第2章 自动雷达标绘仪(ARPA)
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《船载航行设备》
《船载航行设备》
第一章 船用雷达
武汉理工大学
航运学院航海技术系
2005.08.30
1
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
第一章 船用雷达
课程名称：《船载航行设备》
（Shipborne Navigational Equipments）
适用专业：海事管理 课程学时：50h 授课教师：刘成勇
oceansky@mail.whut.edu.cn
武汉理工大学
2
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
课程性质
第一章 船用雷达
《船载航行设备》课程由航海雷达与ARPA、 航海仪器两部分组成，是海事管理专业必修的一 门专业课。根据专业培养目标的要求，本课程侧 重于了解目前在船舶上使用的航行设备的种类、 用途以及操作方法，能够初步掌握这些设备的基 本原理、使用方法以及维护与保养。本课程还结 合航海技术的发展趋势，介绍了一些近期的新型 航海仪器。
武汉理工大学
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
主要内容
2.1 绪论 2.2 ARPA的工作原理 2.3 ARPA的操作使用
第一章 船用雷达
武汉理工大学
8
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
2.1 绪论
第一章 船用雷达
武汉理工大学
第一章 船用雷达
向右转向 新航向
12
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
本船保向改速避让时的人工标绘
SHM
第一章 船用雷达
VR'
C2
R.M.L
C1
MIN CPA圆
武汉理工大学
新航速
13
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
相对运动雷达人工标绘避碰流程图
第一章 船用雷达
YES
避碰规则、本船操纵性能、操船经验
权利船或 义务船
义务船
减速
改向或减速
权利船 改向
保向保速 加强了望
减速指令
武汉理工大学
改向指令
15
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《船载航行设备》
普通船用雷达在船舶避碰中的应用
第一章 船用雷达
2.1.1 普通船用雷达在船舶避碰中的应用
船舶避碰 预测：预测相遇船和本船在何时何处将同时占据
海面上同一点或存在碰撞危险； 避让：本船对危险船采取的避让机动，使二者不同
时占据同一点或摆脱两船碰撞危险的局面。
.1 相对运动雷达用于船舶避碰——人工标绘避碰法 CPA—Closed Point of Approach:最近会遇点 DCPA—Distance to CPA:本船到CPA的距离
合计
武汉理工大学
讲课
4 6 2 6 4 6 6 4 4 6 4 52
实验
小计
0
4
0
6
0
2
0
6
2
6
0
6
0
6
0
4
0
4
0
6
2
6
4
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《船载航行设备》
第一章 船用雷达
第二章 自动雷达标绘仪（ARPA）
ARPA —— 船用雷达发展历史上的里程碑
7
武汉理工大学
3
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《船载航行设备》
课程目标
第一章 船用雷达
本课程以课堂讲授为主并通过一定数量的实验 教学，使学生掌握航海雷达与ARPA、磁罗经、陀 螺罗经以及无线电导航、卫星导航系统的基本组成 、工作原理、性能（或功能）及操作使用方法；掌 握设备的维护保养及简单常见故障的判断方法，并 能正确地用于船舶定位、导航与避碰中。本课程的 教学目的是使得学生初步了解船舶重要导航设备的 基本原理和最新进展，并掌握部分设备操作的知识 和技能，锻炼学生综合运用知识的能力，培养学生 的实践能力。
第一章 船用雷达
武汉理工大学
5
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《船载航行设备》
教学环节 — 学时分配
第一章 船用雷达
教学环节
课程内容 雷达基本工作原理及雷达设备 雷达使用性能及其影响因素 雷达定位与导航 ARPA的基本工作原理 雷达与ARPA的操作与使用 航海陀螺罗经的指北原理 航海陀螺罗经的结构、使用及维护 船用磁罗经分类、基本结构及使用 船用磁罗经自差矫正 无线电测向仪 卫星导航系统
TCPA—Time to CPA:本船到CPA的时间 9
武汉理工大学
Wuhan University of Technology
《船载航行设备》
相对运动显示人工标绘图
相对运动 方位线
VS 0°
第一章 船用雷达
VT
060°
VR
P
VS
武汉理工大学
10
Wuhan University of Technology
相对运动雷Baidu Nhomakorabea人工标绘避碰流程图
雷达
第一章 船用雷达
目标检测
人工标绘
计算目标的C、V、 R 、 θ 、 CPA 、 TCPA
危险船？ NO
人工设定MINCPA、 MINTCPA
保向保速
武汉理工大学
YES
TCPA有余 NO 紧急操船 ？
14
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《船载航行设备》
《船载航行设备》
相对运动显示人工标绘图
SHM CPA 预测视运动
DCPA
VS
o
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第一章 船用雷达
VT
VR
P
-VS
速度三角形 要诀：至始反航向终连
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《船载航行设备》
本船保速改向避让时的人工标绘
SHM
C2
R.M.L
C1
MIN CPA圆
.2 普通雷达用于船舶避碰的局限性
（1）由于采用低亮度显示，只提供原始视频显示 回波图像，杂波处理简单，图像质量差，因而难以 确保在杂波干扰背景中可靠识别相遇船回波；
（2）由于采用实时扫描，只能显示目标的瞬时位 置、描绘目标和本船的位置，而不能直接显示目标 的航向、航速数据，更无预测未来及历史航迹的显 示功能，因而不能看清现场的运动态势，难以判断 本船和相遇船是否存在碰撞危险；
武汉理工大学
4
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《船载航行设备》
教学环节 — 教材
推荐教材： 《航海雷达与ARPA》 主 编：王世远 出版社：大连海事大学出版社 出版或修订时间：1998年
《航海仪器》 主 编：杨在金 出版社：大连海事大学出版社 出版或修订时间：1998年4月
《船载航行设备》
第一章 船用雷达
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航运学院航海技术系
