雷达标绘
雷达标绘
精心整理幻灯片1雷达标绘●雷达标绘与作图的用途●通过雷达标绘与作图，可以充分发挥雷达在避碰中的作用，确保船舶在能见度不良时的安全航行。
在避碰中雷达标绘与作图有如下作用：●能获得碰撞危险的早期警报；●能准确获得两船的最近会遇距离和会遇时间；●可精确求得来船的航向和航速；●可求出本船有效的避让措施；可判断来船的行动及双方避让行动是否有效。
幻灯片2碰撞案例分析幻灯片3碰撞案例分析●碰撞危险判断：SHAPE\*MERGEFORMAT幻灯片8舰操绘算图●使用舰操绘算图作相对运动图，具有标绘迅速、方便等优点。
图上印有等距离圈、方位圈、比例尺及对数比例尺等，可以直接使用。
幻灯片9一、求来船的运动要素（航向与航速）●作出本船航向线。
●根据两次观测得来的来船的方位和距离，在舰操绘算图上标出第一次的A点和第二次的C点，连接AC并延长。
如果两次观测的时间间隔为t，则相对运动速度，相对运动方向为矢量。
●●根据我船的航向和航速，过A点作我船航向的反航向线，截取（V0为我船的航速），连接BC，则矢量即为来船的航向和航速。
BC的长度为来船在时间间隔t内的航程，来船航速为。
将矢量平移至原点O，在方位圈上读取的度数即为来船的航向。
幻灯片10一、求来船的运动要素（航向与航速）●例题1：设本船真航向010°，航速12节，雷达观测来船回波资料如下：●1030真方位050°，距离8.′0海里●1040真方位049°，距离6.′5海里●求来船的航向和航速。
●解：（参见图9—3）●作出本船航向线。
●在舰操图上分别标出A点（050°，8.′0）和C点（049°，6.′5），连接A点和C点得相对运动线AC。
●过A点作本船航向的反航向线AB，AB等于我船在时间t（t=1min）内的航程，即海里。
●●连接BC，量得BC=1.4海里，则来船航速节；将BC平移至原点O，得来船航向为321°。
幻灯片11一、求来船的运动要素（航向与航速）幻灯片12二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA和TCPA）●由图9—2可知，是相对运动线，即●它是判断会遇最近距离及到达会遇最近的时间的重要依据。
雷达标绘课件
《雷达操作与模拟器》
（雷达标绘部分）
船政学院
《雷达操作与模拟器》 （雷达标绘部分）
船政学院
绪论： 一、《二小证》包括： 1、理论：1）雷达操作与模拟器 2）自动雷达标绘（ARPA） 2、实操：1）雷达模拟器训练 2）ARPA模拟器训练 二、课时安排： 理论课时总共为48ｈ，其中雷达操作24h、模拟器4ｈ、 ARPA 12ｈ、 标绘8ｈ。 实操训练课时总共为66ｈ，其中雷达操作与结构认识8h、雷达标绘 10h、雷达操作模拟器训练24，ARPA模拟器训练24ｈ。 理论与实操训练总共课时为114ｈ。 三、授课方式： 理论讲授以课堂讲授为主，附加例题说明。 实操训练以模拟器训练为主，结合真机训练和操作。 四、教学要求与考试： 教学大纲以交通部海事局关于《二小证》培训与教学大纲为指导，考 试为交通部海事局统一考试。
* 避让措施方法： 1）变向 2）变速 3）变向+变速
* 避让措施行动： 1）来船在某距离/某时间时本船改向或（和）变 速，使来船在2’最小安全距离，求应改向或（和） 变速多少。
2）某时本船改向或（和）变速，求新DCPA。 3）某时停车，求新DCPA
4）求最晚停车点。
例一、某时/某地，本船改向/变速 E点――某时点或某距离点。
一、海上相对运动原理 以本船为参照系，则有速度矢量 三角形关系：
Vr
§3、相对运动原理
A
VR＝V +(-Vｏ), AC＋AB＝BC
C
Vo B V
式中： VR：相对速度矢量 V：来船速度矢量 Vo：本船速度矢量
在实际计算中，只要知道其中四个参 量，便可以通过图解法求取另外两个未知 参量，并且通过矢量三角形的变化，可求 取任何其他两个未知参量，从而完成雷达 标绘的目的。 ∴ 作为船舶驾驶员，应能准确、迅速而 又熟练地掌握及运用这种原理来求取来船 与本船的相对关系，并求取来船运动要素。
雷达标绘的一些基本慨念
雷达观测和标绘应注意的问题
• 5、采用相对运动图解法对有危险的物标求
取包括转向、变速、或转向加变速的安全 避让措施及恢复原航向或航速的时机； • 6、 根据【1972年国际海上避碰规则】的 规定和要求，结合求得避让措施，对有碰 撞危险的物标船及时采取大幅度的避让行 动，并检验行动的有效性；
置，本船没有相对矢量线。绝对矢量线表 示目标或本船绝对运动的方向和位置。
真矢量判断相遇态势
相对矢量判断碰撞危险
矢量线在避碰中的使用
1、相对矢量（RV）模式的特点 • （1）本船无RV显示，同向同速船也无RV 显示； • （2）固定或运动目标显示RV； • （3）从本船到目标RV延长线的垂足为 CPA，目标航行到CPA的时间为TCPA。
海运输以来，随着经济的高速发展，船舶 越来越多，通航密度大，广大海员希望雷 达的应用能够大幅度地减少海损事故的发 生。但是，雷达应用以来，根据国际海事 组织的统计，所有发生海损事故包括搁浅、 碰撞事故百分之八十都是由于船员的责任 心差或安全意识差或操作不当或判断失误 而导致的。
使用雷达应了解和注意的事项
雷达观测和标绘应注意的问题
• 7、如与物标船仍存在碰撞危险，可继续根
据观测到的物标会遇格局，进一步采取避 让措施以确保安全让请和驶过物标船； • 8、通过连续的雷达观测与标绘及时发现有 碰撞危险的物标船，采取符合【避碰规则】 的规定又符合当时条件和情况的避让 行动， 以防止在对一船采取避让行动的同时又与 另一船形成紧迫局面的情况。
雷达观测和标绘应注意的问题
自动雷达标绘仪(ARPA)
1
②组合式
设备少、 价格低
精度高、 画面清晰 直观方便
2
按 显 示 目 标 动 态 方 式 不同分
①矢量型
②图示型 目 标 动 态 用 （ PAD 型 ） PAD显示 ①径向园 扫描 ②电视光 栅光标
3
按 扫 描 方式分
复习思考题：
1、普通船用雷达用于船舶避碰时有哪些局限性？
2、如何利用人工标绘求相遇船的碰撞参数？ 3、画出ARPA系统的简框并简要说明其工作概况。 4、ARPA有哪些输入输出信息？
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch1 绪论
2-1 各种传感信号的预处理
一、预处理的内容、必要性
1、必要性
5种传感器信号——模拟 → 数字 雷达回波处理：杂波抑制、检测判断等。 原始视频雷达信号的杂波处理及方位、距离信号 的量化处理； 陀螺罗经航向信号和计程仪航速信号的量化处理。
2、内容
《航海雷达与ARPA〉第二篇
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
SHM
VR
B 两船保速保向时预计的视运动
A(目标）
V0
D
VT
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
人工标绘进行避碰的步骤
1、选择要进行标绘的相遇船回波（A）
2、监视该目标回波的移动
3、隔一定时间间隔（6min）标出B点
360 0
0.088 0 212
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch2 ARPA基本原理
如采用专用同步机加A/D转换器
模拟信号输入
数字信号输出
雷达标绘练习题
《雷达标绘》练习题本内容适用船舶驾驶人员参加二小证培训之用，内容包括：真运动作图、相对运动单次避让作图、相对运动多目标避让作图、相对运动多次避让作图四部分。
作图精度要求：航向方位误差在±3°之内速度误差在±1节之内距离误差在±0.′3之内时间误差在±3m之内一、真运动作图1、本船雾航，航向120°，航速15节，雷达测得回波数据如下：时间真方位距离1154 220° 10′1200 219° 8′.81206 217° 7′.9试作真运动图，求:(1)来船的航向和航速。
(2)10分钟后，来船的距离和方位。
2、本船雾航，航向350°，航速20节，雷达测得回波数据如下：时间真方位距离0610 275° 8′0616 271.5° 6′.80622 268° 5′.7试作真运动图，求:（1）来船的航向和航速。
（2）本船0622右转30°，求来船0628的方位、距离。
3、本船雾航，航向210°，航速15节，雷达测得回波数据如下：时间真方位距离0800 270° 7′0806 271° 6′.20812 272° 5′.4试作真运动图，求:（1）来船的航向和航速。
（2）0818本船减速到5节（不计冲程），求0828来船的方位、距离4、本船雾航，航向010°，航速20节，雷达测得回波数据如下：时间真方位距离0610 060° 9′0616 060° 8′0622 060° 7′试作真运动图，求:（1）来船的航向和航速。
（2）本船0625右转40°，并测得来船真方位060°，距离6′，0631测得来船真方位5、本船雾航，航向030°，航速15节，雷达测得回波数据如下：时间真方位距离0800 300° 7′0806 301° 6′.20812 302° 5′.4试作真运动图，求:（1）来船的航向和航速。
第六章自动雷达标绘仪ARPA1
第一节 基本组成部分及作用
b.跟踪窗尺寸： 确定大小必须考虑许多因素如设备误差、目标机动范围与速 率、天线扫描周期等。波门大，不易丢失目标，但易误跟踪； 小，不易跟踪上，易丢失目标。小窗径向窗深R=量程8.5； 窗宽=10个方位量化单元。一般大、中、小三个，自动调 节。开始大波门，逐渐变小，稳定时最小波门，目标回波约 占跟踪窗（波门）面积的75。
第一节 基本组成部分及作用
10.ARPA系统分类 A. 组合方式分： a. 分立式；b. 组合式 B.显示目标动态方式分 a. 矢量型；b. 图示型（PAD）
天线 收发机 ARPA 显示器 天线 收发机
显示器
雷达/ARPA 综合显示器
分立式 ARPA Fig. ARPA 结构
组合式 ARPA
a.原理：预测加修正。天线边扫描边跟踪， a）航迹外推：对目标未来位置预测；在预测位置建立一个检测 范围（目标录取、捕捉）──跟踪窗（波门）， b）航迹相关：对新点迹和已有航迹之间归属关系的判别，以预 测位置为中心，设置一个跟踪窗（波门）“相关 范
围”“相关波门”，实测与预测位置差小于跟踪
窗尺 寸（实测目标在跟踪窗内），航迹相关，判定为
第一节 基本组成部分及作用
