船舶导航雷达 ppt课件
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雷达定位与导航课件
• (5)有些雷达，还可采用快转速(80r／min)天线 抑制海浪干扰，但它也会损失雷达灵敏度，减 弱探测能力。
雷达定位与导航
2．雨雪干扰
• 降水不仅使雷达波产生衰减，而且还会 产生反射形成干扰杂波。干扰呈密集点 状回波群，无明显的边沿，像疏松的棉 絮一样。—般雨量下，雨回波的强度比 船舶、陆地等的回波弱。但热带大暴雨 的回波会变成一块亮饼，极难与小岛回 波分辨开来。
向里和向外各伸展半个光点直径。荧光屏上一
个光点直径相当于海面上的实际距离为2R·d／ D，则点物标回波两端各伸展的距离为:
•
R·d／D
• 式中： R—量程；
•
d—光点直径；
•
D——荧光屏直径。
雷达定位与导航
• 综合起来说，一个点物标将沿半径方向 向内伸展Rd/D的距离，向外伸展C(τ+1／ △f)／2+Rd/D的距离，如图5—1—4所示。
图像的横向宽度缩小。
• 此外，由于物标两端的反射性能差、雷达性 能差以及控钮调节不当也会使物标两端的回波 减弱，乃至丢失，造成整个物棕图像的横向宽 度缩小。从显示器荧光屏上物标回波形成的过 程看，回波亮度的分布是中间亮度最强。两侧 较暗。若扫描亮度、增益控钮稍些，波的两侧 边缘也会向中缩。
•
雷达定位与导航
• 此外，目标闪烁和控钮调节不当等也可 能引起物标雷达回波图像的径向扩展。
雷达定位与导航
雷达定位与导航
• 物标回波图像的径向扩展降低了雷达的 距离分辨率，可能使相邻的两个物标回 波连成一个回波，也降低了雷达的测距 精度，但可提高雷达的探测能力。
雷达定位与导航
二、图像的横向(方位)扩展和缩小
• 1 横向缩小 • 如前述，雷达地平和阴影扇形的影响会使回波
雷达定位与导航
2．雨雪干扰
• 降水不仅使雷达波产生衰减，而且还会 产生反射形成干扰杂波。干扰呈密集点 状回波群，无明显的边沿，像疏松的棉 絮一样。—般雨量下，雨回波的强度比 船舶、陆地等的回波弱。但热带大暴雨 的回波会变成一块亮饼，极难与小岛回 波分辨开来。
向里和向外各伸展半个光点直径。荧光屏上一
个光点直径相当于海面上的实际距离为2R·d／ D，则点物标回波两端各伸展的距离为:
•
R·d／D
• 式中： R—量程；
•
d—光点直径；
•
D——荧光屏直径。
雷达定位与导航
• 综合起来说，一个点物标将沿半径方向 向内伸展Rd/D的距离，向外伸展C(τ+1／ △f)／2+Rd/D的距离，如图5—1—4所示。
图像的横向宽度缩小。
• 此外，由于物标两端的反射性能差、雷达性 能差以及控钮调节不当也会使物标两端的回波 减弱，乃至丢失，造成整个物棕图像的横向宽 度缩小。从显示器荧光屏上物标回波形成的过 程看，回波亮度的分布是中间亮度最强。两侧 较暗。若扫描亮度、增益控钮稍些，波的两侧 边缘也会向中缩。
•
雷达定位与导航
• 此外，目标闪烁和控钮调节不当等也可 能引起物标雷达回波图像的径向扩展。
雷达定位与导航
雷达定位与导航
• 物标回波图像的径向扩展降低了雷达的 距离分辨率，可能使相邻的两个物标回 波连成一个回波，也降低了雷达的测距 精度，但可提高雷达的探测能力。
雷达定位与导航
二、图像的横向(方位)扩展和缩小
• 1 横向缩小 • 如前述，雷达地平和阴影扇形的影响会使回波
船用雷达与定位与导航
实时监测船只位置、航速、航向等信息，确保船舶安 全航行。
雷达导航系统
探测障碍物
利用雷达发射的电磁波探测周围 障碍物，提供实时、准确的距离
和方位信息。
气象监测
雷达系统可以监测海洋气象信息， 如风向、风速、海浪等，为航行提 供参考。
自动避障
通过雷达探测周围障碍物，自动调 整航向和航速，避免碰撞事故。
惯性导航系统
船用雷达的应用场景
船用雷达广泛应用于船舶导航、避碰、气象观测和海洋调查等领域。在船舶导航中，雷达可以帮助船员探测周围的目标，避 免碰撞事故的发生。
在避碰中，雷达可以实时监测周围船舶的动态，为船舶提供安全航行的信息。在气象观测中，雷达可以探测降雨、风向和风 速等信息，为航行提供气象保障。在海洋调查中，雷达可以用于探测海底地形、水深和流速等信息，为海洋科学研究提供数 据支持。
标准化和互操作性
为了促进集成系统的广泛应用和发展，需要制定统一的标准和规范， 提高不同设备和系统之间的互操作性和兼容性。
05 安全与法规考虑
安全与法规考虑 国际海上避碰规则
雷达设备的合规性
船用雷达设备必须符合国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）的相关标准和规定，以确保其性 能、安全性和可靠性。在使用船用雷达设备时，应确保其符合相关法规和标准的要求，并定期进行维护和 校准。
船用雷达与定位与导航
目录
• 船用雷达系统 • 定位系统 • 导航系统 • 船用雷达与定位与导航的集成应用 • 安全与法规考虑
01 船用雷达系统
船用雷达工作原理
船用雷达通过发射电磁波并接收反射 回来的信号来探测目标，根据目标距 离、方位和高度等信息，形成雷达图 像。
雷达波在传播过程中会受到气象、海 浪等因素的干扰，因此需要对接收到 的信号进行滤波、放大和去噪等处理 ，以提高探测精度。
雷达导航系统
探测障碍物
利用雷达发射的电磁波探测周围 障碍物，提供实时、准确的距离
和方位信息。
气象监测
雷达系统可以监测海洋气象信息， 如风向、风速、海浪等，为航行提 供参考。
自动避障
通过雷达探测周围障碍物，自动调 整航向和航速，避免碰撞事故。
惯性导航系统
船用雷达的应用场景
船用雷达广泛应用于船舶导航、避碰、气象观测和海洋调查等领域。在船舶导航中，雷达可以帮助船员探测周围的目标，避 免碰撞事故的发生。
在避碰中，雷达可以实时监测周围船舶的动态，为船舶提供安全航行的信息。在气象观测中，雷达可以探测降雨、风向和风 速等信息，为航行提供气象保障。在海洋调查中，雷达可以用于探测海底地形、水深和流速等信息，为海洋科学研究提供数 据支持。
标准化和互操作性
为了促进集成系统的广泛应用和发展，需要制定统一的标准和规范， 提高不同设备和系统之间的互操作性和兼容性。
05 安全与法规考虑
安全与法规考虑 国际海上避碰规则
雷达设备的合规性
船用雷达设备必须符合国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）的相关标准和规定，以确保其性 能、安全性和可靠性。在使用船用雷达设备时，应确保其符合相关法规和标准的要求，并定期进行维护和 校准。
船用雷达与定位与导航
目录
• 船用雷达系统 • 定位系统 • 导航系统 • 船用雷达与定位与导航的集成应用 • 安全与法规考虑
01 船用雷达系统
船用雷达工作原理
船用雷达通过发射电磁波并接收反射 回来的信号来探测目标，根据目标距 离、方位和高度等信息，形成雷达图 像。
雷达波在传播过程中会受到气象、海 浪等因素的干扰，因此需要对接收到 的信号进行滤波、放大和去噪等处理 ，以提高探测精度。
船用雷达详细介绍演示幻灯片
1. 基本原理：
基本雷达 a 天线
方位量化
d PPI /
b 定时
光栅扫描
收发机
转换
c 视频量化 e
扫描信号 光栅雷达信号 发生器
直角坐标 数据内存
a — 原始方位和船首信号；b — 触发脉冲；c — 原始视频；光雷栅达扫描 d — 数字方位信号；e— 数字视频
①将原始视频杂波抑制，然后与天线方位信号、船艏信号量化 ②进行坐标转换，产生光栅扫描信号
防管内打火
老练方法：
1.只加灯丝电压工作半小时以上 2.加较低的高压工作一段时间（时间视具体情况定） 3.如无打火现象，逐渐加高压到正常值
17
第一节 雷达发射机（Transmitter）
四、正常工作标志
通过收发箱内的表头或显示器上的磁控管电流指示判断
有——正常；无——不正常
五、性能检测
1.磁控管工作是否正常
2、二单元雷达： 天线收发机、显示器、中频电源
10
三、雷达传感器与 IBS
现代雷达 IBS的重要组成部分 定位、导航、避碰
主要传感器
雷达 罗经 计程仪 GNSS AIS ECDIS
11
第二章 船用雷达设备
12
第一节 雷达发射机（Transmitter）
一、组成部分及作用
至显示器 至接收机
脉冲调制器
触发脉冲 产生器
予调制器
调制器
发射机
至天线
磁控管
特高压 调制器
磁控管
低压 电源 来自电源
发 射 开 关
延 时 开 关
门 特高压 开 电源 关
雷达发射机
收发 开关
门开关 至接收机
触发脉冲产予调制器 生器
船用导航雷达
2
按显示 目标动 态方式 不同分
①矢量型
目标动态矢 量显示
②图示型 （PAD型）
目标动态用 PAD显示
精度高、 画面清晰
直观方便
不 如 PAD 直观
精度差、 图象画 电 视 光
栅光标
《航海雷达与ARPA〉第二篇
计程仪
雷达
陀螺罗经
Ch1 绪论
传感器
信号预处理与目标检测
目标船相对速度relspd相对航向relcrs真速度truespd和真航向truecrs5cpatcpa安全界限值mincpamintcpamincpacpa安全界限值允许目标安全通过本船所需的最小会遇距离mintcpatcpa的安全界限值允许目标到达cpa点的最小时间航海雷达与arpa第二篇ch1绪论6在arpa中mincpamintcpa由驾驶员来设定输入7设置mincpamintcpa应考虑的因素1本船大小速度操纵性能若船大速度mincpa大2水域宽阔程度船舶密度若窄密mincpa小3气象条件风浪雾雪若风浪大雾大nincpa大航海雷达与arpa第二篇ch1绪论mincpatcpamintcpa则判断为安全船无碰撞危险mincpatcpamintcpa危险船但尚不紧迫本船应考虑避让措施mintcpa非常危险船本船应立即采取避让措施航海雷达与arpa第二篇ch1绪论图214相对运动雷达人工标绘避碰流程图传感器在crt上观测目标检测目标目标录取选择避让目标确定目标初始位置数据人工标绘避碰作图按规定的时间间隔观测目标位置数据并标绘计算目标的航向航速方位距离cpatcpa分析每个目标速度三角形及避碰三角形计算目标参数人工设定mincpamintcpa设置安全判据危险船
CPA、MIN
设置安全判据
危险船？
TCPA
最新05导航雷达第五章雷达观测解析PPT课件
（二）雷达测方位精度
影响雷达测方位精度的误差因素也可分为系统误差、 随机误差以及观测者的操作误差等三类。 1．系统误差 波束宽度误 像素误差 艏线误差 罗经指示误差 统一公共基准点误差 方位同步误差及天线主瓣偏离 角与波束不对称误差等。
