雷达(幻灯片)(6)(ARPA)PPT课件
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检测中，为判别信号和干扰，即判别每一个量化单元内有无目 标，采用了M/N准则。M/N准则的原意是M OUT OF N，缩写为 MOON。即在N次探测中，若某个单元有M及以上次数探测到回 波，则判断这个单元为有回波。
显然，N大，目标不易丢失。M大，不易发生误将干扰认为目 标的错误。故6/8比2/3的检测性能好。
二．局限性（P113） 1．由于采用低亮度显示，仅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 景中可靠识别物标回波。 2．由于采用实时扫描，只能显示目标的当前位置，不能直 接显示目标的航向、速度，更不能预测未来及显示历史航 迹，因而不能看清现场运动态势，难以判断目标是否存在 碰撞危险。 3．由于不能直接给出碰撞参数，只能通过人工标绘求出， 费时、不直观、不准确，不适应多目标、快速逼近及机动 频繁的场合。 4．不能直接验算避碰效果。
用矢量前方的六边形表示预测危险 区PAD（Predicted Area of Danger） ，有真矢量和相对矢量可供选择。其 特点是避碰应用直观、简便。但多目 标时屏面混乱。目前仅SPERRY公司 采用。 三 按显示方式分类： 1 径向圆周扫描 2 TV光栅扫描
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第二章 ARPA基本工作原理(P119)
操船指令
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第三节 ARPA系统的分类及特点(P117) 一．按系统组合方式分类 1．分立式ARPA系统 2．组合式ARPA系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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二．按显示目标动态的方式分 1．矢量型ARPA
用矢量表示本船和被跟踪船的动态 （包括当前位置、航向、速度、预测 位置等）。有真矢量和相对矢量可供 选择。其特点是综合画面清晰，为目 前多数ARPA所采用。 2．图示型ARPA
如：CPA>MIN CPA; TCPA>MIN TCPA: 安全 CPA≤MIN CPA;TCPA>MIN TCPA: 危险,但不紧迫 CPA≤MIN CPA;TCPA≤MIN TCPA: 非常危险,立即避让
7)求安全避让的航向、速度（要求先输入本船的航向、速度）
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2. Manual plotting(P111) 1) 速度三角形△ABD VR = AB：目标相对速度（6 min ）- 目标相对运动线：
②距离、方位信号的量化及数字化
2）陀螺罗经航向及计程仪 航速的量化、数字化。
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第二节 目标自动检测、录取和跟踪 一．数字式目标自动检测（P121、122） 1．定义
在噪声、干扰背景中识别目标的存在，称为雷达信号检测。 2．方法
ARPA的信号检测是在信号的预处理后进行的，即在预处理后 的剩余杂波背景中进行的。为满足ARPA的高速度、大容量及高 精度的要求，ARPA中均采用数字式目标自动检测装置。
操船指令
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二．ARPA本机 1．接口电路(Interface)： 将传感器信号进行极性、幅度变换，模数变换。 2．预处理电路(Pre_Process)： 对雷达原始视频进行杂波处理及模数变换。 3．目标检测(Target Detector)：对预处理的回波信号进行自动检测。 4．目标录取(Target Acquisition)：人工或自动将检测目标位置数据送入跟踪器 5．跟踪器：对已录取目标进行自动跟踪，建立运动轨迹 6．电子计算机(Computer)：是ARPA的核心，控制自动录取、跟踪、计算目标航 行、碰撞参数、判断有无碰撞危险、各种计算与标绘。
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第二节 ARPA系统的组成及各部分的作用(P115)
一．传感器( Sensor) 1．雷达：触发脉冲、视频、首线、天线方位信号 2．陀螺罗经(Gyrocompass) ：本船航向信号 3．计程仪(Log)：本船航速信号 4．外存储器(Memory)（磁带、盘、光盘） ：视频地图、电子海图。
操船指令
