Файл: Курс лекций Владивосток 2010.pdf

31 таким образом схема теневых секторов вывешивается в штурманской рубке рядом с РЛС.
Ложные эхосигналы. При чтении радиолокационного изображе- ния наблюдатель может видеть на экране РЛС различные ложные эхо- сигналы, которые могут исказить истинную картину. Причины таких ложных эхосигналов могут быть различны. Одна из таких причин свя- зана с особенностями устройства антенны, приводящими к тому, что у диаграммы направленности, помимо главного лепестка, появляются парные боковые лепестки, определяющие направление распростране- ния до 5 % излучаемой передатчиком РЛС энергии. Если объект с хо- рошей отражающей способностью находится недалеко от судна, то на экране РЛС могут появиться два дополнительных эхосигнала от этого объекта, вызванные отражением сигналов, обусловленных боковыми лепестками. Эти дополнительные ложные эхосигналы располагаются симметрично по обе стороны основного эхосигнала объекта. Иногда такие ложные эхосигналы проявляются в виде ярко светящихся дуг, затрудняющих чтение радиолокационного изображения.
Другая причина появления ложных эхосигналов может быть обу- словлена тем, что часть излучаемой РЛС энергии отражается от судо- вых стальных конструкций, достигает объекта и возвращается на ан- тенну РЛС обратным путем (рис. 2.6). В этом случае ложный эхосиг- нал находится на истинном рас- стоянии до объ- екта, но в на- правлении отра- жающей судовой конструкции.
Аналогичное яв- ление может иметь место при плавании судна в узкостях, кана- лах, где поблизо- сти имеются крупные сталь- ные сооружения.
Для обеспе- чения эффектив- ного использова- ния РЛС, особен-
Эхосигнал судна
Рис. 2.6. Ложный эхосигнал в результате отражения от носовой мачты
Ложный эхосигнал
Антенна
РЛС
Мачта

32 но для решения задач маневрирования и расхождения с другими су- дами, судоводители проходят специальную двухнедельную трена- жерную подготовку.
2.4. Средства автоматической радиолокационной прокладки
Основное назначение средств автоматической радиолокационной прокладки (САРП) заключается в оценке ситуации встречи с другими судами (на основе автоматической обработки информации РЛС, а также данных гирокомпаса и лага) и выборе маневра для безопасного расхождения с ними. САРП представляют собой судовые технические комплексы, включающие в себя следующие составляющие:
– РЛС, которая служит основным источником информации о на- вигационной ситуации;
– электронно-вычислительное устройство, которое на основе спе- циальных критериев и алгоритмов выполняет автоматическую обра- ботку поступающей от РЛС информации и помогает судоводителю выбрать оптимальный маневр по расхождению с встречными судами
(моделирование или проигрывание развития ситуации);
– радиолокационный индикатор ситуаций (РИС), на котором ин- дицируется вся (или выбранная судоводителем) необходимая инфор- мация.
В САРП важное значение имеет функция автосопровождения, ко- гда судоводитель выбирает интересующую его цель, накладывая на неё специальный маркер, что обеспечивает непрерывный контроль за этой целью, сопровождаемый автоматическим расчётом элементов её движения. В соответствии с требованиями ИМО САРП должен обес- печивать автоматическое сопровождение не менее 20 целей одновре- менно.
При работе с САРП судоводитель пользуется как первичной ра- диолокационной, так и вторичной синтезированной информацией, ко- торая характеризует ситуацию сближения судов. Первичная радиоло- кационная информация – это изображение на ИКО. Вторичная синте- зированная информация воспроизводится на РИС, который обладает следующими эксплуатационными особенностями:
– на РИС индицируется информация, которой не может быть на
ИКО, в частности идентифицируемые маркеры встречных судов (в виде треугольников, окружностей) и векторы их курсов и скоростей.
Длина векторов целей соответствует времени экстраполяции, задавая которое судоводитель может видеть точки, в которых цель окажется

