關于霧航中雷達的使用

1、 （航海技術專業(yè)本科生） 畢畢 業(yè)業(yè) 專專 題題 論論 文文 中文題目雷達在船舶霧航中的應用 英文題目the use of radar when nevigating in or near an area of restricted visibility 作者姓名肖濤 所在專業(yè)航海技術 所在班級航海 1061 申請學位學士學位 指導教師曾青山 畢業(yè)專題論文成績評定畢業(yè)專題論文成績評定 指導教師評語： 指導教師(簽名) 年 月 日 答辯小組評語： 答辯小組組長(簽名) 年 月 日 畢業(yè)專題 論文成績 系主任 （簽名） 年 月 日 審批單位 （蓋章） 年 月 日 目錄 摘要摘要.3 1引言引言.4

2、 11 能見度不良水域中容易發(fā)生事故.4 12 船用雷達使用的必要性.4 2能見度不良定義及船舶霧航的行動規(guī)則能見度不良定義及船舶霧航的行動規(guī)則.5 21 能見度不良的定義.5 22規(guī)則中船舶在能見度不良時的行動規(guī)定.5 3船舶在霧中航行的特點船舶在霧中航行的特點.6 3.1 霧中航行瞭望困難.6 3.2 霧中航行定位困難.6 3.3 霧中航行避碰困難.7 3.3.1采取避讓措施的時間明顯縮短.7 3.3.2避碰指揮更加復雜.7 4 霧航中雷達的運用霧航中雷達的運用.8 4.1 霧航瞭望時雷達使用注意事項.8 4.1.1雷達物標的識別及其局限性.8 4.1.2雷達瞭望中的注意事項.9 4.2

3、雷達在船舶霧航定位中的運用.11 4.2.1回波識別和物標辨認.11 4.2.2正確選擇定位物標的原則.11 4.2.3雷達定位方法選擇原則.11 4.3 雷達在船舶霧航避碰中的運用.12 4.3.1雷達顯示方式的最佳選擇.12 4.3.2用普通雷達判斷碰撞危險的存在.13 4.3.3用自動雷達（arpa）判斷碰撞危險.14 4.3.4掌握船舶動態(tài)，準確把握轉向時機.14 4.3.5認真檢查避讓效果.15 4.4 霧航中運用雷達避碰應注意的問題.16 結束語結束語.17 鳴謝鳴謝.17 【參考文獻參考文獻】.17 雷達在船舶霧航中的應用 專業(yè)：航海技術，學號：200611811122，姓名：肖

4、濤 指導教師：曾青山 摘要摘要：能見度不良情況下的船舶航行是航海上的一大難題，船舶在能見度不良水域中 航行很容易出現(xiàn)事故，而雷達等儀器在航海上的應用對船舶的安全航行起到關鍵性的作用。 文中從能見度不良入手，從船舶瞭望、定位和避碰角度著重論述了雷達在霧航中的使 用。然后淺述了船舶在能見度不良水域中航行的特點：由于能見度不良，不能及時發(fā)現(xiàn)附 近物標、航標和周圍船舶動向，給瞭望，定位和避碰造成很大的困難。然后針對能見度不 良對船舶航行的影響，簡要的介紹了雷達的使用方法，物標識別及局限性，并分別論述了 雷達在瞭望，定位，避碰中的使用以及注意事項。最后總結，在霧航中船舶應該充分發(fā)揮 雷達在定位導航和避讓

5、中的重要作用，但是過于依賴雷達的使用而不保持正規(guī)的了望也是 不行的。 關鍵詞關鍵詞：雷達；霧航；能見度不良；瞭望，定位，避碰 abstract：it is a major problem and easy to accidents when ship navigating in poor visibility,then the navigation apparatus such as radar play a key role on the application of safe navigation of the ship. this article starting from the re

6、stricted visibility,focuses on the using of radar from the lookout,fixing and collision avoidance.then talking about the characteristics what ship navigate in the waters of in restricted visibility: because of restricted visibility, it is hard to detect the near objects, aids and the movement of the

7、 ship navigate around the ship.there are great difficulties to outlook, fixing and collision avoidance. then for the bad visibility on the impact of navigation, a brief introduction to the use of radar, object identification and other limitations, and were discussed the use and precautions in the ou

8、tlook radar, fixing, collision avoidance. concluded, the ship in the fog should give full play to radar navigation and collision avoidance an important role, but over-reliance on the use of radar but not to maintain a regular observation is not impossible. key words:radar;navigate in fog;restricted

9、visibility;lookout,fixing,collision avoidance 1.引言 海事統(tǒng)計資料表明，大多數(shù)海事發(fā)生在夜間及能見度不良情況下。其中能 見度不良情況下發(fā)生的海事又占大多數(shù)，而霧則是造成能見度不良最重要的因 素之一。船舶在霧航時，由于各種不確定因素(如船舶動態(tài)、駕駛員意圖等)的 存在，往往使駕駛員作出錯誤決策，導致海難事故的發(fā)生，特別是在進行轉向 避讓時，由于對轉向時機掌握不準以及轉向方法的錯誤導致事故的發(fā)生。如果 船舶霧中沒有雷達，航行十分困難，霧中航行事故高發(fā)，霧中航行船舶經(jīng)常需 要拋錨，嚴重影響船舶的周轉速度。 隨著無線電子技術和電磁理論的發(fā)展，20 世紀