※像素：整幅图像的量化单元。如3 n mile量程，距离量化为 300单元，像素数（量化单元）=4096×300=1228800。 每个像素在计算机中有一个存储单元与之对应，存储 单元中存“1”“0”表示像素有无信号，按扫描次序排 列。 像素的尺寸表示图像的分辨力。量化单元越小则分辨 力越高，计算的目标航迹与实际情况越逼近，跟踪可 靠性愈高。 2.接口电路：将所有输入的模拟信号变换成数字信号 a.陀螺罗经信号数字化： 同步机──A/D模块；步进机──I/O接口。 b.计程仪信号数字化： 脉冲式和触点式──国际标准200 p/1n mile。
雷达标绘
幻灯片1雷达标绘●雷达标绘与作图的用途●通过雷达标绘与作图，可以充分发挥雷达在避碰中的作用，确保船舶在能见度不良时的安全航行。
在避碰中雷达标绘与作图有如下作用：●能获得碰撞危险的早期警报；●能准确获得两船的最近会遇距离和会遇时间；●可精确求得来船的航向和航速；●可求出本船有效的避让措施；可判断来船的行动及双方避让行动是否有效。
幻灯片2碰撞案例分析幻灯片3碰撞案例分析●碰撞危险判断：幻灯片8舰操绘算图●使用舰操绘算图作相对运动图，具有标绘迅速、方便等优点。
图上印有等距离圈、方位圈、比例尺及对数比例尺等，可以直接使用。
幻灯片9一、求来船的运动要素（航向与航速）●作出本船航向线。
●根据两次观测得来的来船的方位和距离，在舰操绘算图上标出第一次的A点和第二次的C点，连接AC并延长。
如果两次观测的时间间隔为t，则相对运动速度，相对运动方向为矢量。
●根据我船的航向和航速，过A点作我船航向的反航向线，截取（V0为我船的航速），连接BC，则矢量即为来船的航向和航速。
BC的长度为来船在时间间隔t内的航程，来船航速为。
将矢量平移至原点O，在方位圈上读取的度数即为来船的航向。
幻灯片10一、求来船的运动要素（航向与航速）●例题1：设本船真航向010°，航速12节，雷达观测来船回波资料如下：●1030真方位050°，距离8.′0海里●1040真方位049°，距离6.′5海里●求来船的航向和航速。
●解：（参见图9—3）●作出本船航向线。
●在舰操图上分别标出A点（050°，8.′0）和C点（049°，6.′5），连接A点和C点得相对运动线AC。
●过A点作本船航向的反航向线AB，AB等于我船在时间t（t=1min）内的航程，即海里。
●连接BC，量得BC=1.4海里，则来船航速节；将BC平移至原点O，得来船航向为321°。
幻灯片11一、求来船的运动要素（航向与航速）幻灯片12二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA和TCPA）●由图9—2可知，是相对运动线，即●它是判断会遇最近距离及到达会遇最近的时间的重要依据。
雷达标绘课件教学案例
缺点： 不够直观。当相对运动概念不清时，容
易发生错误。
3、注意的问题
（1）用来进行标绘的回波资料应连续观测， 即至少应观测3次以上
（2）若标绘所得三船位点不在一直线上， 如果时间允许，可再观测一次。
（3）回波相对运动的方向总是自始点A点沿 相对运动线AC方向推进，判断时应注意矢 量AC的方向。
三、雷达真运动作图和相对运动作图的优缺点
1、真运动作图 优点： 1）两方运动态势直观，明确、真实感强
2）能具体、确切地反映出船舶周围的环 境，有助于采取正确的避让行动 3）适用于船舶碰撞之后进行海事分析而 绘制的“事故经过图”
缺点：作图费时，一般不常用
2、相对运动作图
优点： 1) 把双方运动简化成单方运动 2) 作图较简单，求解较快
3、本图不适用于互见中。
4、292.5°舷角的转向不变线应特别注意。
三、避让幅横前：4´— 6´
正横后：3´
2、安全距离：
在能见度不良时：2’为安全距离（针 对于中低速船）
3、措施幅度： 变向：在30°以上， 变速：在变化（减至）原来的1/2以上。
1）对于相对方位于正横前的来船， a）本船减速
– 右前来船，新相对运动线右转 – 左前来船，新相对运动线左转 b） 本船加速，相反
2）对于相对方位于正横后的来船，相反
二、雷达避让操纵图
说明：
1、正横前宜在4’— 6’行动，正横后在3’行动
2、相对方位在210°起顺时针至067.5°范围内 的来船，本船应右转，210°起逆时针至 069.5°，范围内的来船，本船应左转。
§2、使用雷达协助避碰应注意的事项
一、注意事项： 1、雷达的自身特性 —— 效果和局限性 因此不能盲目、片面的依赖雷达 2、雷达观测不能完成代替人眼的视觉观察 ——《避
雷达标绘
幻灯片 1雷达标绘●雷达标绘与作图的用途●通过雷达标绘与作图，可以充分发挥雷达在避碰中的作用，确保船舶在能见度不良时的安全航行。
在避碰中雷达标绘与作图有如下作用：●能获得碰撞危险的早期警报；●能准确获得两船的最近会遇距离和会遇时间；●可精确求得来船的航向和航速；●可求出本船有效的避让措施；可判断来船的行动及双方避让行动是否有效。
幻灯片2碰撞案例分析幻灯片3碰撞案例分析●碰撞危险判断：SHAPE \*MERGEFORMAT幻灯片8舰操绘算图●使用舰操绘算图作相对运动图，具有标绘迅速、方便等优点。
图上印有等距离圈、方位圈、比例尺及对数比例尺等，可以直接使用。
幻灯片9一、求来船的运动要素（航向与航速）●作出本船航向线。
●根据两次观测得来的来船的方位和距离，在舰操绘算图上标出第一次的A点和第二次的C点，连接AC并延长。
如果两次观测的时间间隔为t，则相对运动速度，相对运动方向为矢量。
●●根据我船的航向和航速，过A点作我船航向的反航向线，截取（V0为我船的航速），连接BC，则矢量即为来船的航向和航速。
BC的长度为来船在时间间隔t内的航程，来船航速为。
