Состав станции АИС и схема основного блока

Конструктивно станция АИС состоит из двух блоков:

– основной блок (БО) с двумя антеннами (антенна VHF и антенна GNSS). Основной блок имеет международное название – TRANSPONDER;

– пульт управления и отображения (ПУО).

Блок питания станции конструктивно размещен в основном блоке.

Функциональная схема приведена на рис.1.

АП

Рис. 1. Функциональная схема основного блока

 

Контролер предназначен для обеспечения программного логического управления станцией по командам с пульта управления и отображения и по командам с приемников АИС и DSC.

Антенный переключатель АП осуществляет переключение высокочастотной антенны A VHF с приемников на передатчик и обратно.

Внешние интерфейсы обеспечивают связь основного блока с пультом управления и отображения и внешними устройствами (САРП, ECDIS, GPS, гирокомпас, лаг).

Назначение остальных блоков схемы очевидно из их названий.

Экплуатационно – технические характеристики РЛС.

Эксплуатационные характеристики:

1) Максимальная и минимальная дальность действия

2) Разрешающая способность

3) Точность измерения координат

4) Надежность

5) Помехозащищенность

Максимальная дальность зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника, направленности антенны, отражающих характеристик цели, состояния атмосферы (давление, соотношение температур воды и воздуха, облачность). Дальность действия РЛС в свободном пространстве определяется выражением:

 

Pи – излучаемая импульсная мощность передатчика

Gа – коэффициент направленности антенны - отношение максимальной интенсивности излучения к средней

Sэ – эффективная поверхность отражения объектов

l - длина волны несущей частоты

Pприемн(min) – минимальная воспринимаемая мощность отражаемого сигнала – чувствительность

 

Под свободным пространством понимают – пространство в котором влияние состояния атмосферы и ее диэлектрические свойства, формы земли и вид подстилающейся поверхности (суша, вода, лед) не учитываются.

Минимальная дальность зависит от длительности импульсов - t, высоты установки антенны - h, и ширины диаграммы направленности в вертикальной плоскости – θ.

В момент излучения антенный переключатель отключает приемник, т..е за время излучения приема не будет, чему соответствует: Dmin = (C*t)/2 (4.1)

При установке антенны на высоте h над уровнем воды образуется мертвая зона.

(4.2)

Очевидно, что минимальная дальность равна максимальному из значений (4.1), (4.2)

Под разрешающей способностью понимается возможность раздельного обнаружения и определения координат нескольких целей находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Различают разрешающую способность по дальности и по направлению.

Разрешающая способность по дальности есть минимальное расстояние между 2 раздельно обнаруживаемыми объектами.

 

 

Объекты 1 и 2 будут обнаруживаться раздельно, если отражение от 1 закончится раньше чем начнется отражаться 2. Это выполнимо если:

d>

Конечные размеры цели на экране ухудшают разрешающую способность на величину DDинд. Если диаметр сфокусированной отметки цели равен диаметру пятна (dп) и масштаб шкалы дальности равен масштабу развертки (М_р), то:

DD_инд=dп*Мр.

Реальная разрешающая способность:

DD = DD_инд + Dd

 

Разрешающая способность по направлению оценивается минимальными значениями угла (a) между направлениями на 2 равноудаленных точечных объекта, при котором эти объекты обнаруживаются отдельно.

a - это потенциально разрешающий угол, равен ширине диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.

a=θ гор

Конечные размеры пятна налагают разрешающий угол равный угловым размерам пятна.

aинд = 57, 3

Окончательная разрешающая способность РЛС по направлению равна:

aинд = θ гор + 57, 3

Предельная СКП измерения дальности определяется выражением:

 

Где: q - отношение энергии сигнала к энергии шума на выходе приемника

Точность измерения направления определяется выражением:

 

Под надежностью понимается способность РЛС сохранять свои эксплуатационно – технические параметры в заданных пределах в течении определенного времени.

 

Технические характеристики РЛС:

1) Длина волны

2) Длительность ЗИ

3) Частота посылки

4) Скорость вращения антенны

5) Чувствительность приемника

6) Мощность передатчика

7) Направленность антенны

8) Тип индикатора

9) Потребляемая мощность

 

 

§ 5 «Расчет текущих параметров движения судна по спутниковым обсервациям»

 

В практике известно 3 способа определения маневренных качеств:

- Визуальный

- С помощью РЛС

- На радионавигационном полигоне

Все способы требуют определенных ориентиров, дальности видимости, погодных условий, состояния моря и даже привлечения береговых служб. Кроме того необходима подготовка и слаженность действий штурманского состава и вывод судна из эксплуатации.

Проблема решается расчетом практически всех элементов движения судна по траекторным измерениям с помощью спутниковых ПИ, причем задача решается во время плановых маневров без вывода судна из эксплуатации, а так же во время учебных тревог.

Расчеты могут выполняться по выборкам координат судна после выполнения маневров. При сопряжении ПИ с компьютером все расчеты выполняются в реальном масштабе времени. Это позволяет контролировать исполнение плановых маневров, а так же корректировать их с учетом влияния погодных условий, течения, ветра и т.п. Метод исключает субъективность принятия судоводителем решения по управлению судном.

Сущность метода заключается в следующем:

По φ i, λ i строится таблица

ti	φ i	λ i	Δ Xi	Δ Yi	Xi	Yi

 

Δ t = ti+1- ti = 0, 5 – 1 мин.

Интервал измерения: Δ Xi = φ i – φ i+1

Δ Yi =(λ i – λ i+1) Cos φ i

 

Xi = Δ Xi (5.1)

Yi = Δ Yi

По табличным значениям (5.1) на компьютере строятся аналитические функции.

X(t) = f1 (t) (5.2)

Y(t) = f2 (t)

В качестве функции (5.2) наиболее просты в использовании степенные функции.

В зависимости от вида маневра рекомендуется два вида функций:

- Для сложных маневров (циркуляция, ряд последовательных поворотов) рекомендуются функции вида:

(5.3)

 

 

 

Выражения (5.3) построены на основе представления окружности в параметрической форме с разложением функции Sin t и Cos t в степенные ряды по нечетным и четным степеням.

Коэффициенты a0, b0 смещают начало системы координат относительно точки начала маневра, а коэффициенты a1 a3 a5 и b2 b4 b6 деформируют окружность так, чтобы она совпадала с траекторией судна. Смысл τ ясен из рисунка.

Аппроксимация (5.3) воспроизводит кривую циркуляции с точностью порядка 10 метров.

- Для более простых маневров (разгон, торможение, малые повороты) рекомендуются функции вида:

(5.4)

При известных (построенных компьютером) номиналах вычисляются:

- Радиус циркуляции:

- Линейная скорость:

 

 

 

- Угловая скорость:

-Путевой угол:

- Угол дрейфа: