Лекция

Тема : Использование судовых радиолокационных станций.

Вопросы :

1. Основные эксплуатационные данные судовой РЛС.

1. Помехи, затрудняющие работу с РЛС.

2. Определение места судна с помощью РЛС.

3. Оценка точности обсервованного места по данным РЛС.

Литература :

1. Ю. Баранов, М. Гаврюк, В. Логиновский, Ю. Песков «Навигация»

2. В. Дмитриев, В. Григорян, В. Катенин «Навигация и лоция»

3. В. Алексишин, В. Долгочуб, А. Белов «Практическое судовождение»

1. Основные эксплуатационные данные судовой рлс.

Судовая радиолокационная станция (РЛС) предназначена для обнаружения надводных объектов и берега в условиях плохой видимости, определения места судна, обеспечения плавания в узкостях, предупреждения столкновения судов.

РЛС позволяет не только определять место судна, но и, что самое главное, видеть объекты, скрытые от визуального наблюдения.

В современных РЛС применяются радиоволны сантиметрового диапазона, которые распространяются и отражаются по законам световых волн, но с несколько большим коэффициентом рефракции. Поэтому они проникают немного дальше за видимый горизонт, чем световые.

Максимальная дальность действия РЛС определяется радиолокационным горизонтом и может быть вычислена по формуле:

(1)

где h_Д – действующая высота антенны РЛС, метры;

Д_Р – дальность радиолокационного горизонта, мили.

Так как дальность видимого горизонта

, (2)

то Д_Р  Д_е примерно на 15%.

Дальность обнаружения отдельных объектов с помощью РЛС может быть определена по формуле:

(3)

или (4)

Д_Р.О. может быть и меньше, чем получена по формуле при плохой отражательной способности объекта (низкий пологий берег, а не высокий, крутой и каменистый; деревянное, а не металлическое судно и т.д.).

Для РЛС с  = 3 см и h_Д = 15 м Д_Р.О. составляет:

 буй малый – 12 мили;

 буй средний – 23 мили;

 буй большой – 34 мили;

 буй с пассивным отражателем – 68 миль;

 низменный песчаный берег – 15 миль;

 холмы и горы – 1540 миль;

 причалы, волноломы – 510 миль;

 отдельно расположенные маяки – 510 миль;

 мосты через реки – до 5 миль.

При плохой погоде (туман, дождь, снегопад) Д_Р.О. может быть меньше на 1050%, так как часть электромагнитной энергии будет поглощаться частицами воды.

2. Помехи, затрудняющие работу с рлс.

Изображение местности на экране ИКО РЛС похоже на изображение на карте, но имеет целый ряд особенностей затрудняющих работу с радаром,

которые можно назвать помехами. С некоторыми из них штурман встречается очень часто, другие – весьма редки, но чрезвычайно опасны, неучет их вызвал ряд тяжелых аварий.

А. Помеха от волнения. Проявляется в засветке экрана в начале развертки (возле судна) на расстоянии до  5 (рис. 2.). Для уменьшения интенсивности помехи служит регулировка ВАРУ (Помеха от моря, Sea, ACS, STC). Выше было упомянуто об опасности подавление слабых целей – никогда нельзя полностью убирать помеху с экрана (рис. 2 – стрелкой указано небольшое судно, обнаруженное после уменьшения уровня помехи).

Рис. 2.

Б. Помехи от аэрозолей а) гроза с ливнем, градом – яркая засветка, маскирующая цели. Борьба-регулировка МПВ (Дождь, ACR, FTC), рис. 3.

б) обложной дождь, морось, густой туман - вследствие поглощения энергии дальность действия уменьшается до двух раз. Борьба-переход на длину волны  = 10 см.

в) пыль – на некотором удалении от судна появляется неяркое изображение – следует, при необходимости, перейти на работу на  = 10 см, регулировка МПВ.

ливень ураган; виден «глаз бури»

Рис. 3.

В. Теневой сектор и радиолокационная девиация. Части корпуса судна и другие предметы мешают свободному распространению радиоволн (Рис. 4, в теневом секторе отсутствует отражение от волн; также влияние ВАРУ). Возле индикатора следует поместить схему теневых секторов с указанием пеленгов границ – Борьба кратковременный поворот судна вправо или влево на величину теневого сектора для просмотра участка моря.

включено ВАРУ (STC)

Рис. 4.

