PARAMETRY TECHN.

Rozróżnial. kątowa-jest paramet. opisującym zdolność radaru do wyświetlenia oddzielnie dwóch ech obiektów leżących w tej samej odległ. w bliskich sobie nam. Jest ona miarą bezwzgl. wyrażoną w º określającą kąt o jaki muszą być od siebie oddalone dwa takie obiekty, aby ich echa nie złączyły się na ekranie. Rozróż.kąt.=sumie kąta widzenia średn. plamki ekranowej(lub piksela)-(<øp) w [º] oraz szerok. poziom. przekroju charakt. antenowej Θ. Δβ=Θ+<øp [º]; Δs=Δβ [rad]*d [Mm] [Mm]. Szerok. kątowa poziom. przekroju charakteryst. promieniowania anteny została ustalona przez IMO na max. 2,5º. Dwa echa są wyświetlone jako oddzielne wówczas gdy kąt między nimi jest większy od szerok. charakt. promieniowania w płaszcz. poziomej(Θ) powiększonej o kąt widzenia plamki(piksela).Zgodnie z IMO-dla zakresu 1,5Mm powinny być oddzielnie widoczne dwa podobne echa obiektów w tej samej odległ., pomiędzy 50% a 100% skali zakresu, oddalonych od siebie w wymiarze kątowym o 2,5º.

Rozróżn.odległ.(promieniowa)-jest paramet. opisującym zdolność radaru do wyświetlenia oddzielnie dwóch ech obiektów leżących w tym samym nam. w bliskiej od siebie odległ. Rozróż.odl. jest miarą bezwzgl. określającą ilość m o jaką muszą być od siebie oddalone dwa takie obiekty, aby ich echa nie złączyły się na ekranie. Jest=sumie śred. plamki ekranowej(lub piksela) w przestrzeni[m] ø oraz połowy dług. impulsu sondującego[m]τ: Δr=(c*τ/2)+ø[m]; c-pręd.rozch. się w powiet. fali elektromag.[m/s], τ-czas trwania imp.[s]. Rozróż.odl. zmienia się wraz z czasem trwania imp. i wraz z zakresem. Aby uzyskać na ekranie oddzielne echa od obiektów znajdujące się w tym samym nam. odległość między nimi powinna być co najmniej większa od połowy dług.imp. powiększonego o średn. plamki. Gdy odległość jest mniejsza echa się zlewają a gdy jest równa echa się łączą. Wymagany poziom rozróżnial. wg IMO-dla zakresu 2Mm lub mniej powinny być oddzielnie widoczne dwa podobne echa obiektów w tym samy nam., w odległ. pomiędzy 50% a 100% skali zakresu, oddalonych od siebie o 50m.

Min.zasięg radaru-radar nie jest w stanie odebrać sygn. Powracającego od obiektu, wówczas gdy jest w trakcie wysyłania imp.lub przełączania się z nadawania na odbiór. Ograniczenie to wyznacza min.zasięg radaru. Radar nie może wykryć obiektów położ. bliżej niż połowa dług.imp.sondującego. Wówczas gdy obiekt będzie leżał bliżej to imp.odbity od niego trafi na moment w kt. Odbiornik nie jest połączony z anteną. Dmin=(0,6:1,2)cτ. Aby min. zasięg wykrywania był jak najkrótszy na małych zakresach stosuje się zmniejszone dług. impulsów. Obecnie stosuje się najkrótsze czasy trwania imp. rzędu 0.05µs co umożliwia teoretycznie osiągnięcie min.zasięgu radaru równego 12m.

Strefa martwa-jest ograniczeniem wykrywania obiektu na małych odległ. wówczas jeżeli antena jest umieszczona na tyle wysoko, że punkt styczności charakteryst. antenowej z powierzchnią wody jest dale niż odległość wynikła z min.zasięgu. Obiekty położone poniżej wiązki promieniowania teoret. nie będą wykryte (po za opromieniowanymi wiązką promieni listków bocznych). St.mart. będzie wzrastać wraz z wys. anteny: Rst.mart.=ha*ctgΘ

Cień pionowy-występuje gdy na drodze promieni znajdzie się przeszkoda nieprzepuszczalna dla mikrofal. Zjawisko to często wyst. na kontenerowcach gdzie na kierunku dziób-rufa wysoko poukładane kont. nie przepuszcz. mikrofal Obiekt jeśli się znajdzie w obrębie cienia pion. nie zostanie wykryty przez radar.

