船舶交通管理系统VTS

φA
hA
Rmin
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ho
3、测距离和测方位误差 （1）测距误差
包括：同步误差、计时误差、量化误差和测读误 差。（见教材3.7.4） 雷达测距误差：
RRc c2ctR
其中，
c为电波传播速度平均值的误差；
t
为测量目标
R
回波延时值的误差。
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3、测距离和测方位误差 （1）测距误差
接收反射脉冲
目标2
目标1 目标2
收发共用天线
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3） 雷达测量目标角度的方法 电磁波在均匀介质中的等速直线传播特性； 天线的定向辐射与接收。 雷达测角有振幅法和相位法。
雷达的方向性图为尖锐的瓣形。 由天线扫描机构将波束旋转至目标方向，使接收的目标 回波达到最大值，则此刻天线波束的指向即为目标方向。 目标的角坐标数据即可由天线旋转角确定。 零度起点可规定为真北向或船首向等。
p(0.2to 0.2)5 A
显示分辨率造成的误差（当波束宽度小于光点直径
时）：
来自百度文库
p
28
d RSW DR
范围：主要取决于雷达天线的水平波速宽度和方位量
化精度及显示分辨率船，舶交一通管般理系在统V0T.S1°~ 0.5°。
4、距离分辨力和方位分辨力
（1）距离分辨力
表示雷达区分同一方位上两个相邻目标的能力。
主要取决于：发射脉冲宽度、接收带宽、视频量化 精度和 显示分辨率。（见教材3.7.6）
rc
c (
2
d vR
)
其中，d为光点直径或像素单元尺寸； v R 为光点扫掠速度
（cm/us）.
范围：对港内和航道监视雷达，分辨力和定位精度是主要 指标，一般为10-20m。
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（2）方位分辨力 表示雷达能够区分同一距离上的相邻两个目标的
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散射——如果目标尺寸远大于电磁波波长，但其表面粗 糙，各单元的二次辐射指向不同，强度与分布又极不均 匀，具有随机性质。 绕射——如果目标尺寸远小于电磁波波长，使电磁波连 续弯折绕过目标，朝其背后继续传播。 谐振——当目标尺寸与电磁波波长相比拟时，特别是当 目标是一个导体，其指向与电磁波的电场矢量相平行， 相当一个电偶极子在电磁波强迫振动下产生的二次辐射， 形成特殊的天线效应。
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对一个复杂目标来说，反射、散射、绕射、“谐 振”二次辐射可能同时发生，但有主次之分。
对大量目标来说，往往散射是主要的。 除了完全绕射情况之外，反射、散射、“谐振”二 次辐射都可以用来发现目标。 主动雷达（active radar）：雷达向空间发射无线电波， 利用后向散射探测目标，也称为有源雷达。
船舶交通管理电子系统
(第3
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第3章 雷达子系统
§3.1 交管雷达的功能与组成
一、基本功能与特点
1、主要用途
（1）监视 监视管理水域内的船舶航行及违章行为，监视航路标
志及锚泊状况； （2）导航
引导船舶进出港及锚泊，保证船舶雾航、夜航安全， 提高船舶营运效率； （3）提供信息
以信号、图像等形式提供有关船舶航行的信息（包括 船舶位置、船舶分布、以及船舶的运动信息等）。
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2、基本功能
（1）探测 （2）定位 （3）显示 （4）信息源
3、主要特点
（1）较高的定位精度和分辨力； （2）低噪声、大动态范围的接收性能； （3）较强的杂波抑制能力； （4）高可靠性； （5）较高的自检船和舶交自通管控理系能统V力TS 等。
4、导航雷达基本原理
1）雷达的基本概念 雷达：利用电磁波的二次辐射、转发或固有辐射来探测目 标，获取目标空间坐标、速度、特征等信息的一种无线电 装置。 雷达目标（target）：形成对雷达电波反射并在接收机产 生回波信号的物体。
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2） 雷达探测目标的方法 （1）利用目标的电磁波二次辐射现象探测目标
电磁波在介质中传播，遇到任何电性能与传播介质 有差异的物体都会产生二次辐射现象。
目标各点产生的二次辐射电磁波与原来的电磁波相 互干涉叠加，产生反射、散射、 绕射三种情况。 反射——如果目标受到照射部分的尺寸远大于电磁波波 长，且其表面非常平滑，电磁波传播方向改变，入射角 等于反射角。
（1）最大作用距离Rmax 本身因素：发射功率PT、天线增益GA、接收机灵敏度 Prmin、工作频率f。 外界因素：目标反射性能、电波传播条件等。 评价指标：发现概率船舶交通管理系统VTS
Rmax4
2
2
PG e T A T
0.23g
64
P 3 rmin
港外搜索与监视雷达：≥24Nmile；
港区和航道监视雷达：>5-6Nmile （浓雾，中型浮标，
雷达测距误差：
Rc R c c2tR
误差范围：两目标间的测读误差<量程的5%； 偏离航道中心的测距误差<10-20m； 雷达与目标间的测距误差<10-20m。
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（2）测方位误差
包括：传递误差、脉冲间隔导致的误差、量化 误差和测读误差。（见教材3.7.5）
波束宽度造成的误差（当波束宽度大于光点直径时）：
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二、 基本组成
雷达天线 波导转换开关
收发机A
控制 单元
收发机B
显示器
信息传输或数据处理子系统
雷达子系统组成框图 船舶交通管理系统VTS
三、使用性能
1、探测范围 （1）方位范围：视管理水域环境条件及投资而定； （2）距离范围
港外搜索和监视雷达：40―50Nmile； 航道监视雷达：10-20 Nmile； 港区泊位和船舶动态监视：<10 Nmile。 2、最大最小作用距离
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2） 雷达测量目标距离的方法
雷达
目标
（1）基本原理
目标的距离R为：
R
R
1 2
CtR
式中，tR为电磁波往返传播引起的时延；
C为电磁波在自由空间中传播的速度，数值为
3108m/s；
1s相当于150m。
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（2）脉冲法测距——幅度调制
原理图示：
TF
发射脉冲
目标1
Pd≥95%）;
>8-10Nmile（浓雾，10m长小
船，Pd≥95%）;
>14Nmile （浓雾，中型船舶，
Pd≥95%）;
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（2）最小作用距离Rmin
表示雷达观测近距离小目标的能力。
Rmin=(hA-ho)ctg(kφA) 内在因素：脉冲宽度、接收机灵敏度恢复时间、 天线架设高度、天线垂直波束宽度； 外在因素：目标高度。