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船用雷达设备(船用雷达设备的基本工作原理)

时间:2022-12-19 05:42 点击:184 编辑:邮轮网

1. 船用雷达设备的基本工作原理

古野船用雷达1832中文的说明书

一、按下PWR键,绿灯亮,3分钟后出现STAND BY,按下TX/STBY键,雷达开始工作;再按TX/STBY可停止发射,设备在预备状态。

二、调整SEA、RAIN、GAIN和BRILL钮,选择RANGE量程,调节TURN钮至物标清晰出现在荧光屏上;SEA、RAIN和TURN分别有手动和自动,但是雨雪和海浪不能同时自动。

三、捕捉物标,按下ACQ MANUAL键,移动光标到物标上,按下左键,物标被捕捉。最多可捕捉50个物标。

四、读取物标数据,按下TGT DATA键,将光标移动到物标上,按下左键,物标数据被读取。

五、取消物标,按下ACQ/CANCEL键,将光标移动到物标上,按下左键,物标被取消。

六、设置方位线、距离圈,按下EBL和VRM键,荧光屏出现方位线、距离圈,旋转EBL 和VRM钮,设置方位和距离。

七、按下AZI/MODE键,进行真北、真运动、相对运动等选择。

2. 船用雷达的作用

一圈15000米 大致8.1海里

船用雷达是一种传统的无线电导航设备,在船舶近海定位、引导船舶进、出港,窄航道航行以及在避碰中发挥作用。GPS导航仪在海洋船舶中已普遍使用,它与雷达相比具有全球、连续、实时、高精度、多功能等优点。随着海用信标差分GPS(DGPS)基台的不断建立,可将使用GPS C/A码的定位精度提高到米量级。因此,还可应用DGPS或GPS导航仪来改善雷达的使用性能,测定雷达测距、测向精度,弥补雷达在避碰和锚位监视等方面的某些局限性。

3. 船用雷达的使用和操作

1.1 无线电频率

雷达设备工作的无线电频率在任何时刻均应在国际电信联盟颁发的“无线电规则”所规定的范围内。

2. 目的

雷达设备应能相对于本船的其他水面船舶和障碍物、浮标、海岸线以及导航标志的位置,这将有助于导航和避碰。设备的安装应满足该设备所规定的性能标准。3. 性能要求

所有雷达设备均应满足下述最低要求。

3.1 作用距离

在正常传播条件下,当雷达天线架设在海面以上15米高度时,在无杂波的情况下,设备应清楚地显示出:

3.1.1 海岸线

高度为60米的陆地,距离为20海里。

高度为6米的陆地,距离为7海里。

3.1.2 水面目标

对5000吨(总吨,下同)的船舶,不管其首向如何,距离为7海里。

对10米长的小船,距离为3海里。

对有效反射面积约10平方米的导航浮标之类的目标,距离为2海里。

3.2 显示

3.2.1 雷达设备应提供首向向上非稳定相对平面位置显示,在没有外部放大装置的情况下,其有效显示直径不小于下列规定:

3.2.1.1 500 吨到1600 吨以下的船舶为180毫米;

3.2.1.2 1600 吨到10000 吨以下的船舶为250毫米;

3.2.1.3 10000 吨和10000 吨以上的船舶,一台雷达的显示器为340毫米,另一台雷达的显示器为250毫米。

3.2.1.4 若放大后的显示精度在本标准的精度范围内,也可以使用光学放大装置。

3.2.1.5 与雷达导航或避碰无关的任何信息只允许显示在屏幕有效直径的外面。

3.2.2 设备应供应下列两组显示量程中的任一组:

3.2.2.1 1.5、3、6、12、24海里以及一档不小于0.5海里且不大于0.8海里的量程组;

3.2.2.2 1、2、4、8、16、32海里的量程组。

3.2.3 设备还可以提供其他量程。

3.2.3.1 所提供的其他量程应比第3.3.2条所要求的最小量程更小,或者比第3.3.2条所要求的最大量程更大。

3.2.3.2 不应提供扫描起点延迟的量程。

3.2.4 设备在任何时刻都要清楚地指示所用的量程及两距标环的间距。

4. 船用雷达设备的基本工作原理是

根据蝙蝠的“回声定位”原理,发明了雷达。

拓展资料: 