2005.08.30
1
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《船载航行设备》
第一章 船用雷达
课程名称：《船载航行设备》
（Shipborne Navigational Equipments）
适用专业：海事管理 课程学时：50h 授课教师：刘成勇
oceansky@mail.whut.edu.cn
武汉理工大学
2
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《船载航行设备》
课程性质
第一章 船用雷达
《船载航行设备》课程由航海雷达与ARPA、 航海仪器两部分组成，是海事管理专业必修的一 门专业课。根据专业培养目标的要求，本课程侧 重于了解目前在船舶上使用的航行设备的种类、 用途以及操作方法，能够初步掌握这些设备的基 本原理、使用方法以及维护与保养。本课程还结 合航海技术的发展趋势，介绍了一些近期的新型 航海仪器。
武汉理工大学
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《船载航行设备》
主要内容
2.1 绪论 2.2 ARPA的工作原理 2.3 ARPA的操作使用
第一章 船用雷达
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《船载航行设备》
2.1 绪论
第一章 船用雷达
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第一章 船用雷达
向右转向 新航向
12
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本船保向改速避让时的人工标绘
SHM
第一章 船用雷达
VR'
C2
R.M.L
C1
MIN CPA圆
武汉理工大学
新航速
13
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《船载航行设备》
相对运动雷达人工标绘避碰流程图
第一章 船用雷达
YES
避碰规则、本船操纵性能、操船经验
权利船或 义务船
义务船
减速
改向或减速
权利船 改向
保向保速 加强了望
减速指令
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改向指令
15
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普通船用雷达在船舶避碰中的应用
第一章 船用雷达
2.1.1 普通船用雷达在船舶避碰中的应用
船舶避碰 预测：预测相遇船和本船在何时何处将同时占据
海面上同一点或存在碰撞危险； 避让：本船对危险船采取的避让机动，使二者不同
时占据同一点或摆脱两船碰撞危险的局面。
.1 相对运动雷达用于船舶避碰——人工标绘避碰法 CPA—Closed Point of Approach:最近会遇点 DCPA—Distance to CPA:本船到CPA的距离
合计
武汉理工大学
讲课
4 6 2 6 4 6 6 4 4 6 4 52
实验
小计
0
4
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6
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第一章 船用雷达
第二章 自动雷达标绘仪（ARPA）
ARPA —— 船用雷达发展历史上的里程碑
7
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3
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《船载航行设备》
课程目标
第一章 船用雷达
本课程以课堂讲授为主并通过一定数量的实验 教学，使学生掌握航海雷达与ARPA、磁罗经、陀 螺罗经以及无线电导航、卫星导航系统的基本组成 、工作原理、性能（或功能）及操作使用方法；掌 握设备的维护保养及简单常见故障的判断方法，并 能正确地用于船舶定位、导航与避碰中。本课程的 教学目的是使得学生初步了解船舶重要导航设备的 基本原理和最新进展，并掌握部分设备操作的知识 和技能，锻炼学生综合运用知识的能力，培养学生 的实践能力。
第一章 船用雷达
武汉理工大学
5
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教学环节 — 学时分配
第一章 船用雷达
教学环节
课程内容 雷达基本工作原理及雷达设备 雷达使用性能及其影响因素 雷达定位与导航 ARPA的基本工作原理 雷达与ARPA的操作与使用 航海陀螺罗经的指北原理 航海陀螺罗经的结构、使用及维护 船用磁罗经分类、基本结构及使用 船用磁罗经自差矫正 无线电测向仪 卫星导航系统
TCPA—Time to CPA:本船到CPA的时间 9
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《船载航行设备》
相对运动显示人工标绘图
相对运动 方位线
VS 0°
第一章 船用雷达
VT
060°
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相对运动雷Baidu Nhomakorabea人工标绘避碰流程图
雷达
第一章 船用雷达
目标检测
人工标绘
计算目标的C、V、 R 、 θ 、 CPA 、 TCPA
危险船？ NO
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保向保速
武汉理工大学
YES
TCPA有余 NO 紧急操船 ？
14
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《船载航行设备》
相对运动显示人工标绘图
SHM CPA 预测视运动
DCPA
VS
o
武汉理工大学
第一章 船用雷达
VT
VR
P
-VS
速度三角形 要诀：至始反航向终连
11
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《船载航行设备》
本船保速改向避让时的人工标绘
SHM
C2
R.M.L
C1
MIN CPA圆
.2 普通雷达用于船舶避碰的局限性
（1）由于采用低亮度显示，只提供原始视频显示 回波图像，杂波处理简单，图像质量差，因而难以 确保在杂波干扰背景中可靠识别相遇船回波；
（2）由于采用实时扫描，只能显示目标的瞬时位 置、描绘目标和本船的位置，而不能直接显示目标 的航向、航速数据，更无预测未来及历史航迹的显 示功能，因而不能看清现场的运动态势，难以判断 本船和相遇船是否存在碰撞危险；
武汉理工大学
4
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《船载航行设备》
教学环节 — 教材
推荐教材： 《航海雷达与ARPA》 主 编：王世远 出版社：大连海事大学出版社 出版或修订时间：1998年
《航海仪器》 主 编：杨在金 出版社：大连海事大学出版社 出版或修订时间：1998年4月