2．随机误差 船舶运动和气象海况的影响，引起回波闪烁，从而影
响雷达的方位精度。 在船舶横摇时，测方位误差在船舶艏艉方向最大，正横
反之，目标尺寸的增加只是增加了回 波的大小，但回波的亮度并不增强，即 回波强度与目标宽度和高度无关。
【大面积的陆地回波、近距离大型船舶 和雨雪干扰杂波 】
图 5-2-1 辐射单元
二、典型目标观测特性
（一）陆地回波
陆地的回波基本是一 个整体，很难分辨细微的 山岭或建筑物。陆地回波 最有意义的是岸线 。
A.20米 B.19.8海里 C. 20千米 D.以上均不对
bab
4.本船雷达天线海面以上高度16米，前方有半径为2海 里的圆形小岛，四周低，中间为山峰，海面以上高 度为49米，当本船离小岛4海里时，雷达荧光屏上该 岛回波的内缘（离船最近处）对应于小岛的＿ 。
A.山峰
B.离船最近的岸线
C. 山峰与岸线间的某处 D.以上均不对
不平整的冰面在屏幕上较稳定，边界明显 。 最危险的是融化剩余的残碎冰山，水面以上不大，但水下 的体积巨大 。
（六）其他海上目标
1、跨海大桥：使通畅的水道看起来无法通行； 2、横跨水道的空中电缆 ：点目标 ； 3、低空飞行的飞机 ：快速跳跃的回波 。
三、雷达航标
从功能上分：导航雷达航标、搜救寻位雷达航标； 从工作原理上分：无源雷达航标、有源雷达航标。
高大陆地 小岛
波束宽度失真 脉冲宽度失真 河口完全看不见 雷达波束 雷达岸线 实际岸线
影响雷达测方位精度的误差因素也可分为系统误差、 随机误差以及观测者的操作误差等三类。 1．系统误差 波束宽度误 像素误差 艏线误差 罗经指示误差 统一公共基准点误差 方位同步误差及天线主瓣偏离 角与波束不对称误差等。
2．随机误差 船舶运动和气象海况的影响，引起回波闪烁，从而影
响雷达的方位精度。 在船舶横摇时，测方位误差在船舶艏艉方向最大，正横
反之，目标尺寸的增加只是增加了回 波的大小，但回波的亮度并不增强，即 回波强度与目标宽度和高度无关。
【大面积的陆地回波、近距离大型船舶 和雨雪干扰杂波 】
图 5-2-1 辐射单元
二、典型目标观测特性
（一）陆地回波
陆地的回波基本是一 个整体，很难分辨细微的 山岭或建筑物。陆地回波 最有意义的是岸线 。
A.20米 B.19.8海里 C. 20千米 D.以上均不对
bab
4.本船雷达天线海面以上高度16米，前方有半径为2海 里的圆形小岛，四周低，中间为山峰，海面以上高 度为49米，当本船离小岛4海里时，雷达荧光屏上该 岛回波的内缘（离船最近处）对应于小岛的＿ 。
A.山峰
B.离船最近的岸线
C. 山峰与岸线间的某处 D.以上均不对
不平整的冰面在屏幕上较稳定，边界明显 。 最危险的是融化剩余的残碎冰山，水面以上不大，但水下 的体积巨大 。
（六）其他海上目标
1、跨海大桥：使通畅的水道看起来无法通行； 2、横跨水道的空中电缆 ：点目标 ； 3、低空飞行的飞机 ：快速跳跃的回波 。
三、雷达航标
从功能上分：导航雷达航标、搜救寻位雷达航标； 从工作原理上分：无源雷达航标、有源雷达航标。
高大陆地 小岛
波束宽度失真 脉冲宽度失真 河口完全看不见 雷达波束 雷达岸线 实际岸线
MARK2船用雷达设备幻灯片PPT
?船舶通信导航设备运行与维Байду номын сангаас?课程讲义8
它由隙缝波导、垂直极化滤波器、扇形喇叭，终端吸收负载及 天线罩等局部组成。隙缝波导位于扇形喇叭颈部，它是一段窄边开 有许多隙缝的矩形波导，缝距约为，隙缝的距离、角度、深度及数 量决定了天线辐射的水平波束的宽度。一般天线〔隙缝波导〕越长 ，其水平波束越窄、方向性越好。垂，直极化滤波器是由镍铬丝条或 铝块制成的滤波格子，可以滤除从隙缝辐射出来的电磁波中的垂直 极化成分，仅剩下水平极化波辐射出去。终端吸收负载起匹配作用 ，它可以吸收传到波导终端的能量而防止反射。扇形喇叭由轻质金 属制成，用以限制垂直波束宽度，喇叭张角越大，那么垂直波束越 窄，其张口用低损耗材料密封。
?船舶通信导航设备运行与维护?课程讲义8
3．更换碳刷 当雷达工作3000小时以上，如果发生天线 不转的情况，请检查电机内置碳刷是否磨 损，如果有磨损请及时更换。具体更换方 法如图4.1所示。 操作步骤如下：
〔1〕按图B将两只固定螺丝拆开，使电机变速箱、电机磁缸与底部端盖三体别 离。 〔2〕反向将电机转子与底部端盖拉开，可见图C(底盖俯视图) 。 〔3〕如图C沿相对方向将碳刷从碳刷盒中小心抽出，用电烙铁沿两个焊点将旧 的碳刷撤除，换上新碳刷，并用电烙铁焊牢。注意将弹簧先放入碳刷盒，再将 碳刷装入。同时将磨损的碳粉清洗干净。
?船舶通信导航设备运行与维护?课程讲义8
〔3〕 定期检查天线支架的结实程度，发现支架或拉索出现异常时要及时采取 措施进展维护。 〔4〕定期检查连接天线单元和显示器单元的组合电缆，有无开裂、破损或其 他异常情况，发现异常及时补救。 〔5〕 定期检查有无锈蚀或松动的螺栓。对严重腐蚀那么用新的替代，并涂上 少量润滑油；发现松动的螺栓立刻紧固。 2．天线驱动电机的更换 当电机损坏，造成天线不旋转时，应更换天线驱动电机。 步骤：具体见操作录像 更换电机应注意的细节：更换电机时要使用与原厂相配套的安装螺丝。电机更 换完毕后，手动推旋天线一周，仔细观察，注意雷达船首装置簧片不要与电机 安装螺丝相碰。