蝙蝠

蝙蝠是一种哺乳动物,头部和躯干像老鼠,四肢和尾部之间有皮质的膜,夜间在空中飞翔,吃蚊、蛾等昆虫。视力很弱,靠本身发出的超声波来引导飞行。

雷达

雷达是利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物就能反射回来,雷达就根据这个原理,把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波,这样就可以测定目标的方向、距离、大小等,接收的电波映在指示器上可以得到探测目标的影像。雷达在使用上不受气候条件的影响,广泛应用在军事、天文、气象、航海、航空等方面。

超声波

超声波是超过人能听到的最高频(20000赫兹)的声波。超声波沿直线传播,有方向性,并能反射回来,对物体有破坏性。广泛应用在各技术部门。

仿生学

仿生学是研究生物系统的结构和性质,以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学,属于生物学和技术学相结合的交叉学科。只要生物有奇特的本领,就成为仿生学所涉猎的目标,现已发展出昆虫仿生学、海洋生物仿生学、设计仿生学、化学仿生学、分子仿生学等。仿生学的研究成果被广泛运用于军事、医学、制造、航空等方面,涉及到各种类型的科学领域,与人类的生产、生活、未来发展有着十分密切的关系。它作为一门独立的学科,形成于20世纪60年代。

5. 船舶雷达的作用

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。

它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

不同波长的雷达,作用也不同。

甚低频(波长1KKm-100Km)主要用途为海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航。

低频(波长10Km-1Km),主要用途为越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航。

中频(波长1Km-100m),主要用途为船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航。

高频(波长100m-10m),主要用途为远距离短波通信;国际定点通信。

6. 船用雷达设备的基本工作原理是什么

雷达是利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物就能反射回来,雷达就根据这个原理,把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波,这样就可以测定目标的方向、距离、大小等,接收的电波映在指示器上可以得到探测目标的影像。雷达在使用上不受气候条件的影响,广泛应用在军事、天文、气象、航海、航空等方面。

7. 船舶雷达定位方法有几种

是发射机。船用雷达是一种传统的无线电导航设备,在船舶近海定位、引导船舶进、出港,窄航道航行以及在避碰中发挥作用。GPS导航仪在海洋船舶中已普遍使用,它与雷达相比具有全球、连续、实时、高精度、多功能等优点。

随着海用信标差分GPS(DGPS)基台的不断建立,可将使用GPS C/A码的定位精度提高到米量级。因此,还可应用DGPS或GPS导航仪来改善雷达的使用性能,测定雷达测距、测向精度,弥补雷达在避碰和锚位监视等方面的某些局限性。