将矢量平移至原点O，在方位圈上读取的度数即为来船的航向。
幻灯片10一、求来船的运动要素（航向与航速）●例题1：设本船真航向010°，航速12节，雷达观测来船回波资料如下：●1030真方位050°，距离8.′0海里●1040真方位049°，距离6.′5海里●求来船的航向和航速。
●解：（参见图9—3）●作出本船航向线。
●在舰操图上分别标出A点（050°，8.′0）和C点（049°，6.′5），连接A点和C点得相对运动线AC。
●过A点作本船航向的反航向线AB，AB等于我船在时间t（t=1min）内的航程，即海里。
●●连接BC，量得BC=海里，则来船航速节；将BC平移至原点O，得来船航向为321°。
幻灯片11一、求来船的运动要素（航向与航速）幻灯片12二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA和TCPA）●由图9—2可知，是相对运动线，即●它是判断会遇最近距离及到达会遇最近的时间的重要依据。
9 雷达标绘解析
假设来船保持航向航速不变，本船计划在来船距离本船
5海里时向右转向40°避让，求避让后他船的DCPA与 TCPA。
相对运动作图
作图步骤：
1）在坐标原点定出本船的位置点O并在方位000°
标出本船船首线（也可采用北向上作图方法）； 2）选择长度比例尺，并根据所观测到的来船相对 方位和距离，标出来船的相对位置点A1、A2和A3； 3）连接A1、A2和A3点并延长之得相对运动线A1Y， A1A3为相对运动矢量； 4）过A1点（使A1为终点）画出本船运动矢量MA1， 使其方向为000°，根据本船航速和观测时间差确 定矢量长度为2.0n mile； 5）根据矢量合成法则，连接M点和A3点，则矢量 MA3即为来船的速度矢量；
一般定义
运动矢量
在雷达标绘中通常用运动矢量来表示船舶运动
状态。因为雷达标绘（或船舶避碰）关心的通 常是船舶在平面内的运动； 运动矢量包含航向、航速两个标量。
一般定义
运动矢 量
a
A1
Vr Vo
A3 b
Vt
M
一般定义
运动矢量
矢量用黑体小写字母表示，如矢量a、b或Vt
（他船的真运动矢量）、Vr（他船的相对运动 矢量、Vo（本船的真运动矢量）。 或用有向线段端点字母的粗斜体表示，如MA1 （通常用来表示我船的运动矢量）、MA3（通 常用来表示他船的运动矢量）、A1A3（通常用 来表示他船的相对运动矢量），此时端点字母 的顺序表示矢量的方向。
0.6
1
2
3
5 6
10
20
30 40
60
100
0 2 4 Speed in Knots
6
第1章 雷达标绘基础知识汇总
船或目标对本船的相对运动。 ⅱ、动点（他船）对于动坐标（本船）的运动称为
相对运动。
第二节 船舶的真运动与相对运动
❖ 举例
①静止目标
ⅰ、运动方向 与本船航向相反。
ⅱ、速度
与本船船速相同。
②对驶的船舶
ⅰ、运动方向 与本船航向相反。
ⅱ、速度
第三节 运动模式的选择
② 特点 ⅰ、扫描中心在荧光屏上不动；船首线代表本船船
首方向；其他物标在荧光屏上对本船作相对运动。 ⅱ、固定刻读圈的“0 °” 代表真北方向，固定刻读
圈读取的方位为真方位。 ⅲ、本船转向时，船首线转动，物标回波保持稳定。
第三节 运动模式的选择
3、航向向上图象稳定相对运动模式 ①应用
首方向；其他物标在荧光屏上对本船作相对运动。 ⅱ、固定刻读圈的“0 °” 代表船首方向，读取的方
位为相对方位。 ⅲ、本船转向时，船首线指向固定刻度圈的“0 °” ，
周围物标以本船为中心向与本船转向的相反方向作 圆周运动。
第三节 运动模式的选择
2、北向上图象稳定相对运动模式 ①应用
值班驾驶员在雷达观测和船舶定位时经常使用。 （荧光屏上图象分布情况，同海图标识相对应。）
MANOEUVRES
SPEED ALTERATION
第四节 雷达标绘纸
二、雷达标绘纸使用与注意事项 要注意雷达观测的模式，是北向上还是航向向
上！
他船与本船反向
•O
第二节 船舶的真运动与相对运动
❖ 相对运动模式，求取他船的航向和航速
①根据力学中的相对运动原理可有公式
Vr + V。= Vt
其中：
Vr ：相对速度
雷达标绘课程介绍
雷达标绘判断碰撞危险、求取来船运动要素和安全避
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
让措施； 在开阔海域根据国际海上避碰规则进行避让练习； 受限水域航行； 紧迫局面情况下根据国际海上避碰规则进行紧急避让 练习。 人工标绘课重要性 雷达标绘的意义不仅仅在于标绘本身，而且在于它涉 及船舶几何避碰原理的基础，对于定量的研究和把握 避碰问题具有重要作用。
培训的基本内容
来船运动要素与本船避让后的避让效果分析
本船变向后来船相对运动线的变化规律； 本船变速后来船相对运动线的变化规律； 本船采取行动后来船DCPA和TCPA变化规律。
转向方向的选择和雷达转向避碰操纵示意图 多船避让中重点船的选择
转向不变线的概念及其应用
训练内容
熟悉本船雷达的性能及其操作；
参加海事局评估考试 参加上机评估 评估前完成作业
做在雷达运动图上，并标明题号。
课程要求
上机时候带好作图工具
雷达运动图每人4张； 铅笔； 橡皮； 三角板； 分规。
培训的基本内容
图解法判断是否存在碰撞危险：
标绘工具的使用； 相对运动矢量三角形； 求取来船的运动要素（重点是相对运动作图）： 航向、航速、DCPA和TCPA； 求取安全避让措施（变向、变速或综合）； 本船避让后回航的时机。