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7．显示器(Indicator)：包括PPI显示器及数据显示器。前者显示目 标回波数字视频或原始视频、矢量、图形、字符。后者显示航行、 碰撞参数。（两者可分开也可合一） 8．控制台：通过对操纵杆、键、钮，把操作信息送入计算机；接 收来自计算机的各种报警信息及操船指令。 9．电源：将雷达中频电源变成ARPA需要的各种电源。
第一节 各种传感信号的预处理
一．预处理的必要性 抗杂波处理可减少ARPA在对目标的自动检测、录取及跟
踪过程中发生误、漏、丢现象，提高ARPA工作的可靠性和精 度。
对陀螺罗经航向及计程仪航速的量化、数字化可使其符合 计算机的要求。
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二．预处理的内容（P119） 1）雷达原始视频的预处理： ①杂波处理：海浪、雨雪、同频 干扰及机内噪声的抑制。
第二篇 自动雷达标绘仪（ARPA）
Automatic Radar Plotting Aids 第一章 绪论
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第一节 普通船用雷达用于避碰的局限性 一．雷达在避碰中的应用(P111) 1．相对运动用于避碰-人工标绘： 1）选物标 2）测量物标初始位置 3）监视物标移动 4）隔一定时间（如6分钟）再测量物标位置 5）求相对运动参数：相对航向、速度、 6）求CPA、TCPA并与设定的MIN CPA MIN TCPA比较。
RML －VO = AD：反向本船速度 VT = DB：目标真速度（6 min ）- 目标真运动线： TML 2) 碰撞三角形△BCO
DCPA = OC C点是本船O到RML的垂足，称作CPA：目标船离本船 最接近点(Closest Point of Approach)
TCPA = BC/ VR 目标线：OB 3)判断目标A的碰撞危险 如CPA≤09.m11.2i0n20 CPA－危险目标，当DCPA＝0，即RML 3
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二 目标的录取、跟踪（P122-125） 定义：对需要跟踪的目标的选择及其跟踪的开始，称为ARPA的目标录取。 任务：目前，航海雷达的ARPA录取的任务包括目标的方位、距离数据的录取 。专门用途的设备还包括目标属性和尺度数据的录取。 方法： （一）人工录取(Manual Acquisition) 1．方法 采用操纵杆（Joystick）或操纵球或键钮将录取符号（○、□、＋、⊙等）套住目 标，再按一下录取键就完成了录取动作 2．录取原则 先近距离、船首、右舷、左舷。 3．优缺点 优点：可按危险程度作出录取的先后次序，选择性强、目的性强。 缺点：速度慢，不适应多目标。易疏忽、漏录目标、并需连续观测，不断更新 换旧，负担重。 4．性能标准 见标准二及三-1。
显然，N大，目标不易丢失。M大，不易发生误将干扰认为目 标的错误。故6/8比2/3的检测性能好。
二．局限性（P113） 1．由于采用低亮度显示，仅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 景中可靠识别物标回波。 2．由于采用实时扫描，只能显示目标的当前位置，不能直 接显示目标的航向、速度，更不能预测未来及显示历史航 迹，因而不能看清现场运动态势，难以判断目标是否存在 碰撞危险。 3．由于不能直接给出碰撞参数，只能通过人工标绘求出， 费时、不直观、不准确，不适应多目标、快速逼近及机动 频繁的场合。 4．不能直接验算避碰效果。
用矢量前方的六边形表示预测危险 区PAD（Predicted Area of Danger） ，有真矢量和相对矢量可供选择。其 特点是避碰应用直观、简便。但多目 标时屏面混乱。目前仅SPERRY公司 采用。 三 按显示方式分类： 1 径向圆周扫描 2 TV光栅扫描
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第二章 ARPA基本工作原理(P119)
操船指令
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第三节 ARPA系统的分类及特点(P117) 一．按系统组合方式分类 1．分立式ARPA系统 2．组合式ARPA系统
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二．按显示目标动态的方式分 1．矢量型ARPA
用矢量表示本船和被跟踪船的动态 （包括当前位置、航向、速度、预测 位置等）。有真矢量和相对矢量可供 选择。其特点是综合画面清晰，为目 前多数ARPA所采用。 2．图示型ARPA
如：CPA>MIN CPA; TCPA>MIN TCPA: 安全 CPA≤MIN CPA;TCPA>MIN TCPA: 危险,但不紧迫 CPA≤MIN CPA;TCPA≤MIN TCPA: 非常危险,立即避让
7)求安全避让的航向、速度（要求先输入本船的航向、速度）