06导航雷达第六章雷达导航
二、目标选定
选择雷达定位目标的基本原则如下： （一）选择回波位置能够与海图精确对应、稳定、清晰、 且测量精度高的目标，如孤立小岛、岩石、岬角、突堤及 孤立又有明显标识的灯标等，避免使用回波形状可能严重 变形或位置难于在海图上确定的目标，如平坦的海岸线、 斜缓的山坡、风暴过后位置未经核实的浮标和建筑群中的 灯塔。 （二）尽量选用近距离、失真小、便于确认的目标，避免 使用远距离容易混淆的目标。 （三）选用多目标定位，船位线交角符合航海定位要求。 确认目标十分可靠时，也可使用单目标距离方位定位。
第二节 雷达导航
一、平行指示线导航（Parallel Index Line）
用于避险
应用环境 1. 在水文地理情况复杂的 狭窄航道保持计划航线。 2. 沿岸有较好的雷达可参 考目标，如图中A、B和C 目标。
A 4.2 n mile B B C 计划航线 A
A 平行指示线 VRM 4.2 n mile 量程 12 n mile B C
第六章 雷达定位与导航
第一节 雷达定位
近岸航行时，尤其在沿岸10 n mile之内，雷达能够提供 较高的定位精度，是驾驶员首选的自主定位设备。
驾驶员通过仔细对比海图与雷达图像，选择合适的定位 目标，测量目标的距离或方位，在海图上画出对应目标的 距离或方位位置线，两个或多个位置线交点即为本船船位 。
方位位置线 2 距离位置线 1
三、雷达定位方法
1.单目标距离、方位定位 2.两个或两个以上目标距离定位 3.两个或两个以上目标方位定位 4.位置线定位高于二位置线定位 四、定位精度 3.近距离目标定位高于远距离目标定位 4.位置线交角：二条接近90度、三条接近120度为高 5.目标特性：孤立、点状、位置可靠的目标或迎面 陡峭、回波前沿清晰明显的目标定位好 6.与测量方法、速度、作图技巧有关
船用雷达详细介绍课件
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
显示器通常具有高亮度和高分辨率，以便在恶劣海况下清楚显示目标。
目标跟踪与数据处理
目标跟踪与数据处理是船用雷达系统的重要功能之一，它能够实时跟踪多 个目标，并进行数据处理和分析。
通过自动或手动方式设定航路点和危险区域等参数，雷达系统能够自动检 测和跟踪目标，并实时更新目标位置、速度和航向等信息。
数据处理系统还能够对多个目标进行分类、过滤和融会处理，以提高目标 检测和辨认的准确性。
保持雷达的软件和固件最新，以获得最佳性能和安全性。
检查电源和接地
确保雷达的电源和接地良好，没有安全隐患。
常见故障排除与处理
1 2
雷达无响应
检查电源、电缆和雷达本身是否正常工作。
图像模糊或失真
可能是由于天线、发射机或接收机的问题，需要 专业维修。
3
显示特殊
检查雷达的显示部件是否正常工作，可能需要更 换。
助航设备联动控制
助航设备联动
雷达可以与船舶的助航设备进行联动控 制，如灯光、警报等，根据雷达探测到 的目标信息，自动调整助航设备的状态 ，提高航行的安全性和效率。
VS
自动辨认系统
通过与自动辨认系统（AIS）的配合使用 ，雷达可以获取船舶的航行信息，如航向 、速度等，有助于船员全面了解航行过程 中的船舶动态。
01
船用雷达的未来发 展
新技术应用
01
02
03
雷达信号处理技术
利用先进的信号处理算法 ，提高雷达的探测精度和 抗干扰能力，降低虚警率 。
雷达组网技术
通过多部雷达协同工作， 实现更大范围的覆盖和更 高精度的定位，提高目标 跟踪和辨认能力。
《Ch船用雷达设备》PPT课件
1、要求稳定、可靠工作 2、减少体积、重量
[滤波器件,当f
1 LC
C↓]
f↑→ L↓、
3、"隔离"：避免各种高频设备通过船电耦合 而产生相互干扰.
《航海雷达与ARPA》
Ch3 船用雷达设备
三、对电源的要求
1、稳定、可靠工作. 当输入电压、负载变化±20% → 输出变化
＜±5%.
……
四、种类及特点
《航海雷达与ARPA》
3、磁控管检查
Ch2 船用雷达设备
1〕未通电时检查〔拆下磁控管〕 用万用表测量 ①灯丝电阻：正常：几欧姆 ②阴—阳极绝缘电阻：正常>200 兆欧姆 〔MΩ〕 2〕通电时检查 ① 检查磁控管电流〔Ia〕 [一般在mA级〔 几十 mA 左右〕] Ia——判断发射机工作是否正常的重要参数〔一般
作用：传输微波能量〔从收发机→天线〕
2、天线[天线辐射器]
作用：定向收发信号.
特点：1〕收发共用；2〕高度定向性.
天线转速：15～30 转/分钟
要求：水平面内、均匀、向右旋转.
3、驱动马达〔Driving Motor〕
阳极→接地
目的：
安全
减少分布电容.
腔体 输出
阳极 接地
《航海雷达与ARPA》
Ch2 船用雷达设备
正常工作条件：
除了磁控管本身完好外,还应： ① 灯线上加电压〔uf〕
目的：阴极加热至一定温度. ② 阴极上加有负向一万多伏高压调制脉冲. ③ 负载要匹配 [解释：磁控管—输出阻
抗与负载阻抗相等]
Ch2 船用雷达设备
3〕工作状态判断〔简易方法〕 "听"——正常工作：清晰均匀的振荡声.