人工雷达标绘
船艺教研室
人工雷达标绘
概念理解——通过观察、测定目标回波点的距
离和方位，并在雷达作图器或专用标绘纸上进 行标绘、作图、计算以求得碰撞参数的过程。 标绘目的——求取目标船与本船之间的碰撞参 数（DCPA，TCPA），目标船航向、航速， 判断会遇态势，采取行动，最终避免碰撞。
课程要求
雷达标绘
A2
A1
TB3
TC
D3
TB2 TB1
D2 D1 B
O
41
例题
2、某轮真航向040，航速10节，雷达测得来船 的真方位和距离如下：
时间 0800 0806 0812
真方位 050° 046° 040°
距离 8.0nm 6.5nm 5.0nm
求：1）来船的DCPA 、TCPA。 2）来船的航向、航速。 3）来船接近到3海里时的时间、方位。 4）来船过本船船首的时间、方位和距离。
2、北向上图象稳定相对运动模式
1） 应用
值班驾驶员在雷达观测和船舶定位时 经常使用。 （荧光屏上图象分布情况，同海图标识相 对应。）
12
雷达显示模式的选择
2） 特点 i）扫描中心在荧光屏上不动；船首线代表本船船 首方向；其他物标在荧光屏上对本船作相对运动。 ii）固定刻读圈的“0 °” 代表真北方向，固定刻 读圈读取的方位为真方位。 iii）本船转向时，船首线转动，物标回波保持稳定。
55
DCPA确定，求新航速
过船首位 置点
DCPA
H
P
O
A1
A2 A3 A4
A’1 B
航速降 为6kn
56
例题
7、某轮真航向010，航速12节，雷达测得来船 的真方位和距离如下：
时间 0800 0806 0812
真方位 050° 050° 050°
距离 10.0nm 8.5nm 7.0nm
如本船在0818时改变航速，使来船2.5海里通过。 求：1）来船的航向、航速。
13
雷达相对运动显示模式 3、航向向上图象稳定相对运动模式
1） 应用 值班驾驶员在避让、雷达观测和船舶定
自动雷达标绘仪(ARPA)
种传感信号的预处理
一、预处理的内容、必要性
1、必要性
5种传感器信号——模拟 → 数字 雷达回波处理：杂波抑制、检测判断等。
2、内容
原始视频雷达信号的杂波处理及方位、距离信号 的量化处理；
陀螺罗经航向信号和计程仪航速信号的量化处理。
《航海雷达与ARPA〉第二篇
◆ 反之？
◆ 试比较 M/N=6/8 和 M/N=2/3 对应ARPA的 检测性能。
《航海雷达与ARPA〉第二篇
二、目标录取的方法及特点
Ch2 ARPA基本原理
目标录取概念：
①含义——跟踪目标的选择及其跟踪的开始； ②任务：把所要跟踪目标的初始位置距离、方位数据，
告知跟踪器（计算机）； ③目录录取方式：
② 航行参数：
◆目标船相对速度（REL SPD）、相对航向（ REL CRS）、真速度（TRUE SPD）和真航向（TRUE CRS） 5、CPA TCPA安全界限值（ MINCPA 、 MINTCPA ） ① MINCPA（CPA安全界限值） 允许目标安全通过本船所需要求的最小会遇距 ② MINTCPA（TCPA的安全界限值） 允许目标到达CPA点的最小时间
8、判断碰撞危险
CPA>MINCPA 当
TCPA>MINTCPA
则判断为安全船，无碰撞危险
CPA<=MINCPA 当
TCPA>MINTCPA
危险船但尚不紧迫，本船应考虑避让措施
CPA<=MINCPA 当
0 <TCPA <= MINTCPA
非常危险船，本船应立即采取避让措施
6、采取避让措施
SHM
O2
4）跟踪器：
对已被录取的目标进行自动跟踪并建立目标的 运动轨迹 5）电子计算机：
9 雷达标绘解读
Vt = Vr + Vo
Vt是他船的真运动矢量； Vr是他船的相对运动矢量，即他船相对于本船的运 动矢量； Vo是本船的真运动矢量，也是他船的牵连运动矢量。
一般定义
矢量关系
Vt = Vr + Vo Vr = Vt + (-Vo ) Vo = Vt + (-Vr )
相对运动
HL
T1
× A1
T2 qA
×A 2
TCPA DCPA
Y
O
一般定义
运动要素
船舶的航向、航速是反映船舶运动状态的参数。 DCPA是衡量两船是否会导致碰撞的标准。 TCPA是判断两船潜在碰撞危险程度大小的依
据，雷达标绘中通常是一个时刻，而在ARPA 中TCPA动态显示倒计时，两者本质上相同。
基本要求
来船运动要素与本船避让效果分析：
来船变向后来船相对运动线的变化规律； 本船变速后来船相对运动线的变化规律； 本船采取行动后来船DCPA和TCPA变化规律。
转向方向和雷达避碰转向操纵示意图 多船避让重点船的选择 转向不变线及其应用
训练内容
熟悉雷达本船的性能及其操作 雷达标绘判断碰撞危险、求取来船运动要 素和安全避让措施 在开阔海域根据国际海上避碰规则进行避 让练习 受限水域航行 紧迫局面情况下根据国际海上避碰规则进 行紧急避让练习。
一般定义
运动矢量
在雷达标绘中通常用运动矢量来表示船舶运动
状态。因为雷达标绘（或船舶避碰）关心的通 常是船舶在平面内的运动； 运动矢量包含航向、航速两个标量。
一般定义
运动矢 量
第5章 雷达标绘与国际海上避碰规则
第五章 雷达标绘 与国际海上避碰规则
第一节 雷达标绘与正规瞭望（第5条） 第二节 雷达标绘与安全航速（第6条；19条） 第三节 雷达标绘与碰撞危险（第7条） 第四节 雷达标绘与避让行动（第8条；19条） 第五节 雷达标绘与能见度不良（第19条，第三款） 第六节 运用雷达协助避碰
