng)時(shí)的航向態(tài)勢(shì)也有關(guān)，即與 目標(biāo)舷角、距離遠(yuǎn)近、速度快慢、航向等有關(guān),5.目標(biāo)和本船機(jī)動(dòng)的影響： A.目標(biāo)機(jī)動(dòng)的影響： a.導(dǎo)致自動(dòng)跟蹤失常： 機(jī)動(dòng)過大，可能使目標(biāo)回波落在跟蹤窗外。 b.導(dǎo)致目標(biāo)丟失： c.導(dǎo)致目標(biāo)調(diào)換： 兩目標(biāo)靠近，之一突然機(jī)動(dòng)可能造成目標(biāo)調(diào)換。 d.航向數(shù)據(jù)有較大的誤差： 檢

5、測(cè)出目標(biāo)機(jī)動(dòng)需一定時(shí)間即處理延時(shí)。 e.導(dǎo)致試操船結(jié)果失效： 試操船計(jì)算中未考慮目標(biāo)的機(jī)動(dòng),第三節(jié) 性能標(biāo)準(zhǔn)及影響因素,第四節(jié) ARPA的局限,一、雷達(dá)信號(hào)預(yù)處理的局限性： 1.雜波干擾處理的局限性： 目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)采用門限處理和相關(guān)處理。 a.門限處理：抑制海浪、雨雪、機(jī)內(nèi)噪聲雜波。 但實(shí)際效果尚不夠滿意。 b.相關(guān)處理： 抑制同頻（掃描相關(guān)處理）、海浪干擾天線掃掠相關(guān)）。 （圖象穩(wěn)定至關(guān)重要，只有航向向上、北向上才有完善ARPA功能。 在惡劣海況和不良天氣下，小目標(biāo)仍易被視為干擾信號(hào)而被清 除；而強(qiáng)干擾信號(hào)仍易被視為有用信號(hào)而被自動(dòng)錄取。） 2.量化處理的局限性： 受所用計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量和運(yùn)算

6、速度、顯象管分辨率的限制，量化 單元不能太小，回波幅度分層不能過多，因而弱小目標(biāo)的顯示等 不夠滿意,二、目標(biāo)檢測(cè)的局限性： 1.識(shí)別目標(biāo)的局限性： 僅能區(qū)分強(qiáng)弱，無法識(shí)別目標(biāo)回波屬性誤跟蹤。 2. MOON累積判斷的局限性： M、N取值大小明顯影響自動(dòng)檢測(cè)性能。 MOON判據(jù)不完善是誤檢和丟失現(xiàn)象主要原因,第四節(jié) ARPA的局限,三、目標(biāo)錄取的局限性： 1.錄取容量有限： 至少20個(gè)，錄取有價(jià)值的和及時(shí)清除已交會(huì)過的目標(biāo)。 2.錄取目標(biāo)的限制： a.目標(biāo)距離：太遠(yuǎn)或太近的目標(biāo)均不能錄??；一般最大24 n mile。 b.目標(biāo)速度：最大相對(duì)速度100 kn；過快，不能錄取和跟蹤。 c.目標(biāo)大?。?/p>

7、大于跟蹤窗尺寸或占據(jù)2以上方位寬度認(rèn)為非船不取。 d.目標(biāo)數(shù)據(jù)：只能錄取初始距離、方位數(shù)據(jù)，無法錄取屬性、尺度,第四節(jié) ARPA的局限,四、目標(biāo)跟蹤的局限性： 1.跟蹤容量的限制：至少20個(gè)。 2.跟蹤目標(biāo)距離及速度范圍的限制： 一般跟蹤距離，最大：24 n mile； 最小：0.10.15 n mile；最大跟蹤速度：100 kn 3.目標(biāo)大小的限制：不錄取的也不跟蹤 4.跟蹤可靠性的限制： 目標(biāo)調(diào)換（Target Swap）發(fā)生錯(cuò)誤跟蹤；海浪干擾、 目標(biāo)快速機(jī)動(dòng)、回波信噪比過弱等原因造成目標(biāo)丟 失，跟蹤中斷。 5.跟蹤精度的限制： 與航行態(tài)勢(shì)、穩(wěn)定跟蹤時(shí)間、自然條件等有關(guān),第四節(jié) ARPA