8. 船用雷达设备的基本工作原理图

自组织时分多址接续(SOTDMA)”方式进行信息交换。

一、AIS系统的组成

一个典型的AIS 系统由两大分系统组成,一个是岸基AIS 系统,

再是船用AIS 设备,岸基AIS 系统比较复杂,典型的AIS 岸基系统是由一定数量的AIS 基站和

AIS 中心组成,系统通过各种方式与VTS 中心,船舶报告系统、港口信息网、海事系统以及船

舶调度等网络相连接,同时也可以与相关航运公司联系,提供相应的信息服务,使上述主管部门

及时得到所有船舶的动态,使航运公司了解到本公司船舶的位置。

AIS 中心也可以与互联网相连,使用户范围进一步扩大,通过设置一定的权限范围,各用户

可以在自己的权限范围内查看相应的船舶信息,得到相应的服务。

AIS 中心之间可以相互连接,进行信息交换,各AIS 中心连接成网,在一个国家和地区范围

内,就可以实时了解沿岸所有船舶的动态,这对船舶航行管理、船舶追踪以及防止海洋污染具有

非常重要的意义。

AIS 船用设备,我们将在下面做详细讨论。

二、AIS船用设备的组成

一个典型的AIS 船用设备是由一台VHF 发射机、二台VHF TDMA 接收机、一台VHF DSC

接收机、一台内置GPS 接收机(作为备用)以及AIS 信息处理器、电源和各种必要的外围设备

接口组成。

VHF 收发由系统信息处理器控制,用VHF CH87B、88B 两个国际专用频道自动发射本船的

相关信息,接收周围其它船舶的AIS 信息,频带为25KHZ。

AIS 工作的特点是同时在这两个频率上接收信息,而发射信息一般是在这两个频率上交替进

行,在人工的干预下,也可以用其它的方式发射。此外,主管部门还可以指配AIS 的区域性频

率,AIS 设备应在指定的区域性频率上工作。

VHF DSC 接收机的主要目的是接收岸台的频率控制信息,实现AIS 工作频率在不同区域的

自动切换,当接收到岸台的频率信息后,AIS 设备将自动地将频率转换到岸台的工作频率上,例

如,当我们到达美国水域时,AIS 设备就在DSC 信息的控制下,自动地将工作频率从通用频道

转换到28B 频道。

船舶AIS 的GPS 信号通常情况下是由船舶GPS 接收机提供,AIS 设备自带的GPS 接收机主

要是作为备用设备接收GPS 信号,当船舶GPS 由于其它原因不能提供信号时,AIS 设备自带的

GPS 接收机才开始工作,其主要作用是确定本船船位,同时接收GPS 时钟信号,而使每个AIS

设备时间一致,实现帧同步。

AIS 信息处理器是AIS 的核心部分,用于存储本船识别码、船名、呼号、船型等静态信息与

船舶吃水、危险货类、航线等航行相关的信息;处理、存储本船动态信息;将存储的本船最新动

态信息、必要的静态信息以及与航行相关的其他信息进行编码后送发射机;对接收来自周围其他

船舶的航行数据进行解码并存储解码后的数据;并对接收到的相关数据进行计算得出CPA、

TCPA、距离和方位;将本船和其他船舶数据以及计算出的数据信息送信息显示器显示。

AIS 的接口主要作用是连接外围设备,目前主要连接的设备有GPS、电罗经、计程仪等设备,

目的是获取本船的船位、航向、航速等重要信息,通过接口可以扩充的设备还有电子海图

(ECDIS)、雷达、远距离识别和跟踪设备、声光报警设备以及外接计算机,主要是实现综合导

航和远距离跟踪和控制等功能,外接计算机主要供引水员使用。

电源部分主要为AIS 设备提供所需的电源,目前一般使用直流电源。

三、工作原理

船舶配备了AIS 设备以后,设备一方面需要向外发送本船的相关信息,同时也要接收在VHF

有效作用距离之内其他船舶的信息。接收到的信息一方面用文字的方式表示出来,另一方面可以

形象地用雷达图表示,AIS 船舶全部用三角符号“△”表示,直观地显示船舶的相对位置,和运

动方向,在电子海图上,可以用矢量线表示船舶的速度,必要时利用尾迹线表示船舶航行的痕迹,

船位数据取自GPS 乃至差分GPS,其精度很高。要是在AIS 设备上选择一个目标或者在电子海

图中从船舶标志处用鼠标点击一下,便可瞬时显示对应的船名、呼号、MMSI 注册号以及航向、

航速、CPA、TCPA 等重要的航行信息,驾驶员了解了这些信息后,就可以非常方便地判断周围

其它船舶的运动情况,确保航行安全,同时在进行相互通信可以直呼其船名,信息交流非常方便。

AIS 工作在VHF 航海频段,国际电信联盟1997 年无线电大会指定了161.975MHz(87B 频道)