Sektory cienia i półcienia poziom.-powstawanie tych sektorów powodują elementy konstrukcyjne statku. W sekt. tych zasięg radaru znacznie spada a nawet osiąga wart.0. Wielkość tych sekt. zależy od rozm.elementu ekranującego odległ.od anteny, rozpiętości i rodzaju anteny. Jeżeli szerok.obiektu ekranującego jest większa od szerok.anteny to należy się spodziewać powstania sekt.cienia rad. obejmującego całą przestrzeń na dany kierunku. Nieznajomość położenia sekt.cienia i pół. może być niebezp.w warunkach ogran.widz. gdyż powodują one brak lub osłabienie echa lub pojawiają się echa fałszywe.

ZAKŁÓCENIA OBRAZU

Echa od fal-powstają w skutek odbijania się imp.sond. od tych części fal, kt.są prostopadle ustawione do kierunku rozchodz.się mikrofal. Wielkość i zasięg tych zależą od: wielkości, rodzaju, kształtu i kierunku poruszania się fali oraz wysokości anteny. Wysoka, krótka i silnie załamująca się fala, szczególnie na kierunku wiatru, powoduje występ.najsil. zakłóceń w pobliżu pozycji własnego statku które całkowicie podświetlają ekran uniemożliwiając wykrycie jakichkolwiek obiektów. Od strony wiatru powstają najlepsze warunki odbijania się mikrofal. W czasie występowania długiej fali martwej echa układają się w postaci równoległych pasm, co umożliwia określenie kierunku poruszania się tych fal. Do eliminacji tych ech służy przede wszystkim układ ZRW. Wyraźne zmniejszenie sił ech od fal uzyskuje się przez zastosowanie wzmacniacza logarytmicznego.

Echa od opadów atm.-zakłócają obraz na radarze, utrudniając wykrywanie i ident. ech oraz zmniejszają zasięg radaru. Wielkość poszczególnych ech zależy od dług.imp.sond., siła ich zależy od rodzaju, intensywności i kształtu drobin opadu oraz dług. fali, na której pracuje radar. Opady o małej intensywn. i małych rozm. drobin echa występujące w pobliżu własn.stat. mogą być skutecznie eliminowane za pom.ZRW. Opady o dużej inten.oraz o dużych rozm. drobin dają silne echa na całym obszarze obserwacji a ich eliminacja jest trudna i wiąże się ze zmniejszeniem zasięgu radaru. Do osłabienia tych ech służy układ rozróżnialnika lecz w przypadku b.silnych zakłóceń konieczne jest zmniejszenie wzmocnienia ogólnego a nawet nieznaczne rozstrojenie odbiornika. Powstające wówczas zmniejszenie zasięgu radaru utrudnia wykrywanie znajdujących się w obszarze opadów małych, słabo odbijających obiektów,

jak łodzie rybackie, małe statki, niski ląd. Silne echa od opadów eliminuje się również przez zastosowanie w radarze wzmacniacza logarytmicznego.

Echa od list.boczn.- antena radarowa w czasie nadawania wypromieniowuje niewielką moc na kierunkach listków bocznych, a w czasie odbioru sygn. jest w stanie na tych samych kier. odbierać z pewnym zyskiem dochodzące do niej sygnały. Echa od l.b. wyst. w postaci łuków rozmieszczonych symetrycznie w stosunku do echa rzeczyw. i w tej samej odległ. co echo rzeczywiste. Echa na kierunkach l.b. powstają z reguły od blisko położonych obiektów takich jak duże statki, nabrzeża, wysokie brzegi itp. Powodują one zamazywanie obrazu, utrudniając jego interpretację. Echa te można skutecznie eliminować za pomocą ZRW oraz układu rozróżnialnika.

Echa wielokrotne-powstają w wyniku wielokrotn. odbicia imp.sond. między własnym stat. a obiektem o znacznej równoważnej pow.odbicia. Echa te charakt. się tym że wyst. na tym samym kier. co echo rzecz. lecz w odległościach będących wielokrotnością odległości echa rzecz. od pozycji włas.statku. W praktyce należy się spodziewać wyst. tych ech w pobliżu trawersów podczas równoległego mijania się z większymi statkami. Ponieważ wyst. one jedynie na niewielkich odległ. eliminuje się je za pom.ZRW a w czasie pracy na małych zakresach również przez włączenie układu rozróżnialnika.

