ARPA性能标准局限及操作.ppt

第三节性能标准及影响因素,一、国际海事组织IMO关于“ARPA的性能标准”规定：1.装配ARPA，不能影响传感器的性能。2.PPI的直径不应小于16；至少在3、6、12nmile量程上有ARPA功能。3.矢量长度要可调；尾迹至少4个等时间间隔的点表示。4.人工或自动录取后应在1min内指示目标运动趋势、3min内显示预测运动。5.速度计程仪要向ARPA输入对水速度。6.连续十次天线扫描中有五次能在显示器上识别应连续跟踪。7.精度不应低于最佳人工标绘所能达到的精度。,第三节性能标准及影响因素,二、影响性能和精度的因素：1.传感器误差的影响：A.传感器误差：（A）雷达误差：a.测距误差：目标闪烁、摇摆、量化、脉冲波形误差。b.测方位误差：目标闪烁、齿隙、摇摆、波束形状、量化误差。（B）陀螺罗经误差：校正后剩余稳态误差不大于0.5。（C）计程仪误差：校正后剩余稳态误差不大于0.5kn。B.对ARPA输出数据的影响：a.相对速度矢量：雷达的误差有影响；陀螺罗经和计程仪无影响。b.真速度矢量雷达、陀螺罗经和计程仪的误差均有影响。c.可能碰撞点（PPC）：显示的真方位、距离，三者均有影响。,第三节性能标准及影响因素,2.ARPA本身误差的影响：a.平滑误差：跟踪器根据目标的相对位置将相对航迹平滑得到一段时间内的平均航迹。本船和目标船不可能是稳定匀速直线运动。b.量化误差：量化后的航迹（距离、方位）变化不是连续的，而是跳跃式的，不能很真实地反映目标的运动。c.计算误差：真矢量是相对矢量加上本船运动参数得到的，根据罗经和计程仪读数所描绘的轨迹并非本船船体的真正运动轨迹。d.目标调换（TargetSwap）误差：两个目标同时处在一个跟踪窗，可能发生目标调换或误跟踪，此时显示的目标数据是不可靠的。e.录取假目标或杂波：自动录取时会将假回波、杂波及无用目标录取进来，使显示器混乱，造成跟踪总数饱和不能录取需要目标。,第三节性能标准及影响因素,3.操作者人为因素的误差：a.显示模式及矢量模式的误解：相对运动真矢量；真运动相对矢量。b.本船速度输入不当：大洋中对水速度；水流影响大的狭水道对地速度。c.PPC和PAD概念的理解错误：PPC和PAD仅表示本船和目标的关系。d.试操船局限性理解不够：模拟结果不能和未来实际情况完全一致。4.航行态势对跟踪精度的影响：ARPA跟踪目标的精度与当时的航向态势也有关，即与目标舷角、距离远近、速度快慢、航向等有关。,5.目标和本船机动的影响：A.目标机动的影响：a.导致自动跟踪失常：机动过大，可能使目标回波落在跟踪窗外。b.导致目标丢失：c.导致目标调换：两目标靠近，之一突然机动可能造成目标调换。d.航向数据有较大的误差：检测出目标机动需一定时间即处理延时。e.导致试操船结果失效：试操船计算中未考虑目标的机动。,第三节性能标准及影响因素,第四节ARPA的局限,一、雷达信号预处理的局限性：1.杂波干扰处理的局限性：目标自动检测采用门限处理和相关处理。a.门限处理：抑制海浪、雨雪、机内噪声杂波。但实际效果尚不够满意。b.相关处理：抑制同频（扫描相关处理）、海浪干扰天线扫掠相关）。（图象稳定至关重要，只有航向向上、北向上才有完善ARPA功能。在恶劣海况和不良天气下，小目标仍易被视为干扰信号而被清除；而强干扰信号仍易被视为有用信号而被自动录取。）2.量化处理的局限性：受所用计算机内存容量和运算速度、显象管分辨率的限制，量化单元不能太小，回波幅度分层不能过多，因而弱小目标的显示等不够满意.,二、目标检测的局限性：1.识别目标的局限性：仅能区分强弱，无法识别目标回波属性误跟踪。2.MOON累积判断的局限性：M、N取值大小明显影响自动检测性能。MOON判据不完善是误检和丢失现象主要原因。,第四节ARPA的局限,三、目标录取的局限性：1.录取容量有限：至少20个，录取有价值的和及时清除已交会过的目标。2.录取目标的限制：a.目标距离：太远或太近的目标均不能录取；一般最大24nmile。b.目标速度：最大相对速度100kn；过快，不能录取和跟踪。c.目标大小：大于跟踪窗尺寸或占据2以上方位宽度认为非船不取。d.目标数据：只能录取初始距离、方位数据，无法录取属性、尺度。,第四节ARPA的局限,四、目标跟踪的局限性：1.跟踪容量的限制：至少20个。2.跟踪目标距离及速度范围的限制：一般跟踪距离，最大：24nmile；最小：0.10.15nmile；最大跟踪速度：100kn3.目标大小的限制：不录取的也不跟踪4.跟踪可靠性的限制：目标调换（TargetSwap）发生错误跟踪；海浪干扰、目标快速机动、回波信噪比过弱等原因造成目标丢失，跟踪中断。5.跟踪精度的限制：与航行态势、稳定跟踪时间、自然条件等有关,第四节ARPA的局限,五、数据处理的局限性：1.数据处理延时：从录取到稳定显示目标数据需一定的时间，通常三分钟；录取、机动后不满三分钟的数据有较大误差且不可靠，应注意。