4.雷达显示方式及ARPA简介

特点： 代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其 真实航向及成比例航速在屏面上进行移动，而固 定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类： 按速度类别来分，包括：对水真运动与对地真运 动显示方式，避碰用对水真运动方式更准； 按速度输入源来分，包括：计程仪真运动和模拟 真运动。
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回波原始视频 触发脉冲 PPI 综合 显示器
X/S 波段 雷达
预处理 触发脉冲
计
天线角位置 及传授信号
罗经 计程仪 外存器
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输入/
输出
接口
目标 检测 录取
跟 目标 算 数据 数据 机 踪 显示器 布置 器 跟踪 报 操作 操船 警 ARPA 指令 指令 电源 ARPA 控制台 中频电源
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二、ARPA简介
（三）ARPA分类 3、按显示器的扫描方式分： （1）径向圆扫描：沿用常规船用雷达扫描方式。 （2）光栅扫描（raster-scan） ：为近年新生产 的ARPA采用，具有高亮度、高分辨力特点。
CB-180采用光栅扫描。
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一、雷达的显示方式
（一）显示方式分类


从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分： 相对运动显示方式RM (Relative Motion) 真运动显示方式TM (True Motion) 以荧光屏正上方的指向划分： 船首线向上 H UP (Head Up)； 指北向上 N UP (North Up)； 航向向上CRS UP (Course Up)。
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二、ARPA简介



ARPA设有数据显示器，显示目标六数据（方位、 距离、航向、航速、CPA、TCPA）。 由于一些技术及成本上的原因，以往的ARPA功能 只能在大型雷达上实现。 但目前在雷达开发和生产中一直处于世界领先地 位的英国雷松公司率先在中小型雷达上实现了 ARPA功能。R80和RL80C系列的雷松雷达可以同时 跟踪十个目标并附带数据盒显示目标六数据。对 船舶避碰、导航提供很大的帮助。
一、雷达的显示方式——真运动显示方式
按屏幕上方指向分，包括：北向上显示方式与航 向向上显示方式；
1、北向上真运动显示方式

特点： 显示屏正上方代表北，船首线指向实际航向值， 本船转向时船首线移动，其它目标按原来的运 动方式不变；
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一、雷达的显示方式——真运动显示方式
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二、ARPA简介
（三）ARPA分类 2、按显示目标运动方式分： （2）PAD型：用矢量前方的六角形表示预测危 险区PAD（Predicted Area Danger）。也有真 矢量型和相对矢量型。 特点：避碰应用直观简便。 注：只有SPERRY公司的ARPA采用。
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
2、指北向上显示模式

需要输入罗经航向，用N UP表示。 特点： （1）方位圈0°在荧光屏正上方并代表罗北，船 首线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上 的读数是真方位——“真方位显示方式” ； （2）本船转向时，船首线始终跟踪实际航向而随 之转动。其它目标按自己的航速、航向运动。
信 号 预 处 理 与 目 标 检 测
录 取
跟 踪 器
危 险 YES 船
试 操 船
逐个/全 部清除
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解 除 报 警
变 速 变速 指令
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二、ARPA简介
（三）ARPA分类 1、按ARPA系统与雷达的组合方式分： 分立式：雷达显示器ARPA显示器分开，两显示 器图像可对照观测分析，但设备多、贵。 组合式：两显示器合二为一，成本低、设备简 化。现被大多数ARPA系统采用。 CB-180雷达属于组合式ARPA系统。
二、ARPA简介
（四）ARPA显示信息及显示方式
1、ARPA显示信息 包括数字显示器及综合显示器显示的信息。 （1）数字显示器显示的信息： 目标六参数：方位、距离、真航向、 真航速、CPA、TCPA； 本船参数：航向、航速。
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二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式
第四讲 雷达显示方式和ARPA雷达简介
教学目的：


掌握雷达的显示方式； 了解ARPA雷达的基本功能； 掌握ARPA雷达显示模式及危险判断。
重点难点：雷达的显示方式及利用ARPA显示参数
判断危险目标。
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一、雷达的显示方式

（一）显示方式分类 （二）相对运动的显示方式 （三）真运动的显示方式
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
指北向上显示模式优缺点： 优点： 可方便地测得目标的真方位，且在本船转向或船首 偏荡时，目标回波在屏面上不动，屏面图像仍十分 清晰，因此在观测、定位时十分方便，故又称其为 “稳定显示模式”。 不足： 当航向在090°～270°之间，特别是180°附近时， 船首线指向屏面下方，观测十分不习惯，容易搞错 左右舷角，这对避碰操作是十分不利的。

二、ARPA简介


ARPA：Automatic Radar Plotting Aid的缩写， 中文译成“自动雷达标绘仪” 它能人工或自动捕捉目标，捕获后自动跟踪目 标并以矢量形式在显示器屏幕上显示目标的航 向和航速。可由操作者设定最近会遇距离(CPA) 和到达最近会遇距离的时间(TCPA)的允许界限， 当目标的CPA、TCPA小于所设定的允许界限时， 会以各种方式(视觉或音响)报警，提醒驾驶员 采取避让措施。
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二、ARPA简介
SHM( 0°) t3 t3
t2
VT t1 T
t2 VO O(本船)
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t1
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二、ARPA简介
SHM( 0°) T.M.L
目标的 视运动 T2 VT VR
T1(目标) －VO B 目标标绘期 间真运动
两船保向保速时 预计的视运动 VO (CPA) A
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二、ARPA简介