10、40 年代出現(xiàn)了雷達，并應 用在航海上。雷達被稱為船長的眼睛，極大地方便了船舶在霧中航行。船用雷 達是利用超高頻無線電波在空間傳播時具有等速、直線傳播并且遇到物標有良 好的反射的特性來工作的。用于識別海上物標、方位及其距離以利于船舶判斷 船舶間的運動態(tài)勢以利于安全航行，特別是在交通密集區(qū)、夜間和能見度不良 的環(huán)境中航行，更離不開雷達。目前船用雷達功能比較齊全，除了具備自動標 繪的功能外，目前還能綜合 ais 和電子海圖信息，還具有許多警示功能和航線 設計顯示功能等。雖然船用雷達功能比較完善，但是就目前的航海技術而言， 正確的雷達觀測和雷達使用將會對船舶的安全航行起到關鍵性的作用。 2.船舶霧航

11、的特點 船舶駕駛員用以判斷碰撞危險,保證航行安全的信息主要包括:他船的方位、 距離、航向、航速、最小會遇距離(dcpa)、會遇時間( tcpa)及以上因素的變化 情況。此外,他船的大小、外形(例如,是否拖帶等)、接近態(tài)勢等信息也是對局 面進行判斷的重要信息。在能見度良好的情況下,操作者可以通過視覺和雷達觀 測較方便地獲得上述信息。在能見度不良的情況下,他船的大小、外形、接近態(tài) 勢這些只能通過視覺觀察才能獲得的信息則無法得到,并且,能見度良好時視覺 很容易發(fā)現(xiàn)的他船方位(舷角)、航向的改變,雷達觀測短時間內(nèi)很難發(fā)現(xiàn),存在 時間上的延誤,而目標船速度上的改變,也很難通過雷達觀測及時發(fā)現(xiàn)。也就是 說

12、,在能見度不良的情況下,瞭望信息是不充分和存在瑕疵的,船舶駕駛員對此必 須有更為細致、準確的了解。 2.1 霧中航行瞭望困難 船舶在霧航時，必須采取派出瞭頭、施放霧號、打開門窗聽霧號等措施保 證安全航行。然而船舶在霧中航行，視覺和聽覺瞭望都一定程度的受到影響。 1.對視覺瞭望的影響。由于霧造成了能見度不良，限制了視覺瞭望，不能 及早地發(fā)現(xiàn)他船，以及其動態(tài)和行動意圖，以至于在極近的距離才相互發(fā)覺， 造成行動不協(xié)調(diào)而導致碰撞。 2.對聽覺瞭望的影響。霧本身不能消弱聲音的傳播，但是霧內(nèi)的大氣與霧 外側大氣因介質(zhì)不同，聲音在霧的界面上折射和反射，此外，在霧中聲音因氣 溫和濕度局部分布不規(guī)則而散射和反射

13、，出現(xiàn)異常傳播，因而在霧中守聽他船 霧號，一是可聽距離受限；二是守聽到的霧號方向可能不準確。 2.2 霧中航行定位困難 1.在能見度不良的情況下，由于不能觀測物標，陸標定位和天文定位都無 法正常使用。由于能見度不良，不能及時發(fā)現(xiàn)物標、航標和周圍船舶動向，給 船舶定位、導航和避讓等造成很大的困難。 2.此外，霧中航行采用安全航速后，風流對船舶的影響加大，使推算航速 和航程的準確性受到較大影響，降低了推算船位的精度，同時，也直接影響到 船舶在淺灘等危險物附近的航行安全。 3.霧中航行，船上會采取測深定位措施，但是這種測深辨位方法的主要取 決于計劃航線上水深變化的情況。如果計劃航線上水深變化明顯而且

14、均勻，則 結果較為準確；反之計劃航線上水深變化不明顯或存在急劇的不規(guī)則變化，則 辨位準確度較差。此外，測深辨位的準確性還取決于測深和潮高改正的準確性、 海圖水深點的位置和所標水深的準確性。而且霧中航行，一般推算船位的誤差 較大，即概率船位區(qū)比較大。所以測深定位還是比較困難的。 2.3 霧中航行避碰困難 2.3.1 采取避讓措施的時間明顯縮短 在能見度良好的情況下,避讓行為依據(jù)的是視覺觀察和雷達觀測獲得的準確 信息。能見度不良時,他船的尺度、外形、接近態(tài)勢等這些視覺觀察才能發(fā)現(xiàn)的 信息不能通過雷達觀測獲得,同時,雷達觀測很難及時發(fā)現(xiàn)他船方位、航向、航 速的改變。使操作者不得不根據(jù)這些不充分的有瑕