33 спустя заданное время. При срыве автосопровождения форма маркера изменяется;
– для любой сопровождаемой цели, выбираемой судоводителем, на специальном индикаторе в буквенно-цифровой форме показывает- ся следующая информация: текущие значения расстояния до цели и пеленга на неё; вычисленные значения истинного курса и скорости цели; вычисленные значения расстояния (дистанции) кратчайшего сближения D
кр и времени плавания до точки кратчайшего сближения
(время кратчайшего сближения) t
кр
;
– изображение на РИС может быть ориентировано как «по кур- су», так и по «норду». В зависимости от этого траектории движения целей представляются в виде линии истинного (ЛИД) или относи- тельного (ЛОД) движения. Индикация ЛОД встречного судна позво- ляет быстро определить опасность столкновения с этим судном, по- скольку в случае такой опасности ЛОД проходит через центр РИС или вблизи него. Индикация ЛИД позволяет быстро различить подвижные и неподвижные цели, поскольку у неподвижных нет векторов;
– на РИС можно «проиграть» маневр на расхождение со встреч- ными опасными судами, что позволяет выбрать оптимальный маневр;
Рис. 2.. Внешний вид радиолокационного экрана ситуаций современного САРП

34
– при возникновении ряда опасных ситуаций (появление встреч- ного судна с D
кр и/или t
кр
, меньше заданных значений, сброс автосо- провождения и т. п.) предусматривается световая и звуковая тревож- ная сигнализация, привлекающая внимание судоводителя к таким си- туациям.
В современных САРП существует возможность наложения на
РИС первичного радиолокационного изображения, что значительно повышает наглядность воспроизведения навигационной ситуации.
Часто в этом случае и первичное изображение индицируется в обра- ботанном виде.
Помимо решения задач предупреждения столкновения судов и определения места судна по радиолокационным расстояниям и пелен- гам САРП могут использоваться и для решения ряда вспомогательных навигационных задач, обеспечивающих контроль движения судна, в частности:
– контроль допустимого отклонения судна от заданного пути ме- тодом ограждающих изолиний (пеленга и расстояния);
– контроль выхода в точку поворота методом секущих изолиний;
– плавание по изолинии;
– проводка судна на заданном траверзном расстоянии от ориен- тира;
– определение пути и действительной скорости судна (суммарно- го сноса);
– контроль положения судна на якоре.
Принципиальное отличие использования САРП для предупреж- дения столкновения судов и для решения вспомогательных навигаци- онных задач заключается в том, что в первом случае на автосопрово- ждение берётся встречное судна, а во втором – неподвижный навига- ционный ориентир. Причём некоторые САРП могут выполнять авто- сопровождение не только точечных, но и протяженных ориентиров
(протяжённые мысы, крупные острова и т. п.).
Наряду со многими достоинствами САРП имеют целый ряд огра- ничений и недостатков. Поскольку в САРП используется информация от РЛС, то все ограничения радиолокационного изображения дейст- вуют и в САРП. Например, объекты, не обнаруженные РЛС, никоим образом не проявляются и в САРП. Если радиолокационное изобра- жение включает в себя помехи или ложные эхосигналы, то САРП мо- жет обрабатывать их как полезные сигналы, что приведет к искаже- нию реальной ситуации, ложному срабатыванию сигнализации и дру- гим нежелательным последствиям.