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2. Manual plotting(P111) 1) 速度三角形△ABD VR = AB：目标相对速度（6 min ）- 目标相对运动线：
②距离、方位信号的量化及数字化
2）陀螺罗经航向及计程仪 航速的量化、数字化。
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第二节 目标自动检测、录取和跟踪 一．数字式目标自动检测（P121、122） 1．定义
在噪声、干扰背景中识别目标的存在，称为雷达信号检测。 2．方法
ARPA的信号检测是在信号的预处理后进行的，即在预处理后 的剩余杂波背景中进行的。为满足ARPA的高速度、大容量及高 精度的要求，ARPA中均采用数字式目标自动检测装置。
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二．ARPA本机 1．接口电路(Interface)： 将传感器信号进行极性、幅度变换，模数变换。 2．预处理电路(Pre_Process)： 对雷达原始视频进行杂波处理及模数变换。 3．目标检测(Target Detector)：对预处理的回波信号进行自动检测。 4．目标录取(Target Acquisition)：人工或自动将检测目标位置数据送入跟踪器 5．跟踪器：对已录取目标进行自动跟踪，建立运动轨迹 6．电子计算机(Computer)：是ARPA的核心，控制自动录取、跟踪、计算目标航 行、碰撞参数、判断有无碰撞危险、各种计算与标绘。
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第二节 ARPA系统的组成及各部分的作用(P115)
一．传感器( Sensor) 1．雷达：触发脉冲、视频、首线、天线方位信号 2．陀螺罗经(Gyrocompass) ：本船航向信号 3．计程仪(Log)：本船航速信号 4．外存储器(Memory)（磁带、盘、光盘） ：视频地图、电子海图。
操船指令
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7．显示器(Indicator)：包括PPI显示器及数据显示器。前者显示目 标回波数字视频或原始视频、矢量、图形、字符。后者显示航行、 碰撞参数。（两者可分开也可合一） 8．控制台：通过对操纵杆、键、钮，把操作信息送入计算机；接 收来自计算机的各种报警信息及操船指令。 9．电源：将雷达中频电源变成ARPA需要的各种电源。
第一节 各种传感信号的预处理
一．预处理的必要性 抗杂波处理可减少ARPA在对目标的自动检测、录取及跟
踪过程中发生误、漏、丢现象，提高ARPA工作的可靠性和精 度。
对陀螺罗经航向及计程仪航速的量化、数字化可使其符合 计算机的要求。
09.11.2020
10
二．预处理的内容（P119） 1）雷达原始视频的预处理： ①杂波处理：海浪、雨雪、同频 干扰及机内噪声的抑制。
第二篇 自动雷达标绘仪（ARPA）
Automatic Radar Plotting Aids 第一章 绪论
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第一节 普通船用雷达用于避碰的局限性 一．雷达在避碰中的应用(P111) 1．相对运动用于避碰-人工标绘： 1）选物标 2）测量物标初始位置 3）监视物标移动 4）隔一定时间（如6分钟）再测量物标位置 5）求相对运动参数：相对航向、速度、 6）求CPA、TCPA并与设定的MIN CPA MIN TCPA比较。
RML －VO = AD：反向本船速度 VT = DB：目标真速度（6 min ）- 目标真运动线： TML 2) 碰撞三角形△BCO
DCPA = OC C点是本船O到RML的垂足，称作CPA：目标船离本船 最接近点(Closest Point of Approach)
TCPA = BC/ VR 目标线：OB 3)判断目标A的碰撞危险 如CPA≤09.m11.2i0n20 CPA－危险目标，当DCPA＝0，即RML 3
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二 目标的录取、跟踪（P122-125） 定义：对需要跟踪的目标的选择及其跟踪的开始，称为ARPA的目标录取。 任务：目前，航海雷达的ARPA录取的任务包括目标的方位、距离数据的录取 。专门用途的设备还包括目标属性和尺度数据的录取。 方法： （一）人工录取(Manual Acquisition) 1．方法 采用操纵杆（Joystick）或操纵球或键钮将录取符号（○、□、＋、⊙等）套住目 标，再按一下录取键就完成了录取动作 2．录取原则 先近距离、船首、右舷、左舷。 3．优缺点 优点：可按危险程度作出录取的先后次序，选择性强、目的性强。 缺点：速度慢，不适应多目标。易疏忽、漏录目标、并需连续观测，不断更新 换旧，负担重。 4．性能标准 见标准二及三-1。