4〕逆变器特点： 优点：体积小、重量轻、噪声与振动少、
航海仪器-第7节 船舶导航雷达(Radar)
信号连接 。
显示特点： 1. 航向稳定时，与船首向上特点类似。 2. 转向时，与真北向上特点类似。 3. 当转向完毕时，按“course-up” 按钮, 则船首线、图 像及可动方位圈一起转动，直到船首线指固定方位 圈0°为止。
海图平面
Course 240
航海视景
Course 270
240°(T) 270°(T)
2. 船首线指方位圈的0°，并代表船首方向。 物标的方位
是相对本船船首的相对方位（舷角）。 “相对方位显示
方式”
3. 本船转向时，船首线不动而物标回波圆周反转，有弧形 尾迹，影响观测。转向时减小增益，可防止图像模糊。
海图平面
Course 240
航行ห้องสมุดไป่ตู้景
Course 270
240°(T) 270°(T)
动。
海图平面
Course 240
航海视景
Course 270
240°(T) 270°(T)
0
270°
0
240 °
North up
固定方 位圈(读 真方位)
固定方位圈0代表真 北,始终向上 0° 30°
EBL
90°
270° 240° 180° 船首随时指向 航向 NUP可随时测读真方位
（3）航向向上显示方式（Course-up ） 这种显示方式综合了前两种显示方式的特点。 具有两个方位圈：内部固定，外部可动并与罗经航向
0
0
Head up
（2） 真北向上显示方式（North-up）
条件：接入罗经航向信号
显示特点：（用于定位）
1. 扫描中心（本船）在荧屏中心，物标回波相对本船运动，
固定物标则与本船等速反向运动。
船舶导航雷达 ppt课件
划分，雷达显示方式可以进―步分为船首向上、真北向上和航向向
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
第九章 船舶导航雷达
● IMO在雷达性能标准中指出:雷达通过显示
和秦识别皇其他岛水面航船只海、障学碍物院和危险物、导航目
标和海岸线等相对于本船的位置，来帮助船舶安
全导Q航H和避D免H碰撞H。X Y
● 雷达能够及时发现远距离弱小目标，精确测
量本船Q相对H目D标的H距H离和X方Y位，确定船舶位置，
引导船舶航行。通过传感器的支持，雷达还具备
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
雷达显示方式
雷达设有不同的图像显示方式以满足在不同航行环境下的驾
驶员观测需要，从而保证船舶航行安全。
相对方位 船首向上（H-up） 真方位（TB） 相对运动（RM） 真北向上（N-up）
显示方式
真运动（TM）
航向向上（C-up)
船首向上（H真up北）向上（N-
相对方位 真方位（TB）
为了能在雷达屏幕上测量本船到目标船的距离，工程师将电子从雷
达回波图像区域中心扫描到边缘的时间（扫描线长度）设计成正好对
应于雷达所选用量程的电磁波往返传播时间。例如：雷达12n mile的
量程相当于雷达波传播了24n mile，所花费的时间是148.2μs，即扫
描线的长度也应为148.2μs ，从而使在12n mile以内的任意海上目标
的反射能力以及周围环境的变化都会影响雷达图像的形 成与质量，使雷达探测到的目标回波图像与真实目标相
Q H D H H X Y 比，可能会有很大的变形，比如：
► 雷达回波图像类似目标迎问天线面的垂直投影； ► 雷达只能探测目标的前沿，后沿被遮挡的部分无法
Q H D H H X Y 探测和显示；
雷达操作演示幻灯片
5.脉冲宽度按选择开关（PULSE LENGTH SELECTOR） 该控钮用来选择发射脉冲的脉冲宽度，以适应远、
近量程不同的使用要求，一般设有2-3种宽度。有部分雷 达不单独设次开关，由量程开关同轴转换。在转换脉冲 宽度的同时，也转换了通频带宽度
6
第一节 船用雷达的主要控钮
三、抑制杂波的控钮
1.海浪干扰抑制（STC/SEA/ANTI-CLUTTER SEA） 该控钮用来调整一个随时间按指数规律变化的脉冲电
的一个微分电路FTC，将宽回波视频信号微分变窄，突 出了回波的前沿，以此抑制雨雪等大片连续干扰回波。 注意：使用该控钮时突出了目标的前沿，但微分处理同 时也削弱了目标回波，因此该控钮在雨雪天要酌情调节， 达到既去除雨雪干扰杂波，又不丢失雨雪中物标回波的 效果。
9
第一节 船用雷达的主要控钮
4.极化选择开关（POLARIZATION） 该控钮用于选择雷达天线发射波的极化类型，一
关小 3.雾航、夜航等情况下频繁使用雷达时，暂时不用只关
高压 4.发射前必须预热 3 分钟，紧迫情况可用“紧急”开关，
但尽量少用 5.正确使用和调节各种控钮，以获得最佳雷达图像
24
2
第一节 船用雷达的主要控钮
两档开关（POWER/TRANSMIT） 三档开关（OFF/STAND-BY/ON） 1）关（OFF）:整个电源切断 2）预备（STAND-BY）:各分机低压电源供电，发射机
的特高压电源除外，该档位需停留3-5min，给发射机 的磁控管阴极预热 3）发射（ON）:磁控管充分预热后，开关置于ON档， 此时发射机加上特高压，开始发射。 注意：短时间不用雷达时，将开关置于STAND-BY档， 延长磁控管寿命
第四章 船用雷达的操作安装维护
近量程不同的使用要求，一般设有2-3种宽度。有部分雷 达不单独设次开关，由量程开关同轴转换。在转换脉冲 宽度的同时，也转换了通频带宽度
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第一节 船用雷达的主要控钮
三、抑制杂波的控钮
1.海浪干扰抑制（STC/SEA/ANTI-CLUTTER SEA） 该控钮用来调整一个随时间按指数规律变化的脉冲电
的一个微分电路FTC，将宽回波视频信号微分变窄，突 出了回波的前沿，以此抑制雨雪等大片连续干扰回波。 注意：使用该控钮时突出了目标的前沿，但微分处理同 时也削弱了目标回波，因此该控钮在雨雪天要酌情调节， 达到既去除雨雪干扰杂波，又不丢失雨雪中物标回波的 效果。
9
第一节 船用雷达的主要控钮
4.极化选择开关（POLARIZATION） 该控钮用于选择雷达天线发射波的极化类型，一
关小 3.雾航、夜航等情况下频繁使用雷达时，暂时不用只关
高压 4.发射前必须预热 3 分钟，紧迫情况可用“紧急”开关，
但尽量少用 5.正确使用和调节各种控钮，以获得最佳雷达图像
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第一节 船用雷达的主要控钮