Echa z poprz.cyklu pracy-echa te wyst. na ekranie wskutek odbierania sygn. pochodzących od imp.sond. wysyłanego przez nadajnik w czasie poprzed.cyklu pracy radaru. Najczęściej są to echa od wysokich klifowych brzegów, dużych konstr.metalowych, dużych jedn.pływ. Min. odległość obiektu którego echo z pop.cyk.pracy radaru może być zarejestrowane na ekranie zależy od okresu powtarzania impulsów sond. a

więc od częstot. impulsowania. Echa z p.c.p występują przeważnie na śred.i dużych zakresach obserwacji gdy imp.sond. ma odpowiednio dużą energię. Charakt. cechą tych ech jest ich zniekształcenie a także to że wskutek nieznacznych zmian okresu powtarzania się impulsów zmieniają one swoje położenie na ekranie, wywołując zamazanie wzdłuż promienia. Echa te można częściowo osłabić przez włączenie rozróżnialnika bądź przez zmniejszenie wzmocnienia ogólnego.

Zakłócenia interferencyjne- powst. wyniku odbierania przez radar imp. wysyłanych przez inne radary pracujące na zbliżonej częst. Zakł.inter. występują w obszarach dużego ruchu statków oraz w przypadku pracy dwóch radarów zainstalowanych na tym samym statku w niewielkiej odl. od siebie. Wielkość zakł.inter. zależy od odl. i mocy radarów oraz zakresu pracy własnego radaru. Na dużych zakresach obserw. zakłócenia wyst. a postaci punktów b.silnie podświetlających ekran. Na mniejszych zakresach obserw. zakłócenia wyst. w postaci kresek o niewielkiej jasności i w mniejszym stopniu utrudniają obserwację radaru. Stosowanie układów eliminacji zakłóceń inter. W praktyce powoduje całkowite wyeliminowanie tych zakłóceń.

WYKORZYST.RADARU DO OKREŚL.POZ.

Etapy okreś.poz.na podst.obserw.-1)ident. ech widocznych na ekranie radaru z obiektami zaznaczonymi na mapie 2)wykonanie pomiarów połozenia zidentyfik. obiektów 3)wykreślenie linii pozycyjnych na mapie

Zasady wyboru obiektów-1)pewna ident. obiektu 2)wybór charakt. elementów do kt. będą dokonywane pomiary 3)zachowanie dużego kąta przecięcia się uzyskanych linii pozycyjnych(α>30º) 4)w przypadku obiektów małych należy dokonywać pomiaru namiaru na środek echa 5)stosować zasadę podwójnej kontroli 6)do pomiarów wykorzystywać obiekty ustawione korzystniej w stosunku do padania wiązki radarowej 7)wybierać obiekty małe ostro rysujące się na tle echa od linii brzegowej lub znajdujące się w jej pobliżu

Linia pozycyjna z odl.- l.poz.z odl. jest okręgiem o promieniu równym zmierzonej odległości i o środku leżącym w pozycj obiektu do którego zmierzono odległość. Odl. można zmierzyć za pomocą:- stałych kręgów odl.- ruchomego kręgu odl. -interscanu -markera(znacznika).

Linia poz.z nam.- jest półprostą o początku leżącym w pozycji obiektu do którego określono namiar oraz zwrocie przeciwnym do zmierzonego namiaru. Namiar można zmierzyć za pom.: -tarczy linii równoległych -elektr.kreski nam. -interscanu -markera(znacznika).

Nawig.na dużych odl.od lądu-odbywa się w odległościach większych od 1,5-2 odległości widnokręgu radarowego. W celu prawidłowej ident.ech należy: 1)dokonać analizy obszaru zobrazowanego na mapie 2)określić na ekranie radaru wzajemne położenie widocznych ech 3)porównać rozmieszczenie ech oraz charakt. obiektów zaznaczonych na mapie 4)jeśli rozmieszczenie obiektów w obu przypadkach jest podobne dokonać pomiaru nam. i odl. oraz nanieść na mapę linie pozycyjne 5)ocenić wielkość trójkątów powstałych po wykreśleniu linii pozycyjnych pod kątem dokładności określonej pozycji 6)w przypadku dużych różnic przyjąć że echa nie zostały prawidłowo zidentyfikowane 7)w przypadku dokładnych wyników z często dokonywanych dokładnych kolejnych pomiarów, a wyznaczone pozycje porównywać z odpowiednimi pozycjami zliczonymi 8)w przypadku większej liczby ech w pierwszej kolejności należy wybierać echa małe i silne.