和162.025MHz(88B)频道二个VHF 频率作为AIS 工作频道。就完成通信而言,一个无线电频道

已经足够了,但是为了防止干扰和转换频道时造成通信损失,每个AIS 站均使用二个频道进行

收发。

除人工干预外,AIS 应答器都工作在自主连续模式,发射方式是9.6Kb GMSK FM 带宽25KHz

或者12.5KHz 数据采用HDL 包协议。

根据船— 船通信这样的实际条件,AIS 使用了自组织时分多址技术(SOTDMA)这一核

心技术。根据IMO 的AIS 性能标准对要求船舶报告的容量的要求,系统每分钟应有2000 个时

隙,但实际上,系统的设计是每分钟4500 时隙,每一帧60 秒,即每60 秒钟建立2250 个时隙,

每个时隙约26.67ms, 可传输256bits 的信息,每个AIS 站的船舶报告根据信息的容量自动选择一

到三个时隙,分一帧和数帧发射或接收AIS 信息。系统实时动态地调整信道分配

具体工作中,在一个AIS 站开始发送之前先要对当时信道的使用状态观察一段时间,搞清

时隙使用情况,然后可以选择未占用的时隙,标明需占用的帧数,再发送数据,各AIS 站持续

地保持同步,可避免发送时间重叠,新加入AIS 站也不会发生冲突。在数据链负荷超过理论值

的90%时,新加入的站可以占用距离最远的台所遥的时隙,从而保证系统有很的过载能力。

自组织分时多址技术可以自动解决本台与其他台的竞争问题,即使系统过载、通信仍能保持

完好;系统每分钟可以处理2000 个以上报告,本船接收到的数据间隔2 秒可以更新一次。

AIS 对DSC 向下兼容,因此岸基的GMDSS 系统可以对装备AIS 的船舶进行识别、跟踪和

控制。

AIS 采用VHF 频段,它的覆盖距离与其他VHF 设备一样,电波直线传播。距离取决于天线的高

度,在海上通常为20 海里左右。由于其波长较雷达长,波的绕射以及衍射作用较强,所以“可

视距离”较雷达要好,在地面上的障碍物不太高的情况下,能“看到”障碍物或岛屿背面的AIS

站。借助于中继站,可以显著扩大船台和VTS 站的覆盖范围。

AIS的应用分析:

1、自动发送本船信息,包括本船静态、动态和航次信息;

2、自动接收装有AIS 设备它船或VTS 岸站的AIS 信息;

3、提供本船操纵信息,以提供VTS 或其它船舶追踪或避让;

4、船—船、船—岸之间的短信息交流;

5、提供其它辅助信息以避免碰撞发生;

6、可以与INMARSAT 移动站、INTERNET 连接,实现信息的远距离传输和管理。

应当注意到,IMO

为了船舶安全,建议最好不要把AIS系统与国际INTERNET连接。

9. 船用雷达的操作

雷达操作

1-2 最初,雷达会沿用先前使用的量程和脉冲长度。而其它设置(例如亮度水平、VRM、EBL 和菜单选项的选择)也会使用先前的设置。

[STBY/TX] 键(或 TX STBY 方框)在雷达的 STBY(待机)和 TRANSMIT (发射)状态之间来回切换。在待机状态中,天线停转;在发射状态中,天线转动。磁控管会随时间推移逐渐老化,导致输出功率降低。强烈建议在雷达闲置时将其设置为待机,以延长使用寿命。

快速启动

如果雷达刚刚使用过且发射管(磁控管)依然温热,您可以直接将雷达切换到TRANSMIT(发射)状态而无需进行三分钟的预热。如果由于操作失误或类似原因导致 [PO WER] 开关关闭,您应该在断电后的 10 秒钟之内打开 [PO WER] 开关以快速地重新启动雷达。

回波区域

非 IMO雷达的回波显示区域可以使用三种配置:圆形、矩形和全屏。您可以使用 ECHO(回波)菜单上的 7 ECHO AREA(7 回波区域)选择配置。

10. 船用雷达常用的定位方法

看雷达要先确定雷达图像位置,本船位置在中间,再就是确定船首向上还是北向上等.这样一来你就能知道回波是在你船的什么方向和位置.物标回波特点是:目标越大,回波越大.金属回波最强.

11. 船舶雷达工作原理

雷达发射机产生强功率高频振荡脉冲。具有方向性的天线,将这种高频振荡转变成束状的电磁波(简称波束),以光速在空间传播。电磁波在传播过程中遇到船只目标时,船只目标受到激励而产生二次辐射,二次辐射中的一小部分电磁波返回雷达,为天线所收集,称为回波信号。

接收机将回波信号放大和变换后,送到显示器上显示,从而探测到目标的存在。为了使雷达能够在各个方向的广阔空域内搜索、发现和跟踪目标,通常采用机械转动天线或电子控制波束扫描的方法,使天线的定向波束以一定的方式在空间扫描。

定时器用于控制雷达各个部分保持同步工作。收发转换开关可使同一副天线兼作发射和接收之用。电源供给雷达各部分需要的电能。目标的距离是根据电磁波从雷达传播到目标所需要的时间(即回波信号到达时间的一半)和光速(每秒30万公里)相乘而得的。目标的方位角和仰角是利用天线波束的指向特性测定的。

根据目标距离和仰角,可测定目标的高度。当目标与雷达之间存在相对运动时,雷达接收到目标回波的频率就会产生变化。这种频移称为多普勒频移,它的数值与目标运动速度的径向分量成正比。据此,即可测定目标的径向速度。

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