15、疵的信息采取行動。由于這 些原因導致了對碰撞危險判斷識別上的延誤,留給操作者采取避碰行動的時間也 就大大縮短,這樣一來,一旦目標船出現(xiàn)不協(xié)調(diào)行動,常常沒有時間采取補救措施。 根據(jù)長期的觀察統(tǒng)計分析,從判斷識別出碰撞危險,采取避讓措施到最近會遇點 所用的時間,在能見度良好的情況下為 10 到 12 分鐘,而在能見度不良時只有 5 到 7 分鐘。 2.3.2 避碰指揮更加復雜 在這次實習過程中，通過我的觀察，發(fā)現(xiàn)能見度不良情況下的避碰指揮與 能見度良好時相比變得更加復雜,主要體現(xiàn)在: 1.考慮的因素更多:在能見度良好的情況下,對于有碰撞危險的單船,多數(shù)情 況下船長可僅靠視覺觀察完成避讓指揮,偶爾會

16、向駕駛員詢問雷達觀測的兩船間 距離。而在能見度不良的情況下,無論在制定避讓措施時還是在避讓過程中,船 長都會頻繁地讓駕駛員提供雷達觀察獲得的他船的方位、距離、航向、速度、 dcpa 和 tcpa 等信息。需要的信息量比能見度良好時增加 3 到 5 倍。 2.溝通更頻繁:通過觀察發(fā)現(xiàn),能見度不良情況下駕駛臺團隊之間的信息交 換頻率要遠遠高于能見度良好時,尤其是在從判斷識別出碰撞危險到最近會遇點 其間,船長下達指令和駕駛員的報告頻率都比能見度良好時幾乎高出一倍。另外,與 外界的溝通也更頻繁,能見度不良時,由于觀察信息的不充分,在判斷局面和制定 避讓計劃時,駕駛員需要通過頻繁的 vhf 溝通來證實和

17、彌補,這會牽涉、分散指 揮人員的精力。 3.目標船行動的不確定性:我們的避讓計劃和措施是建立在目標船不采取措 施的基礎上的,但在實際中,目標船也有可能采取避讓行動。能見度不良時,僅通 過雷達觀測很難及時發(fā)現(xiàn)他船航向、航速的改變。也就是說他船有沒有采取不 協(xié)調(diào)行動很難及時發(fā)現(xiàn),這就使得查核避讓行動的有效性變得更加重要和困難。 3 霧航中雷達的運用 在霧航中，運用雷達避碰是“1972 年國際海上避碰規(guī)則”和“內(nèi)河避碰規(guī) 則（1991 年） ”對船舶提出的強制性要求。倘若不能很好地利用雷達避碰，是 一種違規(guī)行為；倘若根本不用雷達進行避碰，將是一種嚴重的失職行為！霧航 中雷達避碰的運用主要就是利用雷達

18、判斷是否存在碰撞危險。 避碰規(guī)則第五條規(guī)定:“每一船舶在任何時候都應使用視覺、聽覺以及 適合當時環(huán)境和情況的一切有效手段保持正規(guī)了望，以便對局面和碰撞危險作 出充分的估計。 ”這里的一切有效手段中，很重要的手段之一就是使用雷達，特 別是在能見度不良的情況下。霧航中，駕駛員主要依靠雷達成像來判斷他船的 動態(tài)，判斷有無碰撞危險。對于普通雷達，可以通過航跡、簡單的雷達標繪等 來進行判斷，特別是雷達標繪，霧航中是很有效的判斷方法。對裝有避碰雷達 (arpa)的船，可以通過對目標的手動或自動錄取，獲取目標船的運動參數(shù)(航向、 航速等)以及避碰參數(shù)(方位、距離、dcpa、tcpa 等)，從而對他船的動態(tài)，

19、有 無碰撞危險作出正確判斷當然，使用雷達一定要注意其局限性，如雷達圖象的 失真、假回波、作用距離的限制等。 3.1 霧航瞭望時雷達的使用 雷達的原理是發(fā)射機產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉換開關傳送給天線。 天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向 前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標后，將沿著各個方向產(chǎn)生反射，其中的一部 分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉 換開關送到接收機，形成雷達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳 播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱 的回波信號，經(jīng)過信號處理機處理，提取出包含在

20、回波中的信息，送到顯示器， 顯示出目標的距離、方向、速度等。 為了測定目標的距離，雷達準確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻 的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機到目標，再由目標返回雷達接收 機的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標的距離為：s=ct/2 。其 中 s：目標距離 t：電磁波從雷達到目標的往返傳播時間 c：光速 因此雷達很容易發(fā)現(xiàn)物標，并可以從顯示器上可以直觀的看到物標的方位、 距離和速度，使瞭望更加的方便和有效。 瞭望時雷達使用的注意事項 1.進行雷達瞭望的人員必須持有合格證書,即對雷達的原理、性能及應用方 面具有充分的知識和經(jīng)驗。也就是說,無證人員是不能代勞的。