Nawig.w żeg.przybrzeżnej- za taką uważa się nawig. w odl. od lądu mniejszej niż 10-20Mm (w zależności od umieszczenia anteny radarowej) Etapy określ. poz. statku za pom. radaru w ż.przyb.: (I)-analiza inf.przedstawionej na mapie nawig. -wybór obiektów wykorzystywanych przy określaniu poz. statku i ich identyfikacja na ekranie radaru -pomiar odl. i nam. do wybranych obiektów -wykreślenie linii pozycyjnych na mapie (II) -wybór silnych charak. ech widocznych na ekranie radaru -określenie ich wzajemnego położenia -identyfikacja wybranych obiektów na mapie nawigacyjnej -pomiar odl. i nam. do wybranych obiektów -

wykreślenie linii pozycyjnych na mapie.

Nawig.w żeg.pilotażowej- Cechy żeg.pil.: -odczuwalny brak czasu na określenie pozycji na mapie z jednoczesnym sprawdzaniem ich dokładności -prowadzenie statku odbywa się odcinkami od jednego znaku nawig. do drugiego -duże znaczenie ma uprzednie zapoznanie się z mapą akwenu -określanie pozycji statku odbywa się w głównej mierze na ekranie radaru -radar pracuje z reguły na małych zakresach-przed dziobem 3-5Mm, za rufą 1,5-3Mm -występuje konieczność czasowego przełączania zakresu pracy na większy w celu lepszej oceny sytuacji -występują okoliczności sprzyjające powstawaniu ech zakłócających -stosowanie zobrazowania ruchu rzecz. na małych zakresach zmusza do częstego przesuwania pozycji statku własnego -występuje konieczność uwzględnienia zmiany kształtu linii brzegowej w zależności od stanu pływu -w większości przypadków na akwenach tych występują zmieniające się prądy pływowe utrudniające prowadzenie nawigacji oraz planowanie manewrów statku

Przy prowadzeniu nawig.pil. należy: -skrupulatnie sprawdzać i notować mijane obiekty zaznaczając na mapie w czytelny sposób fakt ich minięcia -przy podchodzeniu do punktu zwrotu rozpocząć manewr wystarczająco wcześnie aby po zwrocie statek nadal podążał po wytyczonej trasie -stosować zobrazowanie z przesuniętą pozycją centrum zobrazowania tak aby zwiększyć obszar obserwacji przed dziobem statku -odpowiednio używać dostępnych funkcji radaru takich jak EBL, VRM, interscan, tarcza linii równoległych, rzutnika refleksyjnego w celu maksymalnego wykorzystania jego możliwości.

Urządz.współprac.z radarem- do urządzeń wykorzystywanych do poprawy wykrywalności i identyfikacji obiektów zalicz się:

Reflektor radarowy-jego
zadaniem jest poprawa wykrywalności obiektów o małej skutecznej powierzchni odbicia(pławy, małe jednostki, jachty)

Odbicie fal w reflektorze radarowym

Racon -jest to odzewowe urządzenie radarowe pozwalające na określenie nam. i odl. do obiektu, na którym jest zainstalowane. Dodatkowo ułatwia ono identyfikację obiektu dzięki wysłaniu charakterystycznego sygnału widocznego na ekranie radaru.

Ramark -jest latarnią samoczynną emitującą w sposób ciągły sygnały które mogą być odbierane przez radary statków znajdujących się w pobliżu.

Transponder radarowy- jest to urządz. Służące do bezpośredniej końcowej lokalizacji miejsca katastrofy(w akcjach SAR). Wymagania stawiane transpon.-sygnał transp. powinien być wykrywany ze statku z odl. co najmniej 5Mm a z helikoptera 40Mm

Rzutnik refleksyjny- jest to urządz. pomocnicze tworzące system optyczny umieszczony bezpośrednio nad ekranem lampy radaroskopowej

DOKŁADNOŚĆ NAKRESÓW

Błędy-wszystkie błędy które mogą mieć wpływ na dokładność prezentowanych danych można podzielić na trzy grupy: 1)błędy wytwarzane wewn. Instalacji radarowej, związane z rozchodzeniem się sygnału przy wybranej częstot. oraz ograniczeniami zewnętrznego oprzyrządownia, takiego jak log, żyrokompas czy wydzielone układy śledzące 2)błedy spowodowane niedokładnościami przetwarzania danych radarowych, nieodpowiednio dobranym algorytmem i zaakceptowanymi granicami dokładności 3)błędy w interpretacji wyświetlanych danych. Błędy radaru, logu i żyro, dostarczających dane do komputera będą miały istotny wpływ na błędy danych wyjściowych. Wpływ błędu na wyniki obliczeń zależy od jego rodzaju, aktualnie panującej sytuacji oraz czasu branego pod uwagę przy dokonywaniu obliczeń (zwykle wynosi on 1 lub 3 minuty).