35
Кроме того, САРП имеют и свои собственные ограничения: не все наблюдаемые на РИС объекты могут быть взяты на автоматиче- ское сопровождение; объекты со слабыми эхосигналами сопровожда- ются неустойчиво и могут быть потеряны; данные, вычисляемые
САРП, выдаются с запаздыванием. Несмотря на ограничения и недос- татки, которые судоводители должны знать и учитывать, грамотное использование САРП способствует повышению безопасности море- плавания.
Судовые САРП должны соответствовать положениям Резолюции
ИМО А.422 (11) «Технико-эксплуатационные требования к средствам автоматической навигационной прокладки».
Так же, как и в случае РЛС, для эффективного использования
САРП на судах все судоводители проходят специальную тренажер- ную подготовку.
ЛЕКЦИЯ 3. НАВИГАЦИОННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
СУДОВЫХ РЛС И САРП (4 часа)
3.1. Опознавание ориентиров при использовании судовой РЛС.
3.2. Определение места с помощью судовой РЛС.
3.3. Метод параллельных индексов.
3.4. Использование РЛС и САРП при плавании в прибрежных и стес- нённых водах.
Литература: [1], с. 327–343; [2], с. 315–334; [4], с. 47–139; [5], с. 352–
364; [7], с. 426–454; [8], с. 195–199; [9,10].
3.1. Опознавание ориентиров при использовании судовой РЛС
В навигации под опознаванием ориентиров понимается установ- ление однозначного соответствия между наблюдаемыми на экране
РЛС эхосигналами и ориентирами на местности и/или морской нави- гационной карте. Промах при опознавании приводит к тому, что один ориентир принимается за другой или всё наблюдаемое на экране РЛС изображение приписывается другому участку побережья.
Существует также понятие «ошибка опознавания», когда ориен- тир в целом опознан правильно, но неизвестно, какой части ориентира соответствует эхосигнал, по которому выполняются измерения. В этом случае судоводитель может отложить на карте навигационный параметр (пеленг или расстояние) от той части ориентира, которая не даёт засветки на экране РЛС.

36
Проблема исключения промаха при опознавании ориентиров мо- жет возникнуть при подходе к малознакомому и/или однообразному побережью при отсутствии точного места судна, когда в отсутствии надёжной обсервации, обнаружив на экране РЛС эхосигналы берего- вой черты, не всегда удаётся сразу определить, к какому участку по- бережья вышло судно. В такой ситуации возможно несколько вариан- тов.
1. На экране РЛС наблюдается один характерный эхосигнал. В этом случае можно воспользоваться методом площади вероятного места судна (рис. 3.1.). Для этого на ИКО измеряются пеленг и рас- стояние до эхосигнала, которые затем откладываются на карте от ори- ентиров, имеющих сходную конфигурацию и расположенных на карте на соответствующих расстояниях. Одновременно на карте наносится счислимое место на момент измерений, вокруг которого описывается круг радиусом, равным предельной погрешности счисления (утроен- ная СКП, т. е. 3 М
с
). Тогда на экране РЛС будет виден тот ориентир, обсервация которого попадет в круг предельной погрешности (остров у побережья на рис. 3.1). Однако следует помнить, что этот способ опознавания недостаточно надёжен и требует проверки с использова- нием других технических средств и методов.
2. На экране РЛС наблюдаются два характерных эхосигнала
при наличии нескольких возможных ориентиров. В этом варианте
N
и
N
и
ИП
ИП
D
D
Т
ОЛ
Г
К
К
…
(…)
Рис. 3.1. Опознавание одиночного эхосигнала на экране РЛС
3М
с