21、 2.熟知雷達觀測中存在的誤差及減小的方法。如雷達觀測中的誤差有方位 誤差、距離誤差、中心差(掃描中心與屏幕中心不重合引起的誤差)、同步誤差、 船首標志線的誤差、視差、船體傾斜引起的誤差、偏蕩引起的誤差等,及使用 arpa 時的本船速度輸入誤差等等。特別是可能引起方位誤差的因素和速度誤差,它 可能使實際存在的碰撞危險,而造成可安全通過的錯覺,這是非常危險的。如果 不認清這些,所得到的仍然是不充分的雷達觀測資料,“導碰”則可能是難免的。 3.所用的距離擋帶來的局限性。遠距離擋可獲得早期的警報,但對小的目標 可能無法發(fā)現(xiàn)。為解決這個矛盾,用 2 臺雷達使用不同的距離擋,這當然是可行 的。但必須注意

22、,在可能有更小的目標存在時,仍必須進行轉換。一些小型的木 質(zhì)漁船,只有在 3 n mile 距離擋時才能被發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在大部分雷達都可偏心顯示, 可充分利用,使探測距離增加 2/3。否則,使用 6 n mile 中心顯示,當發(fā)現(xiàn)來船 時已經(jīng)只有 6 n mile 了,再捕捉、計算、分析、判斷,當行動時距離已僅 3 n mile-4 n mile 了,顯然太晚。 4.確認雷達的工作狀態(tài)。即對雷達的調(diào)整,使回波最好。這里需要提醒的是: 有些雷達啟動后經(jīng)第一次調(diào)整達到滿意后,過一段時間后還需進行第二次調(diào)整。 調(diào)整到滿意后,雷達的工作狀況也不是一成不變的,要隨著物標的距離、使用 的距離擋的變化、外界的環(huán)境

23、、觀測目的等有所調(diào)整。 5.注意本船的盲區(qū)和陰影扇形。 6.一般希望盡早發(fā)現(xiàn)來船,但對遠距離的她船進行觀測時,容易產(chǎn)生較大的 誤差,必須注意。 7.當船舶轉向時,arpa,或 plot 作圖,所有的目標會有一段時間的不穩(wěn)定,所 計算的結果會有較大的誤差,速度變化越大,引起的誤差也越大,所需的穩(wěn)定的時 間也越長,必須注意。 8.當船舶進行變速航行時,相當多的船舶的 arpa 沒有計程儀輸入,而由手動 輸入本船速度,為了減少誤差,應該輸入何種速度,已有過很多討論。需輸入計程 儀速度,并注意變速引起的誤差。最擔心的是這種誤差把本來有危險的來船變成 了可安全通過的。本船的速度輸入是碰撞三角形的要素之一

24、,不可小視這種誤差 的后果。 9.“對探測到的物標進行雷達標繪或與其相當?shù)南到y(tǒng)觀察。 ” “不應當根據(jù) 不充分的資料,特別是不充分的雷達觀測資料作出推斷。 ”對規(guī)則的這 2 點未能 做到,是霧中“雷達導碰”的重要原因。雷達顯示的目標僅是 1 個點,必須進行 標繪或與其相當?shù)南到y(tǒng)觀測,才能不構成“不充分的雷達觀測資料”,即弄清來 船的運動要素。連續(xù)觀測是運用形象思維的必要手段,航行避碰必須進行連續(xù)觀 測,否則就得不到正確的判斷,連續(xù)觀測可以防止錯覺,連續(xù)觀測可以防止意外。 10.現(xiàn)在有部分雷達有“尾跡”(tail)功能,即回波的長余輝功能。長度可 通過時間調(diào)整。必須注意該功能的 2 種顯示方式的

25、區(qū)別,正確予以運用。 雷達物標的識別及其局限性 雷達回波存在各種各樣的假回波和雜波，一般應該結合對船舶周圍的環(huán)境 實際的了望和對雷達圖像的綜合分析，理論聯(lián)系實際，積極思考、觀察和比較， 準確和迅速的作出正確的判斷哪些是假回波，哪些是雜波而哪些是真正有用的 雷達回波。 雷達假回波有：間接反射假回波、多次反射回波、旁瓣回波、二次掃描回 波；雷達干擾雜波有：海浪干擾雜波、雨雪干擾雜波、同頻雷達干擾、電火花 干擾、明暗扇形干擾等；還應注意雷達扇形陰影區(qū)，一般陰影區(qū)的形成是由于 本船煙囪或船上高大建筑物遮擋了雷達的掃描波，從而在雷達圖像上本船尾部 一定扇形區(qū)域內(nèi)形成了一個沒有任何回波的區(qū)域，處在這個區(qū)域