两档开关（POWER/TRANSMIT） 三档开关（OFF/STAND-BY/ON） 1）关（OFF）:整个电源切断 2）预备（STAND-BY）:各分机低压电源供电，发射机
的特高压电源除外，该档位需停留3-5min，给发射机 的磁控管阴极预热 3）发射（ON）:磁控管充分预热后，开关置于ON档， 此时发射机加上特高压，开始发射。 注意：短时间不用雷达时，将开关置于STAND-BY档， 延长磁控管寿命
第四章 船用雷达的操作安装维护
ch5 船用雷达定位与导航.ppt
Ch5 定位于导航
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
谢谢观看
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Ch5 定位于导航
四、雷达定位方法选择原则
精度一般： ① R >θ，可用分罗经目测方法（较高） ② 近＞远 ③ 交角 ❖ 定位精度高低排序： 1、三物标距离定位； 2、两物标距离加一物标方位定位； 3、两物标距离定位；……
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
§5.2 雷达导航
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
三、雷达定位方法
1、单物标方位、距离定位； 2、两个或两个以上距离定位； 3、两个或两个以上方位定位； 4、三物标； 5、混合定位。
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
❖ 测距：活标圈内沿与目标回波前沿相切，次 序为先正横，后首尾。
❖ 测方位：（点目标、突堤） 次序：先首尾后正横。 横摇时：测正横方向目标方位 纵摇时：测首尾方向目标方位。
《航海雷达与ARPA》
§5.3 雷达航标
Ch5 定位于导航
海图 序 航标 上符 电 号 种类 号表 源
示
图形
作用 距离
作用
原理
角状 反射 1器
(Refle
ction)
无 源
增强回 波及作 用距离
边长 3Nm →7N m
提高作 用距离 （或提 高回波 强度）
反射
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Ch5 定位于导航
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位于导航
ch5 船用雷达定位与导航
§5.1 雷达定位 ❖ 雷达定位：测量目标（方位或距离） 在
航海学第五章雷达定位课件
雷达定位与导航
3．雷达方位、距离定位 应修正由于水平波束宽度引起的测方位的 误差：
对于点状小物标，可测定回波影像中心的方 位。 测定狭长物标一侧的方位或利用海角测方位 时，则应修正1．距离位置线导航 ▪ 保证船舶航行在计划航线上 ▪ 距离位置线避险 2．方位位置线导航 ▪ 保持在计划航线上航行 ▪ 方位位置线避险
条或三条距离位置线的交点，就是两物标和 三物标距离定位。 雷达测距离时
应选择回波好、距离近、位置线交角好、 点状、孤立小岛、或突出岬角应量取回波内 缘即近边距离
雷达定位与导航
影响雷达测距精度的因素： 测量点误差 距标误差 调整误差 天线与驾驶台之间有一段距离
雷达定位与导航
精度比较：
距离定位较方位定位精确；近距离较远距离 精确；与测量方法、速度及作图方法、熟练 程度有关 。 1、三物标距离定位 2、两物标距离加一物标方位定位 3、两物标距离定位 4、两物标方位加以物标距离定位 5、单物标方位距离定位 6、三物标方位定位 7、两物标方位定位
水平波束宽度的影响 测量岬角方位则会引起向海方向1／2个水
平波束宽度的误差
雷 达 水 平 波 束 宽 度
雷达定位与导航
➢ 偏心误差 扫描中心与荧光屏中心不重合，使用机械 方位标尺测量方位，则会产生偏心误差
➢ 同步误差 当扫描线和天线不同步时，将产生方位误 差，其数值随方位而变
雷达定位与导航
➢ 视差 方位标尺与荧光屏之间具有一定距离
峭的海岸等显著物标
雷达定位与导航
避免选用 平坦的海滩和内陆的物标(包括内陆的灯塔、 山峰等)
因为这些物标的回波测量点难以在海图上确 定
雷达定位与导航
②选择离船近些的物标 ③选择物标时还须考虑位置线的交角。
船用雷达 详细介绍ppt课件
三、雷达传感器与IBS
现代雷达
IBS的重要组成部分 定位、导航、避碰
主要传感器
雷达 罗经 计程仪 GNSS AIS ECDIS
第二章 船用雷达设备
第一节 雷达发射机（Transmitter）
一、组成部分及作用
至显示器 至接收机 触发脉冲 产生器 低压 电源 来自电源 雷达发射机 发 射 开 关 发射机 脉冲调制器 调制器 磁控管 至天线 特高压 磁控管 调制器 予调制器
船用雷达 详细 介绍
第一章 雷达基本工作原理
引言
Radar —Radio detection and ranging
—无线电探测和测距
雷达：发射微波脉冲 探测目标回波
测定目标信息
第一节 雷达测距与测方位原理
岛屿 本船 Δ t＝123.5 μ s 0 方向扫描 90° 本船 245° 岛屿 海图平面 270 245 雷达不能探测目标的背面，因 此目标的后沿是不可见的. 量程: 12 nm EBL 180 雷达平面 固定距标圈 90 目标船 扫描线 HL 回波 (10 nm) 目标
4.发射功率：指峰值功率，一般3~75 kW 1）峰值功率 pt: 在脉冲持续时间内的平均功率 2）平均功率 Pm: 一个脉冲重复周期内输出功率的平均值 3）二者关系 R max t 杂波 p = p p↑→ m tT 天线旁瓣干扰 故障 5.脉冲波形：发射脉冲的包络 理想脉冲: 矩形 波形： u 1）越接近矩形，能量越大， 实际波形:
二. 雷达测方位原理
1、利用收发定向天线 ，只向一个方向发射雷达波且 只接收此方向上的目标的反射回波 2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围 物标的方位——天线的方向即目标的方向
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雷达图像的特点：
秦 皇 岛 航 海 学 院 由于雷达设备自身的性能、大气传播的条件、目标
的反射能力以及周围环境的变化都会影响雷达图像的形 成与质量，使雷达探测到的目标回波图像与真实目标相
Q H D H H X Y 比，可能会有很大的变形，比如：