❖转向避让行动
《1972年国际海上避碰规则》第19条“船舶在能 见度不良时的行动规则”第4款规定：
除已断定不存在碰撞危险外，每一船舶当 听到他船的雾号显示在本船正横以前，或者与正 横以前的他船不能避免紧迫局面时，应将航速减 到能维持其航向的最小速度。必要时，应把船完 全停住，而且，无论如何，应极其谨慎地驾驶， 直到碰撞危险过去为止。
参照《1972年国际海上避碰规则》相关条款 见教材（152~157）页
结束语 ❖ 希望同学们努力学习，祝愿同学们取得良好的学
习成绩。
❖ 介绍笔试参考答案
❖ 自做雷达避碰习题
见教材（162~168）页
雷达标绘要解决的问题及步骤
1.观测 时间间隔为3分钟，至少3个点，要求尽量准确，当多物
标观测时，同一时刻观测所有物标的方位距离，尽量缩短时 间，减少误差。
2.凭雷达测到他船时，应判定是否正在形成 紧迫局面和（或）存在碰撞危险。若是如此，应及 早地采取避让行动，这种行动如若包括转向，则应 尽可能避免如下各点：
1）除对被追越船外，对正横前的船舶采取向左转向；
2）对正横或正横后的船舶采取朝着它转向。
❖ 减速避让行动
雷达标绘全
8、雾行，某轮真航向010，航速12节，雷达测得来船 的真方位和距离如下：
时间 0800 0806 0812
真方位 050° 050° 050°
距离 10.0nm 8.5nm 7.0nm
如在距本船5海里时右转，使他船2.5海里通过。 求：1）来船的航向、航速。
2）转向后本船的新航向 。 3）何时恢复航向。
3. 你船转向后，与B船有无碰撞危险？与B船的最近距离是多少？TCPA为 多少？你船恢复原航向时，B船的方位距离是多少？（5分）
4. 若你船欲使A船以最大会遇距离从本船尾部通过，则你船在0015时应
改驶什么新航向？A船过船尾的时间和距离为多少？（3分）
18
双物标标绘
M’
P
M
O
B
00102065 B1324
13
停车点 停住点
0800
A1
0806
A2
0812
A3
A4
B
N
E
M
C
1.5海里
O
12分钟内来
船的航程
求停车时间
14
双物标的标绘
前言 当在雷达上发现同时出现两个物标时，
可同时对两个物标进行标绘，求出它们的运 动要素和与本船的关系。如两船均存在碰撞 危险，可判断出最危险物标，以便采取避让 行动。同时还可以检验当对一船采取行动后， 是否会与另一船构成碰撞危险。
2、为使他船在安全距离驶过，应何时停车。 已知DCPA求时间
10
例题
10、本船真航向000，航速12节，雷达测得B船的真方 位和距离如下：
时间 0800 0806 0812
真方位 050° 050° 050°
距离 11.0nm 9.5nm 8.0nm
雷达标绘PPT课件
• 3）平移线交AB于A”，则B A”即为本船保向 新速度――保向仅变速
• 4）平移线上A’与A”之间的任意一点，A’”， 则BA’”即为本第船25页变/共速46页变向的措施
P'
P
O
C E
A A'
A'' A'''
B
经标绘: RC=234° Vr=20.5 kn DCPA＝1n mile
第26页/共46页
TCPA=0131
§6、雷达相对运动作图
• 一、作图原理
• 1、原理：
•
本船固定于一点，为参照系，则来船相对位置标绘在雷达运动纸上。
• 2、关键：
•
本船相对静止，本船速度反向叠加在来船上。
第19页/共46页
二、作图方法： • 1、方法口诀：自始返航向终连。 • 2、目的：求取标绘6个目的。 • （1）求相对运动线：判断是否存在碰撞危险 • * AC的延长线即为相对运动线，其会进入本船的
变速，使来船在2’最小安全距离，求应改向或 （和）变速多少。
• 2）某时本船改向或（和）变速，求新DCPA。
• 3）某时停车，求新DCPA
• 4）求最晚停车点。 第24页/共46页
• 例一、某时/某地，本船改向/变速
•
E点――某时点或某距离点。
• 1）过E点作2´距离圈切线，反向平移过C点。
• 2）以B点为圆心，以BA为半径作弧，交平移线 为A’，则BA即为本船保速新航向――保速仅改 向
• （5）避让效果的检验：
•
在避让后，应继续连续观测，并将之与新相对运动线进行DCPA比较，说明：
• 1）来船保速保向——如图 a
• 2）来船采取一致行动（协调行动）—如图 b
雷达标绘中考虑施舵过程的dcpa计算
雷达标绘中考虑施舵过程的dcpa计
算
DCPA计算，即“抵消弧线乘积间距（Cross Track Error= ”CTE”）的计算
方法”，是一种测量雷达标绘中航船从当前位置到给定航点所需距离。
在此过程中，考虑施舵作为一个重要因素。
施舵是指在执行船舶航行计划时，定期将船首从当前方位转向到面向内海的指
定方位，以此改变船所达到的航点。
这可以称为施舵过程。
而DCPA计算可以确定
船舶在接近指定位置时的距离（Distance to Closest Point of Approach）。
在进行DCPA计算，考虑施舵过程时，务必要确定施舵过程所需的“最大距离”。
这表明施舵不应超出这一范围，否则可能会对船舶安全造成影响。
而“最大可施舵距离”，即跨越这一距离，到达给定的位置的可能性最大。
此外，在考虑施舵过程时，还需确定施舵过程中船舶的最后或最快速度，以便更准确地准确地掌握船舶所达到的位置。