Dokładność pom.odl.- winna być określona przez producenta i podawana w instr. oBsługi radaru. Kręgi stałe określają odległość z błędem ok.1% wartości zakresu pracy na zakresach większych lub 50m na zakresach mniejszych. Jeśli mierzone echo znajduje się między kręgami wówczas dochodzi błąd interpolacji wynoszący 0,1 do 0,2 odległ. między kręgami. Ruchomy znacznik odległości daje wskazania z błędem ok.1% wartości zakresu pracy z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym do 3% z mechaniczną skalą ruchomego znacznika lub ok. 50m na zakresach mniejszych. Interscan daje błąd wskazań odległości w granicach ok.3% zakresu pracy.

Dokładność pom.kątów- dokł.pom. kierunku w radarach zależy głównie od szerok. charakterystyki promieniowania anteny w płaszcz. poziomej i określona jest połową kąta Θ/2. Wartość tą podaje producent w instr. obsługi i najczęściej waha się ona w granicach od 0,5º do 1,2º. W zorient.obrazu wzgl.dziobu błąd określenia namiaru może dochodzić do +/-3º. W zorient. Obrazu wzgl. północy błąd określenia namiaru jest rzędu +/-2º.W praktyce największą dokładność namiaru osiąga się przy zorient. wzgl. północy z wykorzystaniem elektr. linii namiarowej, który wynosi +/-1,5º do +/-3º.

INTERPRETACJA OBRAZU

Zobrazow.ruchu wzgl.(relative

motion):naturalne zobrazowanie ech odbieranych podczas pracy radaru. Przy ruchu statku własnego na ekrania jego pozycja(pozycja anteny)pozostaje niezmienna a zmienia się położenie ech od obiektów z prędkością i w kierunku będącym wektorem wypadkowym ich parametrów ruchu i parametrów ruchu jednostki własnej. Zaletą tego rodzaju zobr. jest mozliwość natychmiastowego określenia sytuacji kolizyjnej(gdy względny kurs echa na ekranie przecina pozycję naszego statku) oraz odległości przecięcia naszego kursu przez inne statki(przed dziobem czy za rufą). Wszystkie echa w tym zobrazowaniu mają poświaty odpowiadające ich względnym wektorom ruchu-bez poświaty są obiekty o parametrach ruchu identycznych z własnym statkiem. Wadą jest więc zamazanie ekranu szczególnie przy dużej ilości ech stałych od lądu-w żegludze przybrzeżnej.

Zobrazow.ruchu rzecz.(true motion):zobrazow. ech odpowiadające mapie nawig. Wraz z załączeniem tego zobraz. automatycznie wybierane jest zorientowanie wzgl. północy. Konieczne do jego realizacji są dodatkowe dane zewnętrzne parametrów ruchu statku własnego np. z logu i żyrokomp. bądź z systemu nawig. Podczas ruchu stat. własn. na ekranie punkt startu podstawy czasu przemieszcza się zgodnie z parametrami ruchu własnej jednostki w granicach określonego kwadratu wpisanego w okrąg utworzony przez lampę radaroskopową. Dojście własnego statku do granicy kwadratu sygnalizowane jest zazwyczaj alarmem dźwiękowym i automatycznie następuje przesunięcie obrazu radarowego. Połeżenie ech od obiektów zmienia się zgodnie z ich rzeczywistymi parametrami ruchu. Zaletami tego zobrazow. są: możliwość szybkiego określenia z ekranu rzeczywistych parametrów ruchu obiektów i rozróżnienia ech obiektów ruchomych od nieruchomych(echa mają poświaty odpowiad. ich rzeczyw.parametr. ruchu) oraz brak rozmazania ech od lądu przy żegludze przybrzeżnej. Wadami są: konieczność tworzenia nakresów antykolizyjnych w celu uzyskania meldunku radar. oraz zmniejszenie się z upływem czasu obszaru widocznego przed statkiem własnym i okresowe przerysowywanie ekranu wraz z jego ruchem, a także potrzeba dokładnej znajomości dryfu i znosu.

---