2.PPC和PAD应用的局限性：前提目标保速保向、本船保速，破坏即变。3.碰撞危险判据的局限性：不充分、过于简单，目标方位不同危险程度不同。,第四节ARPA的局限,六、报警与试操船的局限性：1.报警系统的局限性：a.虚警：强杂波干扰、设置安全判据（MINCPA和MINTCPA）过小、警戒圈范围过大等。b.漏警：发生目标调换现象不会报警；原先已在警戒圈内的目标不做闯入报警等。目标进入阴影区、强干扰区、在水下通过警戒圈的目标（潜艇）可能造成漏警。2.试操船的局限性：试操船中模拟航向和/或航速使CPA和TCPA满足安全判据即解除报警。未考虑国际避碰规则，无法判断试操船的合理性。试操船计算的前提是目标船保速保向，否则无效；结果仅对已跟踪目标有效；也很难模拟本船的操纵性能及时间延迟的准确性。,第五节ARPA的操作,一、开机：1.开启雷达。2.PPI调最佳状态。3.接通ARPA电源。二、选择合适量程和显示方式：选择合适的组合方式1.有ARPA功能的量程（比雷达量程小）。2.运动模式（RM/TM）。3.矢量显示模式（RELVEC/TRUVEC）。4.图象指示模式（HU/NU/CU）。,第五节ARPA的操作,四、目标录取（捕捉）（Acquisition）：指定目标让ARPA跟踪标绘1.人工录取：必备。利用JoystickorTrackball和录取符号。原则：先近后远；先船首后右舷、再左舷、船尾。2.自动录取：必须视情况设置警戒圈（限制区、排除区），手工录取补充。,三、初始数据的设置：向ARPA输入四个数据。1.本船航向：输入罗经航向；（ARPA应处于准备状态）。2.本船航速：手动或计程仪输入；（避让时对水速度；导航时对地速度）（ARPA标绘目标真速度、真航向）3.安全界限（判据）：设置MINCPA和MINTCPA数据。（ARPA判断目标是否危险的依据）确定原则：根据航行态势、本船大小及本船操纵性能、装载情况、驾驶员操船水平选择合适数据。,五、各种功能的操作：视需要操作。1.矢量模式选用（RelativeorTrueVector）：2.读取指定（Designation）目标数据：距离、方位；真（相对）速度、航向；CPA、TCPA。3.取消目标跟踪（Cancel）：取消无价值目标的跟踪。4.设置警戒圈（GuardRings）范围：设置排除线（限制线）相对、固定限制线。5.显示PPC（PAD）和CPA点：6.改变矢量和尾迹时间（VectorTimeandTrailsTime）：7.锚位监视：a.选择合适已跟踪固定目标为参考目标并加以指定。b.选择锚位允许移动的距离数值。8.设置导航标志（真标志）（MARKER）：表示特殊目标或转向点，如MOB9.风流压修正：手动或自动（MANUALorAUTODRIFT）修正。指定一个固定目标为参考目标，录取并跟踪10.设置导航线（NavigationLine）：狭水道、危险海区、分道通航制航道、进出港，选择对地真运动模式。,第五节ARPA的操作,第五节ARPA的操作,六、避碰应用：1.判断相遇态势：态：动、静；势：几何分布，是否危险及危险程度A.相对矢量：a.相对矢量线延长后通过扫描中心，有碰撞危险。CPA0.5nmile，认为有碰撞危险；CPA2nmile，认为会让距离不宽裕，考虑TCPA可判断目前的危险程度。b.相对矢量线延长后，通过扫描中心左（右）侧，来船从左（右）舷驶过；前方，船首越过；后方，船尾通过。B.真矢量：追越、对遇、交叉、静止等。目标真矢量与本船真矢量平行：向下为对遇；向上为追越。目标真矢量与本船真矢量交叉：分辨碰角大小。确定避让措施。,2.碰撞危险估计：a.相对矢量：矢量线延长后与MINCPA圈相交，表示有碰撞危险，读出CPA和TCPA值核实。b.真矢量：调整矢量时间，目标船真矢量末端与本船真矢量末端重叠或非常接近，表示有碰撞危险。c.仅存危险矢量：显示矢量的目标就是危险目标d.PPC点：PPC点出现在本船船首线上或附近时，有碰撞危险。e.PAD区：本船航向线（风流影响为航迹线）与PAD相交，有碰撞危险。,第五节ARPA的操作,第五节ARPA的操作,3.求取避让措施：试操船成功的标志是危险报警解除。a.相对矢量显示：模拟改向变速，相对矢量都不与MINCPA相交。b.真矢量显示：模拟改向变速，本船真矢量末端与目标船真矢量末端不相遇；PPC标志偏离本船航向线；本船航向线不与PAD相交。c.仅存危险矢量显示：模拟改向变速，不显示任何矢量。,第五节ARPA的操作,4.注意事项：a.尽早发现录取相遇目标。一般8nmile外录取，6nmile判断会遇结果。b.采取避让机动后，继续观测了望以观避让效果。c.狭水道雾航时，避免在转向点附近与来船相遇。d.真矢量相对矢量交替使用，互相验证，图象数据比较分析，提高可靠性。e.必须符合国际海上避碰规则。f.应注意未录取跟踪的目标潜在的危险，ARPA不会报警。,