因此，以上几点是在考虑施舵过程时，DCPA计算时必须考虑的要点。
它们不
仅影响DCPA计算的可行性，也有助于更准确地预测船舶走得距离以及求取最终结果。
正确理解上述观点，是在雷达标绘中正确鉴定CTE的关键所在，也是船舶安全最重要的因素之一。
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幻灯片1雷达标绘●雷达标绘与作图的用途●通过雷达标绘与作图，可以充分发挥雷达在避碰中的作用，确保船舶在能见度不良时的安全航行。
在避碰中雷达标绘与作图有如下作用：●能获得碰撞危险的早期警报；●能准确获得两船的最近会遇距离和会遇时间；●可精确求得来船的航向和航速；●可求出本船有效的避让措施；可判断来船的行动及双方避让行动是否有效。
幻灯片2碰撞案例分析幻灯片3碰撞案例分析●碰撞危险判断：幻灯片8舰操绘算图●使用舰操绘算图作相对运动图，具有标绘迅速、方便等优点。
图上印有等距离圈、方位圈、比例尺及对数比例尺等，可以直接使用。
幻灯片9一、求来船的运动要素（航向与航速）●作出本船航向线。
●根据两次观测得来的来船的方位和距离，在舰操绘算图上标出第一次的A点和第二次的C点，连接AC并延长。
如果两次观测的时间间隔为t，则相对运动速度，相对运动方向为矢量。
●根据我船的航向和航速，过A点作我船航向的反航向线，截取（V0为我船的航速），连接BC，则矢量即为来船的航向和航速。
BC的长度为来船在时间间隔t内的航程，来船航速为。
将矢量平移至原点O，在方位圈上读取的度数即为来船的航向。
幻灯片10一、求来船的运动要素（航向与航速）●例题1：设本船真航向010°，航速12节，雷达观测来船回波资料如下：●1030真方位050°，距离8.′0海里●1040真方位049°，距离6.′5海里●求来船的航向和航速。
●解：（参见图9—3）●作出本船航向线。
●在舰操图上分别标出A点（050°，8.′0）和C点（049°，6.′5），连接A点和C点得相对运动线AC。
●过A点作本船航向的反航向线AB，AB等于我船在时间t（t=1min）内的航程，即海里。
●连接BC，量得BC=1.4海里，则来船航速节；将BC平移至原点O，得来船航向为321°。
幻灯片11一、求来船的运动要素（航向与航速）幻灯片12二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA和TCPA）●由图9—2可知，是相对运动线，即●它是判断会遇最近距离及到达会遇最近的时间的重要依据。
如果相对运动线的延长线通过雷达荧光屏中心O点，说明会遇最近距离为零，存在碰撞危险；如果不通过雷达荧光屏中心O点，则可以通过该线求出两船会遇的最近距离，我们称之为最近会遇距离，用DCPA表示。
若DCPA小于1海里，我们也应认为存在碰撞危险。
将两船到达最近会遇距离的时间称为最近会遇时间，用TCPA表示。
=AC+BCABAC幻灯片13二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA 和TCPA ） ●1、过原点O 作AC 延长线的垂线，垂足为D ，则OD 即为与来船会遇的最近距离DCPA 。
●如果垂足在本船正横前，表明他船将在我船前方通过 ●如果垂足在本船正横后，则表明他船将从我船尾后通过。
●2、以 的长度为一个度量单位，在相对运动线由A 点量到D 点，则：● 或● 式中：TA 和TC 分别为A 点和C 点的时间。
ACA T t AC AD TCPA +⨯=C T t AC cD TCPA +⨯=幻灯片14二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA 和TCPA ） ●例题2：我船真航向340°，航速12节，从雷达荧光屏上测得来船回波数据如下： ●1035右舷28.5°，距离12海里 ●1041右舷28°，距离10.5海里 ●1047右舷27°，距离9海里 ●求来船的航向和航速。
●求与我船会遇的最近距离DCPA 和最近会遇时间TCPA 。
●解：（参阅图9—4） ●1、标出A 点（28°.5，12′）和C 点（27°，9′）； ●2、过A 点作我船的反航向线AB ， 。
● 3、连接BC ，量得BC=1.6海里，则来船的航速为：● 4、将BC 平移至中心O 点，在方位圈上读得BC 的方向为246°●5、连接AC 并延长，过原点O 作AC 延长线的垂线，垂足为D ，则OD 即为来船与我船会遇的最近距离，量得DCPA=0′.9。
● 6、最近会遇时间：海里4.2126012=⨯=AB节0.860126.1=⨯=t V幻灯片15二、求最近会遇距离与会遇时间（DCPA 和TCPA ）1123103512312=+⨯=+⨯=A T t AC AD TCPA幻灯片16三、求本船的避让措施 ●1、假如当来船回波在H 点时，本船采取避让措施。
过H 点作2海里距离圈的切线TT ′，此线为新设定的相对运动线。
●2、过C 点作TT ′平行线，该平行线与我船的速度矢量BA 交于E 点，则BE 即为本船航向不变时应采取的新航速。
●3、如我船保持航速不变，采取转向的措施避让来船的作图方法是：以B 点为圆心以BA 为半径向右画弧与相对运动线的平行线交于G 点，则矢量BG 的方向即为我船的新航向，角ABG 即为我船转向的角度。