26、中較為接近本 船和凈空高度比較低的船舶在雷達圖像上將沒有任何回波。作為一名合格的駕 駛員，應該十分清楚上述雜波、假回波以及雷達扇形陰影區(qū)生成的原因和并能 夠準確的識別這些干擾的回波和雷達陰影區(qū)域，并且結合謹慎安全的了望經(jīng)過 認真的分析，這樣才能準確的分析出雷達圖像所傳遞出給我們的信息。 關于雷達干擾雜波的識別，在雷達觀測中是很重要的。在多年的航海實踐 中筆者總結了一個比較有效的識別方法與航海者共享，在觀測雷達波的五次掃 描中，如果雷達回波有三次或三次以上比較穩(wěn)定的出現(xiàn)在合理的位置，就要十 分警惕，并結合望遠鏡或肉眼在相應的方位上認真了望，當在夜間可能是沒有 點燈的小船或是能見度不良水域或是風浪

27、較大雷達雜波較多時，應反復數(shù)觀測 三個五次雷達波判斷其回波是否繼續(xù)出現(xiàn)上次情形，用以確定是否為物標回波 或是雜波，如果有懷疑，應該假設其船舶的存在，采取相應的行動。 物標在雷達上的回波的大小和強弱受物標的質(zhì)料、高度、形狀和與本船的 相對位置的影響。鋼鐵制、凈空高、棱角分明并與本船航向相對垂直的船舶其 回波最為明顯。當船舶航行在東南亞不發(fā)達水域時（比如：菲律賓、越南、泰 國、印尼等） ，有許多木制的小蜘蛛漁船航行在其國家的沿海水域，一定要注意 這些航行在海上的小蜘蛛，許多情況下這些船有時就是將一顆樹中部挖空，其 左右固定平衡木而成的簡易小漁船，這些小漁船在雷達上的回波是很微弱的并 且經(jīng)常是斷斷續(xù)

28、續(xù)有回波，有時甚至跟本沒有回波，因為這些小漁船是木制并 且凈空高度很小，幾乎其干舷貼著海面航行。此時船舶航行時一定要保持謹慎 航行，正規(guī)了望，選擇合適的雷達顯示模式確保安全航行。 同時雷達物標掃描存在方位誤差，距離誤差，但是方位誤差更大，雷達測 出的距離比較準確，理解了這一點就明確了用交角的兩距離定位就比其兩方位 定位來得準確。還要明白因為方位和距離誤差的存在，有時兩個較近的物標在 雷達圖像上只有一個回波，所以一定要注意到這一點。有時船舶以為已經(jīng)讓過 一條船，結果在其后緊跟著一條船，如果這緊跟在其后的船舶采取與本船不協(xié) 調(diào)的避讓措施，而你在雷達上誤認為此回波為一條船根本沒有預計到與其會遇， 則

29、很可能因為雙方的不協(xié)調(diào)行動導致碰撞。 綜上，由于雷達的局限性，霧航中瞭望時不可完全依賴雷達，在開啟雷達 的同時還必須增設瞭頭以確保船舶的安全航行。 3.2 雷達在船舶霧航定位中的運用 霧中航行，值班駕駛員要認真做好航跡推算工作。為提高推算船位準確性， 非不得已時不宜頻繁改變航向、航程。盡可能利用一切可獲得的手段來定位和 導航，尤其要充分地使用雷達。目前雷達已成為霧航時不可缺少的助航設備， 而且隨著船用雷達技術性能的不斷提高，它必將發(fā)揮地越來越大的作用。 為了使浮筒、燈船和燈塔之類重要目標易被雷達發(fā)現(xiàn)，常在這類導航標志 上加設各種雷達航標，以增強其對雷達波的反射能力，從而增大雷達發(fā)現(xiàn)這些 航標的

30、距離。幾種常見的雷達航標有：雷達角反射器、雷達方位信標、和雷達 應答標（雷康） ，這些雷達航標使雷達定位更加的方便。 利用雷達測得的物標距離和方位，進行海圖作業(yè)，求得本船船位的過程， 稱為雷達定位。要使雷達定位準確，必須正確地識別和辨認物標回波，選擇合 適的定位物標，采用最佳的定位方法及正確的海圖作業(yè)。 3.2.1 回波識別和物標辨認 由于天線波束寬度會造成回波橫向肥大，脈沖寬度又會造成回波外緣擴張， 遮蔽效應可能使岸線回波形狀與海圖不相符，再加上經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)的各種假回 波和干擾雜波等原因，使得雷達圖像與實際海面狀況或海圖往往差別很大，因 此，在雷達定位前，必須認真識別物標和辨認回波。 在辨認