► 雷达回波图像类似目标迎问天线面的垂直投影； ► 雷达只能探测目标的前沿，后沿被遮挡的部分无法
秦 皇 岛 航 海 学 院 船舶等对船舶导航
避碰安全航行有用 的各种回波之外， 还出无各法种避驾免驶员地显不示希望看到的回波，如海浪、雨雪、同频干扰、云雾、噪声、假 回波等。一个专业的雷达观测者，应能够在各种杂波干扰和复杂屏幕背景中分 辨出有用回波，引导船舶安全航行。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
Q H D H H X Y 成像、识别、检测、定位和跟踪。 电磁波具有似光性，在地球表面近似以光速直线 传播，遇到物体后会被反射回去。
Q H D H H X Y 英文：Radar---Radio Detection And
Ranging，即无线电探测与测距。
秦 皇 岛 航 海 学 院 ★ 应用于船舶导航的雷达成为船舶导航雷达
后
D
H
H
X
Y
C图为雷达屏幕，扫描 中心（起始点）为本船
秦 皇 岛 航 海 学 院 参考位置，量程为12n
mile，即在雷达屏幕上 显示了以本船为中心 12n mile为半径的本船 周围海域的雷达回波。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
统一公共基准点CCRP（Consistence
秦Com皇mon岛Refe航renc海e Po学int）院：是雷达IBS（情
秦 皇 岛 航 海 学 院 发自于扫描起始点的径向扫描线在屏幕上沿顺时针方
向匀速转动，转动周期与雷达天线在空间的转动周明一致。 屏幕上等间距的同心圆称为固定距标圈（Range Ring，
Q H D H H X Y RR），每圈间隔2n mile，用来估算日标的距离。与固定距
标圈同心的虚线圆是活动距标圈（Variable Range Mark， VRM），它可以由操作者随意调整半径，借助数据读出窗
秦第二皇节 岛雷达航观测海性能学与观院测技术
第三节 目标观测特性
第Q四节H D影响H雷H达X正常Y观测的因素
第五Q节 H雷D达定H位H与导X 航Y
第六节 雷达目标跟踪
第秦七节皇雷岛达显航示AI海S报告学目院标
第八节 影响目标跟踪精度的因素
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
在雷达工作环境中，能够反射雷达波的物体，
全导Q航H和避D免H碰撞H。X Y
● 雷达能够及时发现远距离弱小目标，精确测
量本船Q相对H目D标的H距H离和X方Y位，确定船舶位置，
引导船舶航行。通过传感器的支持，雷达还具备
了目秦标识皇别与岛跟踪航、地海理参学考信院息显示等功能，
能够更好地避免船舶碰撞，保障航行安全。
第九章 船舶导航雷达
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
► 目秦标距皇离和岛方位航的测海量都学是在院显示器上通过
测量目标回波来完成的。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理 雷达图像基本元素
秦 皇 岛 航 海 学 院 本船周围有一岛屿，另有
一目标船与本船相向行驶
B图为海平面
Q H D H H X Y 俯视图，本船
航向000°，
目标船航行在
本船右舷，岛
Q H 屿在本船左舷
间（Time to the Closet Point of Approach，
TC秦PA）皇等的岛参考航点，海通常是学雷达院天线辐射器在
雷达屏幕上的对应位置。 最性能标准要求CCRP可以由驾驶员根据需
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
在雷达屏幕上，HL（Head Line）称为船首线，指示船 首方向，来自本船艏向装置（THD）或陀螺罗经。
（Shipborne Navigation Radar），亦称航海雷达 （Marine Radar）或船用雷达，在航海中通常简称 雷 达。
第九章 船舶导航雷达
● IMO在雷达性能标准中指出:雷达通过显示
和秦识别皇其他岛水面航船只海、障学碍物院和危险物、导航目
标和海岸线等相对于本船的位置，来帮助船舶安
秦如岸皇线、岛岛屿、航船舶海、浮学标、院海浪、雨雪、云
雾等等，统称为目标。这些目标的雷达反射波
Q H D H H X Y 被雷达天线接收后经过接收系统处理，最终在
显示器上显示为加强亮点，这些加强亮点就是 目标回波。
雷达Q系H统将D雷H达传H感X器探Y测到的本船周围目
标以平面位置图像的方式显示在屏幕上。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
早期的雷达显 示器也称PPI（平秦 皇 来自 航 海 学 院 面位置显示器），
现代雷达采用平面 光栅显示器取代了 PPI，如右图。屏
Q H D H H X Y 幕上包括了雷达图
像区域、操作菜单 区域、状态指示区 域、数据显示区域
Q H D H H X Y 等。 通常，雷达屏 幕上除了显示岛屿、 岸线、导航标忐、
Q H D H H X Y 口的指示测量目标的准确距离。 EBL（Electronic Bearing Line）称为电子方位线， 通过面板操作控制其在屏幕的指向，借助数据读出窗口的指
秦 皇 岛 航 海 学 院 示或屏幕边缘显示的方位刻度，测量目标的方位。 很多雷达将VRM/EBL联动，称为电子距离方位线 （ Electronic Range/ Bearing Line，ERBL）,可以通过 一次性操作同时测量目标的距离和方位。
报系统库Information Bank Sysrem）中的重要 组成部分，是雷达测量目标所得到的数据如距离、
方位Q、H相对D航H向和H航X速、Y本船与目标船的最近会
遇距离（Distance to the Closet Point of
ApproQacHh，DCPHA)和H航X行到Y最近会遇距离所需时
第四篇 航海仪器
第九章 船舶导航雷达
第九章 船舶导航雷达
秦皇岛航海学院 QHDHHXY QHDHHXY 秦皇岛航海学院
精品资料
第九章 船舶导航雷达
★ 什么是雷达呢？
秦 皇 岛 航 海 学 院 雷达发射微波脉冲（即电磁波）对目标进行照
射，同时接收目标对电磁波的反射回波，从而发现 目标并测定其参数，即利用电磁波来完成对目标的
秦 皇 岛 航 海 学 院 由于雷达设备自身的性能、大气传播的条件、目标
的反射能力以及周围环境的变化都会影响雷达图像的形 成与质量，使雷达探测到的目标回波图像与真实目标相
Q H D H H X Y 比，可能会有很大的变形，比如：