●4、本船用改向结合变速的方法避让来船时，只需在线段EG 上任取一点F ，连接BF ，则矢量BF 即为我船的新航向和新航速。
幻灯片17三、求本船的避让措施幻灯片18三、求本船的避让措施●例题3：我船航向150°航速12节。
●1440时来船回波在右舷30°，距离9.5海里。
●1446时来船回波在右舷30°，距离8.0海里。
●1452时来船回波在右舷30°，距离7.0海里。
●如我船在1458时以2海里安全距离会让，求应改变的航向和航速。
●解：如图9—5所示：●1、标出A点（右舷30°，9′.5）和C点（右舷30°，7′.0），反航AB，AB等于我船12分钟的航程，即2.4海里。
得三角形ABC。
●2、延长AC，在AC延长线上标出H点（右舷30°，5′.0），过H点作2海里距离圈的切线TT′。
●3、过C点作TT′的平行线，该平行线与BA相交于E点，则BE即为我船在12分钟内的航程，换算成航速为：●4、以B点为圆心，以BA为半径画弧。
与TT′的平行线相交于G点，连接BG，则BG的方向即为我船的新航向，从图上量得我船新航向为006°。
幻灯片19四、核查避让效果●我船采取避让措施后，应继续观测来船方位和距离的变化，以便判定我船的避让行动是否有效，或者来船的航向、航速是否有变化，具体作法见下例：●例题4：我船真航向010°航速12节，雷达观测资料如下：●1030时来船真方位050°距离8.0海里。
●1040时来船真方位049°距离6.5海里。
●求：（1）10分钟后我船采取右转的避让措施，使来船在我船2海里外通过，问应转向多少度？●（2）转向后继续观测来船回波：●1055时来船真方位040°距离4.0海里；●1105时来船真方位025°距离3.0海里。
●试判断来船采取了什么措施？（改向和变速）。
●解：如图9—6所示：●（1）作矢量三角形ABC，过H点作2海里距离圈的切线TT′，过C点作TT′的平行线。
●（2）以B为圆心，以BA为半径画弧，与TT′的平行线交于G点，连接BG，量得角ABG=19°，即我船右转19°。
●（3）根据我船转向后又观测的雷达资料，再作新的矢量三角形，A1B1C1，则B1C1即为来船此时的航向和航速，量得来船右转28°，航速未变。
幻灯片20四、核查避让效果节5.460129.06012=⨯=⨯=BE V幻灯片21五、何时恢复原航向 ● 船舶避让过程中，一船或两船采取避让措施后，两船会遇的最近距离DCPA 和最近会遇时间TCPA 都发生了变化，当两船已经实现安全距离通过时，我船应尽快恢复原航向和航速，具体作法如下例：● 例题5：我船航向010º，航速12节，观测资料如下：● 1030时回波相对方位029º，距离8海里。
● 1036时回波相对方位032º，距离6海里。
● 求：（1）来船航向、航速和最近会遇距离？● （2）我船于1036时以2海里会让应改变的航向？● （3）我船何时恢复原航向？● 解：如图9—7所示。
● （1）作矢量三角形ABC ，延长AC ，过原点O 作AC 延长线的垂线，垂足为D ，则： ●来船航速为：● 从图9—7上量得来船航向TC=235º，DCPA （OD ）=1.2海里。
节3.96063.9606=⨯=⨯=BC V T幻灯片22五、何时恢复原航向● （2）过C 点作2海里距离圈的平行线TT ′，以B 为圆心，以BA 为半径画弧交TT ′于G 点，量得角ABG=50º，即我船右转40º。
● （3）作AC 延长线的平行线，并使之与2海里距离圈相切，该平行线交与TT ′交于M点，则，即改向18分钟后，可恢复原航向。
幻灯片23五、何时恢复原航向● 例题6：我船真航向170º，航速12节，雷达测得来船回波数据如下：● 1400时真方位198.5º,距离12海里；● 1406时真方位198º,距离10.5海里；● 1412时真方位197º,距离9海里。
● 求(1)来船的运动要素(航向、航速、DCPA 、TCPA)● （2）我船在距来船8.5海里处改驶真航向 200º,假定他船保向、保速，当我船见来船回波为真方位170º时恢复原航向续航。
问两船会遇时的DCPA 和TCPA 各为多少？ ● 解：如图9—8所示。
● （1）作矢量三角形ABC ，延长AC ，过原点O 作AC 延长线的垂线，垂足为D ，则： ● 来船航速● 来船航向TC=075º● DCPA=0.9海里节860126.16012=⨯=⨯=BC V T15281400123121400=+⨯=+⨯=t AC AD TCPA幻灯片24五、何时恢复原航向● （2）以O 为圆心,以8.5海里为半径画弧与AC 延长线交于A1点，以该点为起点，作我船改向后的矢量三角形A1B1C1，延长A1C1，过原点O 作170º方位线，该方位线A1C1与延长线的交点为A2，将三角形ABC 平移至A2（A 点与A2重合），得三角形A2B2C2，延长A2C2和AD ，两延长线相交于D2，则：● DCPA=2.4海里● TCPA140012222211211+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=C A D A C A A A AC AA TCPA 1522140012375.35.35.435.3=+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛++=幻灯片25幻灯片26本船采取避让措施采取措施：AA1错误!未找到引用源。