31、和觀測回波之前，首先要根據(jù)海圖等資料，仔細研究本船附近海面 或岸上各種物標的特點，如高度，地形、地貌、視角及傳播途徑狀況，并結合 本雷達性能、當時的氣象、海況等分析各種物標在屏上回波可能產(chǎn)生的各種變 形，然后提出特征明顯而不易混淆的物標（如孤立小島、岬角、燈塔等）作為 參考點，按其相對位置逐一加以辨認，并經(jīng)再三核實后予以確認。為快速、準 確辨認物標，還應當十分重視資料及經(jīng)驗的積累，做好記錄，為下次航行作參 考。 3.2.2 正確選擇定位物標 1.應盡量選擇圖像穩(wěn)定清晰、位置能與海圖精確對應的物標回波來定位， 如孤立小島、巖石、岬角、突堤、孤立燈標等。應避免選用平坦岸線和山坡及 附近有高大建筑物

32、的燈塔等物標，這類物標的回波往往會產(chǎn)生嚴重變形或位置 難以在海圖上確定。 2.應盡量選用近而便于確認的可靠物標，而不用遠而易搞錯的物標。 3.多物標定位時應選用三條位置線交角接近于 120 度的物標，或選用兩條 位置線交角盡可能接近 90 度的物標。除非只有一個可靠物標存在時，才不得已 采用單物標方位與距離定位。 3.2.3 雷達定位方法 雷達定位方法很多。有單物標定位和多物標定位之分及方位定位和距離定 位之分。 地般說來，由于雷達圖像存在角向肥大、羅經(jīng)引入的誤差及受外界影響等 原因，用測距定位較測方位定位為好。近距離物標定位優(yōu)于遠距離行標定位。 此外，雷達定位精度還與駕駛員測距、測方位的精度

33、和速度及選擇的位置交角 等有關。各種定位方法的精度高低的排序大致如下： 1.三物標距離定位； 2.兩物標距離加一物標方位定位； 3.兩物標距離定位； 4.兩物標方位加一物標距離定位； 5.單物標距離方位定位； 6.三物標方位定位； 7.兩物標方位定位。 值得指出的是，在條件許可的情況下應采用方位分羅經(jīng)目測方位，其精度 要比雷達測定的方位精度高。由于雷達的局限性，定位時也不能完全依賴雷達 設備。 3.3 雷達在船舶霧航避碰中的運用 幾個相關專業(yè)術語 相對運動線：在相對運動雷達屏上目標回波運動的軌跡及其延長線。最近 會遇點（cpa）：從熒光屏中心（即代表本船的掃描中心）向相對運動線作垂線 所得的垂

34、足。最近會遇點距離（dcpa）：從掃描中心到最近會遇點間的距離。 最近會遇時間（tcpa）：從開始關注目標回波的那一刻起到目標回波抵達最近 會遇點為止所需的時間。安全判據(jù)：根據(jù)能見度、交通密度、海況和本船操縱 性等情況而確定的能保證安全避讓的最小會遇距離（mindcpa）和最小會遇時間 （mintcpa） 。真運動（tm）：代表本船的掃描中心在屏上按本船航向和速度移 動。相對運動（rm）：代表本船的掃描中心在屏上（通常在屏心）不動，物標 回波相對于本船移動。真矢量（tv）：是一段線，線的始端代表本船或物標當 前的位置，線的方向代表物標真航向，線的長度代表在矢量時間內(nèi)物標行駛的 航程。相對矢量（

35、rv）：是物標相對于本船的運動矢量。線的始端代表物標的 當前位置，線的方向是物標相對于本船的航向，線的長度代表在矢量時間內(nèi)物 標的相對航程。可能碰撞點（ppc）：當目標船保速保向，本船與目標船有可能 發(fā)生碰撞的地點。預測危險區(qū)（pad）：要求兩船成功避碰，僅避開一個 ppc 是 不夠的，而要避開 ppc 周圍的一個可能發(fā)生碰撞的危險區(qū)域，該區(qū)域即 pad。 碰撞危險的量化標準：若最近會遇距離和時間同時小于安全判據(jù)，則說明有立 即碰撞危險；若僅僅是最近會遇距離或時間小于設定值，則說明兩船有一般碰 撞危險；若僅僅是最近會遇時間小于設定值，則說明兩船將很快相遇，但不存 在碰撞危險；若最近會遇距離和時

36、間同時大于或等于安全判距，則說明不存在 碰撞危險。一般在海上航行，mindcpa 不得小于 2 海里，港內(nèi)不得小于 05 海 里，mintcpa 不得小于 10 分鐘。 3.3.1 雷達顯示方式的最佳選擇 在船首向上相對運動模式下，雷達熒光屏上顯示的圖像與駕駛員眼中的景 象一模一樣，直觀而利于避碰。但當本船轉向或搖擺時，目標回波隨之反向轉 動或反向搖擺導致形成余輝，使圖像模糊，影響觀測。這對霧航是極其不利的。 北向上相對運動的優(yōu)點是：測出的電子方位是真方位，定位方便；本船改向時， 屏上船首標志線隨之轉動，而目標回波不隨之轉動，避免了余輝，保持了圖像 清晰，便于觀測，但是它致命的缺點是不直觀，尤