► 雷达回波图像类似目标迎问天线面的垂直投影； ► 雷达只能探测目标的前沿，后沿被遮挡的部分无法
秦 皇 岛 航 海 学 院 船舶等对船舶导航
避碰安全航行有用 的各种回波之外， 还出无各法种避驾免驶员地显不示希望看到的回波，如海浪、雨雪、同频干扰、云雾、噪声、假 回波等。一个专业的雷达观测者，应能够在各种杂波干扰和复杂屏幕背景中分 辨出有用回波，引导船舶安全航行。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
Q H D H H X Y 成像、识别、检测、定位和跟踪。 电磁波具有似光性，在地球表面近似以光速直线 传播，遇到物体后会被反射回去。
Q H D H H X Y 英文：Radar---Radio Detection And
Ranging，即无线电探测与测距。
秦 皇 岛 航 海 学 院 ★ 应用于船舶导航的雷达成为船舶导航雷达
后
D
H
H
X
Y
C图为雷达屏幕，扫描 中心（起始点）为本船
秦 皇 岛 航 海 学 院 参考位置，量程为12n
mile，即在雷达屏幕上 显示了以本船为中心 12n mile为半径的本船 周围海域的雷达回波。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
统一公共基准点CCRP（Consistence
秦Com皇mon岛Refe航renc海e Po学int）院：是雷达IBS（情
秦 皇 岛 航 海 学 院 发自于扫描起始点的径向扫描线在屏幕上沿顺时针方
向匀速转动，转动周期与雷达天线在空间的转动周明一致。 屏幕上等间距的同心圆称为固定距标圈（Range Ring，
Q H D H H X Y RR），每圈间隔2n mile，用来估算日标的距离。与固定距
标圈同心的虚线圆是活动距标圈（Variable Range Mark， VRM），它可以由操作者随意调整半径，借助数据读出窗
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第三节 目标观测特性
第Q四节H D影响H雷H达X正常Y观测的因素
第五Q节 H雷D达定H位H与导X 航Y
第六节 雷达目标跟踪
第秦七节皇雷岛达显航示AI海S报告学目院标
第八节 影响目标跟踪精度的因素
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
在雷达工作环境中，能够反射雷达波的物体，
全导Q航H和避D免H碰撞H。X Y
● 雷达能够及时发现远距离弱小目标，精确测
量本船Q相对H目D标的H距H离和X方Y位，确定船舶位置，
引导船舶航行。通过传感器的支持，雷达还具备
了目秦标识皇别与岛跟踪航、地海理参学考信院息显示等功能，
能够更好地避免船舶碰撞，保障航行安全。
第九章 船舶导航雷达
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
► 目秦标距皇离和岛方位航的测海量都学是在院显示器上通过
测量目标回波来完成的。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理 雷达图像基本元素
秦 皇 岛 航 海 学 院 本船周围有一岛屿，另有
一目标船与本船相向行驶
B图为海平面
Q H D H H X Y 俯视图，本船
航向000°，
目标船航行在
本船右舷，岛
Q H 屿在本船左舷
间（Time to the Closet Point of Approach，
TC秦PA）皇等的岛参考航点，海通常是学雷达院天线辐射器在
雷达屏幕上的对应位置。 最性能标准要求CCRP可以由驾驶员根据需
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
在雷达屏幕上，HL（Head Line）称为船首线，指示船 首方向，来自本船艏向装置（THD）或陀螺罗经。
（Shipborne Navigation Radar），亦称航海雷达 （Marine Radar）或船用雷达，在航海中通常简称 雷 达。
第九章 船舶导航雷达
● IMO在雷达性能标准中指出:雷达通过显示
和秦识别皇其他岛水面航船只海、障学碍物院和危险物、导航目
标和海岸线等相对于本船的位置，来帮助船舶安
秦如岸皇线、岛岛屿、航船舶海、浮学标、院海浪、雨雪、云
雾等等，统称为目标。这些目标的雷达反射波
Q H D H H X Y 被雷达天线接收后经过接收系统处理，最终在
显示器上显示为加强亮点，这些加强亮点就是 目标回波。
雷达Q系H统将D雷H达传H感X器探Y测到的本船周围目
标以平面位置图像的方式显示在屏幕上。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
早期的雷达显 示器也称PPI（平秦 皇 来自 航 海 学 院 面位置显示器），
现代雷达采用平面 光栅显示器取代了 PPI，如右图。屏
Q H D H H X Y 幕上包括了雷达图
像区域、操作菜单 区域、状态指示区 域、数据显示区域
Q H D H H X Y 等。 通常，雷达屏 幕上除了显示岛屿、 岸线、导航标忐、
Q H D H H X Y 口的指示测量目标的准确距离。 EBL（Electronic Bearing Line）称为电子方位线， 通过面板操作控制其在屏幕的指向，借助数据读出窗口的指
秦 皇 岛 航 海 学 院 示或屏幕边缘显示的方位刻度，测量目标的方位。 很多雷达将VRM/EBL联动，称为电子距离方位线 （ Electronic Range/ Bearing Line，ERBL）,可以通过 一次性操作同时测量目标的距离和方位。
报系统库Information Bank Sysrem）中的重要 组成部分，是雷达测量目标所得到的数据如距离、
方位Q、H相对D航H向和H航X速、Y本船与目标船的最近会
遇距离（Distance to the Closet Point of
ApproQacHh，DCPHA)和H航X行到Y最近会遇距离所需时
第四篇 航海仪器
第九章 船舶导航雷达
第九章 船舶导航雷达
秦皇岛航海学院 QHDHHXY QHDHHXY 秦皇岛航海学院
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第九章 船舶导航雷达
★ 什么是雷达呢？
秦 皇 岛 航 海 学 院 雷达发射微波脉冲（即电磁波）对目标进行照
射，同时接收目标对电磁波的反射回波，从而发现 目标并测定其参数，即利用电磁波来完成对目标的