8、的局限,五、數(shù)據(jù)處理的局限性： 1.數(shù)據(jù)處理延時(shí)： 從錄取到穩(wěn)定顯示目標(biāo)數(shù)據(jù)需一定的時(shí)間，通常三 分鐘；錄取、機(jī)動(dòng)后不滿三分鐘的數(shù)據(jù)有較大誤差 且不可靠，應(yīng)注意。 2.PPC和PAD應(yīng)用的局限性： 前提目標(biāo)保速保向、本船保速，破壞即變。 3.碰撞危險(xiǎn)判據(jù)的局限性： 不充分、過于簡(jiǎn)單，目標(biāo)方位不同危險(xiǎn)程度不同,第四節(jié) ARPA的局限,六、報(bào)警與試操船的局限性： 1.報(bào)警系統(tǒng)的局限性： a.虛警： 強(qiáng)雜波干擾、設(shè)置安全判據(jù)（MIN CPA和MINTCPA）過小、 警戒圈范圍過大等。 b.漏警： 發(fā)生目標(biāo)調(diào)換現(xiàn)象不會(huì)報(bào)警；原先已在警戒圈內(nèi)的目標(biāo) 不做闖入報(bào)警等。目標(biāo)進(jìn)入陰影區(qū)、強(qiáng)干擾區(qū)、在水下 通過

9、警戒圈的目標(biāo)（潛艇）可能造成漏警。 2.試操船的局限性 ： 試操船中模擬航向和/或航速使CPA和TCPA滿足安全判據(jù)即 解除報(bào)警。未考慮國際避碰規(guī)則，無法判斷試操船的合理 性。試操船計(jì)算的前提是目標(biāo)船保速保向，否則無效；結(jié) 果僅對(duì)已跟蹤目標(biāo)有效；也很難模擬本船的操縱性能及時(shí) 間延遲的準(zhǔn)確性,第五節(jié) ARPA的操作,一、開機(jī)： 1. 開啟雷達(dá)。 2. PPI調(diào)最佳狀態(tài)。 3. 接通ARPA電源。 二、選擇合適量程和顯示方式： 選擇合適的組合方式 1.有ARPA功能的量程（比雷達(dá)量程?。?。 2.運(yùn)動(dòng)模式（RM/TM）。 3.矢量顯示模式（REL VEC/TRU VEC）。 4.圖象指示模式（HU/

10、NU/CU,第五節(jié) ARPA的操作,四、目標(biāo)錄?。ú蹲剑ˋcquisition）： 指定目標(biāo)讓ARPA跟蹤標(biāo)繪 1.人工錄?。罕貍洹?利用Joystick or Track ball和錄取符號(hào)。 原則：先近后遠(yuǎn)；先船首后右舷、再左舷、船尾。 2.自動(dòng)錄?。?必須視情況設(shè)置警戒圈（限制區(qū)、排除區(qū)），手工錄取補(bǔ)充,三、初始數(shù)據(jù)的設(shè)置：向ARPA輸入四個(gè)數(shù)據(jù)。 1.本船航向：輸入羅經(jīng)航向；（ARPA應(yīng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)）。 2.本船航速：手動(dòng)或計(jì)程儀輸入； （避讓時(shí)對(duì)水速度；導(dǎo)航時(shí)對(duì)地速度） （ARPA標(biāo)繪目標(biāo)真速度、真航向） 3.安全界限（判據(jù)）：設(shè)置MIN CPA和MIN TCPA數(shù)據(jù)。 （ARPA