（二）ARPA避碰工作过程
目标 超过 20个 报警
设置 保持 MIN CPA 航向 MIN TCPA 航速 计 算 航 行 与 避 碰 数 据 NO 声 光 报 警 试 操 船 航 向 航 速 避 碰 规 则 转向 指令 转 向 转向 变速
陀 螺 罗 经 雷 达 计 程 仪
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
船首向上显示模式的优缺点


优点： 非常直观，屏面上图像分布情况与雷达操纵使 用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致， 特别是目标在屏面上的方向是舷角，对于判断 是否有碰撞危险十分方便，是最常用的一种显 示方式。 不足： 转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的 弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。
北向上真运动显示方式优缺点：


优点： 直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情 况一样，在狭水道航行时更有利。 不足： 当航向处在090°～270°之间时，观测、使用就 会不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对避 让及航行会造成不利。
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一、雷达的显示方式——真运动显示方式
一、雷达的显示方式——相对运动显示
3、航向向上显示模式

需要输入航向，用CRS UP表示。 特点： （3）本船转向时，船首线随航向转动，固定目 标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、清 晰。当航向改变完毕，只要按一下“新航向向 上”(New Course up)按钮，则船首线、图像及 可动方位圈一起转动，直到船首线指向固定方 位刻度圈的0°为止。因此，它总是可以保持直 观的观测。
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
3、航向向上显示模式
需要输入航向，用CRS UP表示。 特点： （1）船首线指向屏面上方，图像与视外景一致，非 常直观； （2）一般配有陀螺罗经稳定的可动方位圈或电子方 位刻度圈，可读目标的真方位和舷角；

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一、雷达的显示方式
（二）相对运动的显示方式
特点： ①代表本船位置的扫描中心不动； ②周围物标相对于本船作相对运动，固定目标则与 本船等速反向移动 ； ③无需航速输入。是雷达常用的一种显示方式。 包括： 1、船首向上(H UP)图像不稳定显示模式； 2、指北向上(N UP)图像稳定显示模式； 3、航向向上(CRS UP)图像稳定显示模式。
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
3、航向向上显示模式


优点： 结合了船首向上和指北向上的优点，克服了两种 显示模式的不足。 不足： 使用起来不方便，特别是在高速运动和转向时 恢复时间受到了一定的限制。
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一、雷达的显示方式
（三）真运动的显示方式
（2）综合显示器显示的信息 综合显示器：显示回波图像和各种字符。 回波图像：数字视频（处理视频）或者原始图像。 ①定性符号： 录取符号： □、 ＋、 ○、×等； 目标性质符号：安全目标：⊙ • 等； 危险目标：△、○、◇等； 紧急危险目标，常以危险目标闪烁表示。
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目视线
R.M.L
DCPA
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O(本船)
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二、ARPA简介

避碰标绘结论： 当DCPA=0时，目标船将与本船相遇于CPA处， 即两船相碰。 为避免两船相碰，应该使得DCPA不能小于某 一设定值min DCPA。
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二、ARPA简介

（一）ARPA系统组成及各部分作用
2、航向向上真运动显示方式
特点： 与相对运动航向向上显示方式一样， 唯一的区别是： 扫描中心与实际速度成比例地在屏幕上移动。
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一、雷达的显示方式
（四）两大显示方式的比较


需要外接信号情况 相对运动：无需外接信号或只需航向信号。 真运动：需要航向、航速信号。 图像稳定情况 相对运动：一种图像不稳定显示，另两种图像 稳定显示。 真运动：全都属于图像稳定显示。
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二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式
（2）综合显示器显示的信息 ①定性符号： 跟踪目标编号闪烁，夜间编号旁边显示“T”； 闯入警戒区目标：<、 ○ 、▽、 刚丢失目标：○ 、□、∠、六边形PAD符号闪烁； 正被指定读数的目标：△、×，套在目标位置上的 录取符：○、×，套在目标编号上：□等等。 指北符号：︱或￤。
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一、雷达的显示方式
各显示模式的全称


相对运动 船首向上图像不稳定的相对运动显示模式 指北向上图像稳定的相对运动显示模式 航向向上图像稳定的相对运动显示模式 真运动 指北向上图像稳定的真运动显示模式 航向向上图像稳定的真运动显示模式
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一、雷达的显示方式——相对运动显示
1、船首向上显示模式


无需输入罗经航向，用H UP表示。 特点： （1）船首方向在荧光屏方位圈上为0°，由此读 取的其他物标方位是相对方位(即舷角)——“相 对方位显示方式”。 （2）本船转向时，船首线始终指向固定刻度圈 0°不动，而周围目标则向相反方向以本船为中 心作圆周运动，在目标后面留下一段弧形尾迹， 影响观测。 它是一种图像不稳定的模式。
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二、ARPA简介
（三）ARPA分类 2、按显示目标运动方式分： （1）矢量型：用矢量表示被跟踪目标的动态。 为目前大多数ARPA系统所采用。 分相对矢量和真矢量方式： 相对矢量：屏幕上可观测CPA、TCPA值，可快速 判断存在碰撞危险的目标。 真矢量：屏幕上可观测目标的真航向、真航速及 态势角。
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二、ARPA简介——ARPA显示信息及显示方式
（2）综合显示器显示的信息 ②定量符号： 包括相对矢量RV、真矢量TV。 起点表示当前位置，方向表示运动方向，长度表示 设定时间内的预测航程。 ③图示符号： PPC，用“○”表示；PAD，用六边形表示。 港口轮廓：用线段、点、圆圈等表示。 导航线：人工设置