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港口水域使用雷达的局限性及对策

  来源:www.ytzqtx.com

  针对部分驾引人员的雷达使用习惯,结合IMO雷达设备性能标准和港口水域船用雷达使用的实际情况,探讨在港口水域使用雷达时的注意事项。分析表明,在船舶密度极高的港口水域,雷达的避碰功能并不适用,雷达图像应进行适应性调节以应对特殊的航行环境。
  在港口水域使用雷达设备的局限性
  港口水域内船舶通航密度大,船舶间距离近且机动频繁。这些会导致雷达难以稳定跟踪目标,降低目标数据精度。
  (一)雷达的目标分辨能力有限制
  根据IMO雷达设备性能标准MSC.192(79)的规定,在平静的海面使用1.5海里或更小的量程,在量程的50%~100%范围内,两个点物标的距离分辨力应不低于40米,方位分辨力应不低于2.5度。当目标间距离小于40米或方位差小于2.5度时,雷达可能无法分辨目标,也无法稳定跟踪目标。这种超出雷达分辨能力的情况,在通航密度大的港口水域较为常见。
  图1是上海港南槽航道进口高峰时拍摄的雷达图像。图中出现了严重的回波粘连现象。其原因就是船舶密度过大,目标间距离太近,超出了雷达的目标分辨能力。雷达无法分辨这些粘连在一起的目标回波,也无法准确捕获并稳定跟踪这些目标。对那些尚可分辨的目标,即使雷达能够捕获,在跟踪的过程中也极易发生目标丢失或交换,难以获取目标的准确运动数据。

 

图一

  (二)雷达跟踪处理目标信息存在延时
  雷达捕获目标后,需要对目标信息进行滤波处理,才能稳定地跟踪目标。在滤波过程中,雷达需要累积目标的过往数据,滤除各种传感器误差,平滑目标及本船的运动和气象海况等的不利影响。在完成这些过程后,雷达才能预测目标未来的航向和航速,计算并输出目标的运动数据。从滤波的过程可以看出,雷达捕获目标后要延迟一段时间才能输出目标的运动数据。当目标发生机动航行时,由于滤波过程的耗时,导致雷达不能及时反馈目标的机动变化,对目标运动的预测存在延时。滤波过程造成了雷达对目标机动处理的延时,因而影响了雷达对近距离、高机动目标的跟踪精度[2]。
  图2中的3号目标(箭头位置)是在上海港北槽航道作业的测量船,在作业过程中多次穿越航道,其机动尤为频繁。图2是在其掉头时所拍摄。通过图中3号目标的真尾迹,可以看出测量船已经完成了掉头,并开始向东北方向航行,但其真矢量却依然指向西南方向,存在明显错误。在面对高机动的目标时,雷达提供的目标运动数据并不可靠,甚至会给出错误的数据。

 

 

 

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