37、其當船向偏南時，更容易搞 反目標的左右舷，導致行動不協(xié)調(diào)，在霧航中極易構成緊迫危險。以上兩種顯 示方式各有缺點。能不能找出一種既兼顧了兩者優(yōu)點又克服了兩者缺點的顯示 方式呢？能。新航向向上相對運動顯示方式是霧航中避碰的最佳選擇！在本船 改向前（即直航時） ，代表本船的掃描中心在屏中心不動，目標回波作相對于本 船的運動，駕駛員觀察到的水面動態(tài)與屏上圖像一致，這相當于船首向上運動 的功能。當本船改向時，船首標志線隨之轉動（最終指向新航向值） ，而目標回 波不隨之轉動，整幅圖像不動，從而保持了圖像清晰，便于觀測，也便于定位。 這相當于北向上相對運動的功能。當改向完成后（即又要恢復直航時） ，按下 “

38、新航向向上（course up） ”鍵 1 整幅圖像（包含船首線）及由陀螺羅經(jīng)帶動 的可動方位圈一起轉動，直到船首線重新指向熒光屏正上方為止。這又恢復了 “船首向上相對運動”的功能。 值得注意的是：雖然船首向上相對運動顯示方式在霧航中也可使用，但 apar 不執(zhí)行試操船功能，即不能利用計算機求出避讓方案（新航向或新航速） 和恢復原航向的時機，因此，為確保 apar 的功能得到全面利用，建議在霧航 中優(yōu)先選用新航向向上相對運動顯示方式。 3.3.2 用普通雷達判斷碰撞危險的存在 1.用活動距標圈和電子方位線連續(xù)測量目標回波的距離和方位，若距離不 斷減小，方位卻幾乎不變，則說明存在碰撞危險。若方位

39、不斷增大，說明本船 正在橫越他船船首；若方位不斷減小，說明他船正在橫越我船船首。以上兩種 情況一般都不存在碰撞危險。但是在特殊情況下，即使方位有明顯的變化也可 能存在著碰撞危險，例如，當本船駛近一艘大船或駛近拖帶船隊時，或在近距 離駛近他船時，本船雖然不會與他船（隊）的雷達波反射點相碰，但可能會與 之首尾相碰。 2.進行人工標繪。根據(jù)設定的最小安全會遇距離，在雷達上調(diào)出活動距標 圈。在雷達熒光屏作圖器上，在三個以上的不同時刻，用標繪筆點出目標回波 的瞬間位置，連接以上各點得到目標的相對運動線，若該線在活動距標圈外， 說明無碰撞危險；若該線穿過活動距標圈，則有碰撞危險。人工標繪的前提是 他船保向

40、保速，否則無法進行。 3.3.3 用自動雷達（arpa）判斷碰撞危險 1.apar 的優(yōu)點 1） apar 具有預處理與自動檢測功能，可在噪聲干擾環(huán)境中較可靠識別目 標。系統(tǒng)利用計算機實現(xiàn)自動錄取、跟蹤和計算，并以矢量和圖形方式，高亮 度地顯示目標動態(tài)，應用于船舶避碰十分直觀、方便。 2） apar 能自動、連續(xù)提供必要的航行及避碰信息數(shù)據(jù)，并能連續(xù)、正確、 迅速地評估和預測航行態(tài)勢。對判斷為危險的目標，能自動報警和指示，并可 用試操船功能迅速求得安全航向航速。 3） apar 有多種功能，正確使用，有助于解析雷達信息，對確保航行安全， 減少碰撞事故和海上環(huán)境污染，加快船舶周轉，提高經(jīng)濟效益等

41、均具有重要意 義。 4） apar 工作自動化程度高，因而可減輕值班駕駛員的辛勞，有助于駕駛 員集中精力操船和避讓，確保航行安全，尤其在能見度不佳及惡劣氣候條件下 或多船交會的復雜局面時更顯其可貴的優(yōu)越性。 2.判斷方法 利用 tv 判斷：若本船與目標船的真矢量末端重迭，則存在立即碰撞危險， 否則不存在碰撞危險。 利用 rv 判斷：采用相對運動顯示方式，根據(jù) mindcpa 設定活動距標圈，若 目標的相對運動線（或相對矢量線）穿過該圈（包括穿過掃描中心） ，即有碰撞 危險。讀目標船的避碰參數(shù)：錄取目標 3 分鐘后，即 arpa 穩(wěn)定跟蹤后，用捕捉 符套住目標回波，按下“target”鍵，讀出

42、dcpa，tcpa，與自己心目中的安全 標準相對照，看有無碰撞危險。設置報警：錄取目標后輸入 mindcpa，mintcpa，若屏上出現(xiàn)紅色正三角符號并發(fā)出聲響，則說明本船與目 標船存在立即碰撞危險。設置警戒區(qū)（圈）：根據(jù)當時實際情況，用電子方位 線和活動距標圈定出你認為危險的水域范圍的界限，一旦目標闖入該區(qū)（圈） ， arpa 即發(fā)出自動報警屏上出現(xiàn)紅色倒三角符號并發(fā)出聲響。此時駕駛員 應警覺起來，密切關注目標船的動向。 用 ppc 判斷：采用圖示型顯示方式。在屏上若 ppc 小圓圈出現(xiàn)在本船船首 線上，則存在碰撞危險。 用 pad 判斷：采用圖示型顯示方式，在屏上若本船船首線與 pad 相