На границе теневых секторов иногда наблюдается радиолокационная девиация f = ГКП – РЛП, отмечены значения от 0 до 8. Рекомендуется во время тревоги выполнить одномоментные измерения визуального ГКП и по радару РЛП при движении шлюпки на некотором расстоянии вокруг судна; по формуле

рассчитать f и далее учитывать как поправку (указать на схеме теневого сектора в каком месте какое значение f).

Г. Помеха от другой РЛС – проявляется в виде веерообразных засветок на экране при перекрытии частотных диапазонов своей и другой РЛС(Рис.5.).

Для борьбы с такой активной помехой в некоторых РЛС имеется кнопка "Помеха от РЛС" (или следует перейти на другую РЛС).

Рис. 5 Рис. 6

Д. Помеха от ложных сигналов, переотраженных частями своего судна (например, элементами, вызвавшими теневой сектор). Проявляется в виде ложной отметки цели практически на фактическом расстоянии но на другом направлении (часто в теневом секторе). По другому проявляется если в районе судна находятся крупные цели (например, другое большое судно): кроме отметки цели на экране появляется дополнительные многократные сигналы. (Рис.6) на равных дистанциях вследствие многократного отражения импульса от корпусов своего и другого судна. Борьба – кратковременное уменьшение усиления.

Е. Помеха по боковым лепесткам. Кроме главного луча все антенны имеют боковые лепестки величиной в несколько процентов. Мощный сигнал от крупной цели поступает в приемник по боковым лепесткам и засвечивает экран на истинной дальности, но в направлении главного луча (с которым синхронизирована развертка) – рис 7.

Борьба – кратковременное уменьшение усиления.

Рис.7. (Эхо-сигнал А – от судна; ложные эхо-сигналы D и Е вызваны

наличием боковых лепестков диаграммы антенны).

Ж.Субрефракция. При нормальной атмосферной рефракции дальность радиолокационного горизонта (Д_рл) на 15% больше визуального. Субрефракция возникает, когда над относительно теплым морем находится холодная масса воздуха (в полярных районах такие условия возникают каждую осень, в умеренных широтах реже). Луч всегда стремится изогнуться в холодную сторону, поэтому в таких условиях РЛ-луч изгибается кверху и дальность РЛ-горизонта уменьшается; при перепаде температур воды и воздуха более 20С, Д_рл  1 мили, что делает невозможным обнаружение уже на таких дальностях относительно низких целей (непонимание этого приводило к авариям). В такой ситуации более правильно считать, что радара на судне нет и поступать соответственно. При внезапном прорыве холодного полярного воздуха (т.е. при очень быстром падении температуры воздуха) положение усугубляется возникновением очень плотного тумана («парение моря»).

З. Суперрефракция (сверхрефракция). Возникает когда над относительно холодным морем находится теплая сухая масса воздуха – инверсия (горячая масса воздуха с пустыни или степи выносится на море). Луч искривляется к воде, и, многократно отражаясь, распространяется на большие расстояния (до сотен миль). Отраженный сигнал приход в приемник не на своем ходе развертки, т.е. возникает помеха – пеленг истинный, а дальность – случайное число. В некоторых РЛС есть специальная кнопка «Ложная цель», в других случаях достаточно переключить на большую шкалу – отсчет дальности будет новое случайное число, т.е. цель ложная.

И. Зеркальное отражение. В некоторых случаях отражающая поверхность цели достаточно гладкая и ровная: в таких случаях возможно явление Зеркального отражения - угол падения луча на поверхность равен углу отражения и в антенну практически сигнал не попадает (например, ровное ледяное поле, перевернувшийся айсберг с вертикальной плоской стороной и т.п.). Если в данном районе и сезоне возможны такие цели – возникает предпосылка столкновения с ними. Если есть сомнения, вода здесь или лед – следует по старому правилу считать себе "ближе к опасности" и поступать соответственно.

К. При сближении с надводной линией электропередачи или с гидрофронтом на экране может возникнуть отраженный сигнал типа судна, идущего на сближение. Направление и дальность соответствует перпендикуляру на такие протяженные цели.

В заключение этого пункта необходимо подчеркнуть, что радар – важнейший, но сложный прибор на мостике: незнание особенностей его работы и присущих ему ограничений может превратить его в провокатора непростых ситуаций, что приводило к очень тяжелым последствиям.