11、判斷目標(biāo)是否危險(xiǎn)的依據(jù)） 確定原則：根據(jù)航行態(tài)勢(shì)、本船大小及本船操縱性能、 裝載情況、駕駛員操船水平選擇合適數(shù)據(jù),五、各種功能的操作：視需要操作。 1.矢量模式選用（Relative or True Vector）： 2.讀取指定（Designation）目標(biāo)數(shù)據(jù)： 距離、方位；真（相對(duì)）速度、航向；CPA、TCPA。 3.取消目標(biāo)跟蹤（Cancel）：取消無價(jià)值目標(biāo)的跟蹤。 4.設(shè)置警戒圈（Guard Rings）范圍： 設(shè)置排除線（限制線）相對(duì)、固定限制線。 5.顯示PPC（PAD）和CPA點(diǎn)： 6.改變矢量和尾跡時(shí)間（Vector Time and Trails Time）： 7.錨位監(jiān)

12、視：a.選擇合適已跟蹤固定目標(biāo)為參考目標(biāo)并加以指定。 b.選擇錨位允許移動(dòng)的距離數(shù)值。 8.設(shè)置導(dǎo)航標(biāo)志（真標(biāo)志）（MARKER）： 表示特殊目標(biāo)或轉(zhuǎn)向點(diǎn)，如MOB 9.風(fēng)流壓修正：手動(dòng)或自動(dòng)（MANUAL or AUTO DRIFT）修正。 指定一個(gè)固定目標(biāo)為參考目標(biāo)，錄取并跟蹤 10.設(shè)置導(dǎo)航線（Navigation Line）： 狹水道、危險(xiǎn)海區(qū)、分道通航制航道、進(jìn)出港，選擇對(duì)地真 運(yùn)動(dòng)模式,第五節(jié) ARPA的操作,第五節(jié) ARPA的操作,六、避碰應(yīng)用： 1.判斷相遇態(tài)勢(shì)： 態(tài)：動(dòng)、靜；勢(shì)：幾何分布，是否危險(xiǎn)及危險(xiǎn)程度 A.相對(duì)矢量： a.相對(duì)矢量線延長(zhǎng)后通過掃描中心，有碰撞危險(xiǎn)。 CP

13、A0.5 n mile，認(rèn)為有碰撞危險(xiǎn)； CPA2 n mile，認(rèn)為會(huì)讓距離不寬裕， 考慮TCPA可判斷目前的危險(xiǎn)程度。 b.相對(duì)矢量線延長(zhǎng)后，通過掃描中心左（右）側(cè)， 來船從左（右）舷駛過；前方，船首越過； 后方，船尾通過。 B.真矢量：追越、對(duì)遇、交叉、靜止等。 目標(biāo)真矢量與本船真矢量平行：向下為對(duì)遇；向上 為追越。目標(biāo)真矢量與本船真矢量交叉：分辨碰角 大小。確定避讓措施,2.碰撞危險(xiǎn)估計(jì)： a.相對(duì)矢量： 矢量線延長(zhǎng)后與MIN CPA圈相交，表示有碰撞危險(xiǎn)，讀出 CPA和TCPA值核實(shí)。 b.真矢量： 調(diào)整矢量時(shí)間，目標(biāo)船真矢量末端與本船真矢量末端重疊 或非常接近，表示有碰撞危險(xiǎn)。 c.僅存危險(xiǎn)矢量：顯示矢量的目標(biāo)就是危險(xiǎn)目標(biāo) d.PPC點(diǎn)：PPC點(diǎn)出現(xiàn)在本船船首線上或附近時(shí)，有碰撞危險(xiǎn)。 e.PAD區(qū)：本船航向線（風(fēng)流影響為航跡線）與PAD相交，有 碰撞危險(xiǎn),第五節(jié) ARPA的操作,第五節(jié) ARPA的操作,3.求取避讓措施：試操船成功的標(biāo)志是危險(xiǎn)報(bào)警解除。 a.相對(duì)矢量顯示： 模擬改向變速，相對(duì)矢量都不與MIN CPA相交。 b.真矢量顯示： 模擬改向變速，本船真矢量末端與目標(biāo)船真矢量末端 不相遇；PPC標(biāo)志偏離本船航向線；本船航向線不與 PAD相交。 c