43、交，則 存在碰撞危險。 3.3.4 掌握船舶動態(tài)，準確把握轉向時機 霧航中，由于視距受到限制，單憑肉眼很難或根本無法判斷他船的動態(tài)。 駕駛員必須采取一切可以采取的措施來判斷他船的動態(tài)，判斷有無碰撞危險。 只有在明確了船舶動態(tài)和判斷出有無碰撞危險后，才可以確定是否可以采 取轉向避讓的措施。倘若對對方船的動態(tài)掌握不清，或有疑慮時，切忌盲目用 舵轉向避讓，關于這一點， 避碰規(guī)則第十九條第五款是這樣規(guī)定的:除已斷 定不存在碰撞危險外，每一船在聽到他船的霧號似在本船正橫以前，或者與正 橫以前的他船不能避免緊迫局面時，應將航速減到能維持航向的最小速度，必 要時應把船完全停住，而且無論如何應極其謹慎地駕駛，

44、直到碰撞危險過去為 止。 顯然，駕駛員對對方船的動態(tài)掌握不清，或有疑慮時，應迅速將航速減到 能維持航向的最小速度(一般萬噸級船為 2-4kn)，必要時甚至用倒車把船完全 停住，而不是盲目用舵進行大角度轉向，這在避讓中是十分重要的。 在明確了船舶動態(tài)后，可以通過對兩船的最小相遇時間及慣性滑行距離(滯 距)的估算，來確定轉向時機兩船的最小相遇時間由公式 t=s/(v1+v2)估算得出。 如本船與對方船的航速分別為 10kn 和 15kn，兩船相距 6nmile，根據(jù)上述公式 可以算出最小相遇時間 t 約為 14min。慣性滑行距離(滯距)，是由于船舶在操 舵后，并非立即能使航向發(fā)生改變，需在原航向

45、線 l 航行一小段距離一滯距后， 方能改變。如已知本船的一些參數(shù)如船長 l，船速 v，操舵時間 t，以及操縱性 指數(shù) t，可根據(jù)滯距公式 re=l t+vt/2 算出船舶的直航滯距。如某輪 船長 l=160m，船速 v=15kn，操縱性指數(shù) t=2.0，舵角由 0操至一舷滿舵需 125，代入以上滯距公式，算得 re=366m，這就意味著對如此距離內(nèi)的物標， 本船已無法用舵進行避讓?？傊{駛員應充分了解本船的操縱性能，及時作 出轉向避讓的決策 在能見度不良的情況下，一般認為對正橫、正橫前來船宜在相距 4-6n mile 的范圍內(nèi)采取行動;對正橫后來船宜在相距 3nmile 的范圍內(nèi)采取行動。

46、避碰規(guī)則第八條“避免碰撞的行動”中，還特別提到了避讓行動須“及早” 、 “大幅度”的。 “及早”使船舶有充分的時間避讓和對局面進行估計;“大幅度” 的行動，不但使避讓效果更明顯，也容易使對方覺察到:通過雷達標繪可以發(fā)現(xiàn)， 目標船改向時，其相對運動線的變化比真運動變化要小得多，也就是說，目標 船的小角度改向，在雷達屏幕上觀察到的相對運動線的變化就更小了。因此， 一般認為，所謂的“大幅度”行動，要求改向應在 30以上，減速須減至原來 的速度的一半以上“應避免對航問和(或)航速作一連串的小變動” 。 3.3.5 認真檢查避讓效果 在本船改向或（和）改速后，應繼續(xù)進行雷達觀測和標繪，以檢驗避讓是 否取

47、得預期效果。若來船回波沿著本船避讓后新的相對運動線移動，說明來船 保向保速，雙方可在預定的安全距離上駛過。如來船回波向外偏離新的相對運 動線，會遇距離增大，說明來船采取了與本船協(xié)調(diào)一致的行動，雙方可安全通 過。若來船回波向內(nèi)偏離新的相對運動線，向著熒光屏中心移動，說明來船采 取了與本船行動相抵觸的行動，應引起高度戒備，立即與來船取得聯(lián)系，重新 統(tǒng)一行動意圖，展開第二次避讓。安全駛過后還不夠，還必須做到“讓清” 。讓 清的標準是：當本船恢復原航向時，仍能與他船在安全的距離上駛過，不致造 成新的碰撞危險。 3.4 霧航中運用雷達避碰應注意的問題 1.船舶進入霧區(qū)航行之前，應盡快完成但不限于以下的各項準備工作： a.盡可能準確的測定船位，了解周