37 после применения метода оценки площади вероятного, как в преды- дущем случае, рекомендуется выполнить серию обсерваций и обсер- вованные точки нанести на карту. Если ориентиры опознаны правиль- но, то обсервованные точки будут располагаться на одной прямой и на расстояниях, пропорциональных плаванию по счислению. Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то, по крайней мере, один ориентир опознан неправильно. В этой же ситуации можно использо- вать метод раздельного нанесения точек пересечения пеленгов и точек пересечения расстояний для каждой возможной пары ориентиров.
При правильном выборе пары ориентиров обе этих точки должны располагаться рядом, а при неправильном – на большом расстоянии друг от друга. Этот способ также не совсем надёжен, особенно если расстояния между ориентирами примерно одинаковы.
3. На экране РЛС наблюдаются три характерных эхосигнала
при наличии нескольких возможных ориентиров. В этом случае можно воспользоваться методом трёх расстояний, измеренных по
РЛС. Если ориентиры опознаны правильно, то окружности, соответ- ствующие этим расстояниям, пересекутся в одной точке или дадут малый треугольник погрешностей. Надёжность этого способа можно увеличить, если в дополнение к расстояниям измерить три пеленга. В этом случае вариант опознавания сводится к способу веера пеленгов и расстояний, который рассмотрен ниже.
4. На экране РЛС наблюдаются три, четыре и более эхосигна-
ла при наличии нескольких возможных ориентиров. В этом случае в быстрой последовательности измеряются несколько пар пеленгов и расстояний до характерных эхосигналов. На прозрачной кальке из произвольной точки К проводятся параллель и меридиан, относитель- но которых в масштабе рабочего участка карты прокладываются пе- ленги и откладываются расстояния. Получается своеобразный веер пеленгов и расстояний. Затем калька накладывается на карту таким образом, чтобы точка К находилась в районе счислимого места. Пере- мещая кальку, но сохраняя при этом её ориентацию относительно сет- ки меридианов и параллелей, нужно найти такое положение кальки, при котором концы векторов пеленгов совпадут с характерными нави- гационными ориентирами карты. Уколом измерителя место точки К следует перенести на карту и принять его за обсервованное (рис. 3.2).
При больших скоростях судна время и отсчеты лага фиксируют при каждом измерении пеленга и расстояния, а на кальке из произ- вольной точки прокладывают условную линию пути относительно меридиана. На линии пути откладывают расстояния, проходимые суд- ном между измерением каждой пары пеленга и расстояния, и из конца

38 каждого расстояния прокладывают соответствующие пеленги и рас- стояния. Затем, после совмещения концов векторов пеленгов с нави- гационными ориентирами на карте, точка последнего измерения при- нимается за обсервованное место. Для повышения надёжности этот способ можно повторить несколько раз.
5. На экране РЛС наблюдается несколько эхосигналов, один из
которых надёжно опознан. Описанные выше способы применяются,
Эхосигналы
а
б
в
г
д
П
г
, D
г
П
б
, D
б
П
в
, D
в
П
д
, D
д
П
а
, D
а а) б) в)
Рис. 3.2. Опознавание побережья методом веера пеленгов и расстояний: а) изображение на ИКО; б) веер пеленгов на кальке; в) калька, наложенная на карту
П
а
, D
а
П
б
, D
б
П
в
, D
в
П
г
, D
г
П
д
, D
д
Т
ОЛ
К
К

39 если ни один из ориентиров не опознан надёжно. Однако в практике судовождения часто бывают случаи, когда один из ориентиров опо- знан достаточно надёжно по характерным признакам (например, от- дельный остров, радиолокационный маяк-ответчик), а в опознавании других ориентиров возникли сложности. В этом случае полезен про- стой и часто используемый судоводителями способ привязки (способ пеленга и расстояния из обсервованной точки). Для этого одновре- менно измеряются пеленг и расстояние до опознанного и неизвестно- го ориентира. По измеренным параметрам известного ориентира на- носится обсервованная точка, от которой прокладывается вторая пара измеренных параметров, которые и укажут нужный ориентир.
Следует помнить, что все процедуры опознавания недостаточно надёжны и их следует контролировать всеми возможными способами: анализ невязок, измерение глубин, визуальные методы при открытии береговых ориентиров. Удобно и надёжно проверить результаты опо- знавания ориентиров можно с помощью высокоточных спутниковых обсерваций, нанесённых на карту на момент радиолокационных на- блюдений. Если радиолокационная и спутниковая обсервации распо- ложены рядом, то ориентиры, использованные при радиолокационном наблюдении, опознаны правильно.
Количество способов и приёмов опознавания ориентиров доста- точно велико, и выбор того или иного способа зависит от опыта судо- водителя, особенностей района плавания, наличия и эксплуатацион- ных характеристик судового навигационного оборудования.