Использование РЛС и САРП для расхождения судов.

Способность судовой радиолокационной станции (РЛС) обнаружить встречные суда дает возможность использовать ее для предупреждения столкновения судов, особенно в плохую видимость.

Перемещение эхо-сигнала на индикаторе кругового обзора (ИКО), в режиме относительного движения, представляет собой линию относительного движения встречного судна и называется линией относительного движения (ЛОД). По направлению ЛОД нельзя определить элементы движения встречного судна (курс и скорость), но можно оценить обстоятельства встречи, т.е. существует или нет угроза опасного сближения судов. Если ЛОД проходит центр ИКО или вблизи его, то опасность столкновения существует. Убедившись в том, что существует опасность столкновения, необходимо принять меры для ее устранения, предусмотренные МППСС-72. Правильное решение задачи по расхождению со встречным судном может быть принято только после определения элементов движения цели (ЭДЦ), т.е. курса и скорости встречного судна.

ЭДЦ определяют графическим путем (прокладкой) на маневренном планшете, на навигационной карте или листе бумаги (Рис. 39). Различают прокладку истинную и относительную. Истинная прокладка выполняется на навигационной карте или листе бумаги.

N_и

А₃ В₃

ИК_н A₂ В₂

В₁

А₁ ИК_ц Рис. 39

Для этого на карте проложен путь движения судна, работает курсоуказатель и лаг (прибор, показывающий скорость судна и пройденное им расстояние).

Обнаружив на ИКО эхо-сигнал встречного судна, определяют его истинный пеленг (ИП₁) и дистанцию (D₁), замечают время (Т₁) по секундомеру и отсчет лага (ОЛ₁). Через 2 – 6 минут наблюдение повторяют, измеряя ИП₂, ИП₃ и D₂, D₃. В это же время засекая Т₂, Т₃ и ОЛ₂, ОЛ₃. На линии курса своего судна отмечают счислимые точки в моменты наблюдений и из каждой точки по пеленгу и дистанции наносят места наблюдаемого судна (В₁, В₂, В₃). Соединив эти места (точки В_i) прямой, получают линию действительного перемещения наблюдаемого судна. По расстоянию между нанесенными точками В₁, В₂ и В₃ и времени Т₁, Т₂ и Т₃ определяют скорость судна, идущего на пересечку курса. Расстояние измеряется в милях, а время в секундах.

V_ц =

Относительная прокладка выполняется на маневренном планшете. При этом считается, что свое судно неподвижно и находится в центре ИКО и маневренного планшета (точка О). По пеленгам и измеренным расстояниям относительно центра ИКО на планшете наносят места встречного судна В₁, В₂ и В₃ в масштабе планшета (1 миля – одно деления планшета). Точки В₁, В₂ и В₃ соединяют прямой линией, являющейся линией относительного движения (ЛОД). Из центра планшета (точка О) на ЛОД опускают перпендикуляр ОС, длина которого является кратчайшим расстояние сближения судов D_кр).

Время сближения на кратчайшее расстояние определяется по формуле:

Т_кр =

Для нахождения элементов движения встречного судна (ЭДЦ), при центре планшета стоят треугольник скоростей в принятом масштабе

(Рис. 40).

Вектор скорости своего судна (V_н) откладывают от центра планшета по истинному курсу (ИК_н).

ИК_н

В₁ ИК_м

V_н В₃ В₂

V_p

V_н

V_ц · К

О

D_з

Рис. 40

Из его конца проводят линию параллельную ЛОД, а на этой линии откладываем вектор относительной скорости, модуль которой рассчитывают следующим образом:

V_p =

Соединив точку О с концом вектора V_p, получают вектор скорости встречного судна V_ц. Направление вектора V_ц дает истинный курс, а его величина, в принятом масштабе, – скорость встречного судна. При относительной прокладке ЭДЦ получают проще и быстрее, чем при истинной прокладке, причем наблюдатель, в первую очередь, может получить данные об обстоятельствах встречи (D_кр, T_кр) и представляется возможность вести прокладку движения нескольких судов.

Чтобы решить задачу на расхождение с целью в заданной дистанции (D_з), нужно через точку В₃ провести линию касательную окружности радиуса D_з (намеченная дистанция расхождения). Эта линия определит направление линии ожидаемого относительного движения (ЛООД), затем выполнить построение треугольника скоростей. В треугольнике скоростей из конца вектора V_ц проводят линию параллельную ЛООД. Пересечение этой линии с V_н определит скорость, с которой следует идти, не меняя курса или новый курс, определяемый пересечением ЛООД с окружностью, равной скорости нашего судна V_н (точка К). Новое направление V_н и определит новый курс, которым следует идти для расхождения с целью в заданной дистанции.

После поворота на новый курс или изменения скорости для расхождения с целью, нужно систематически вести наблюдение за целью и наносить ее место на маневренном планшете, для проверки правильности принятого решения по расхождению и своевременного обнаружения ухудшения обстановки по каким – либо причинам.

Приведенный способ определения ЭДЦ и расчет маневра на расхождение с целью решает задачу при центре планшете. Более наглядным будет способ решения этих же задач на периферии планшета, когда при точки обнаружения цели В₁ строят скоростной треугольник, определяют ЭДЦ, а затем выбирают маневр на расхождение. Недостатком этого способа является мелкий масштаб, когда путевой и скоростной треугольники решаются в одном масштабе.

Средства автоматизированной радиолокационной прокладки (САРП).

САРП предназначаются, в основном, для предупреждения столкновения судов и облегчения выбора маневра в сложной навигационной обстановке. В САРП с помощью ЭВМ происходит автоматическая обработка всей (или по выбору судоводителя) радиолокационной информации (эхо-сигналов подвижных и неподвижных объектов). Данные о целях показываются на радиолокационном регистраторе ситуации (РИС) в векторной форме. Длина вектора скоростей целей на РИС соответствует заданному времени экстраполяции. Изменяя это время, изменяют длину векторов и определяют точки, в которых окажутся цели через определенное время экстраполяции. В зависимости от ориентировки изображения на РИС (по норду или по курсу) движение целей представляется: а) на линии истинного движения (ЛИД) или б) на линии относительного движения (ЛОД). Индикация ЛОД, как говорилось ранее, позволяет очень быстро оценить опасность столкновения. Индикация ЛИД позволяет легко отличать неподвижные объекты (без векторов) от подвижных (с векторами скорости и направления движения целей).

Если на отметку любой цели, видимой на РИС, нанести светящийся маркер, то вычисленные ЭВМ данные об этой цели будут индицироваться в цифровой форме на специальном индикаторе: дистанция и пеленг на цель, D_кр, Т_кр, курс, скорость цели. При этом параметры движения цели будут текущими, т.е. относиться к настоящему моменту. РИС обеспечивает более высокую наглядность ситуации по сравнению с изображением на ИКО РЛС. На РИС можно «проиграть» маневр на расхождение с опасными целями, что позволяет выбрать оптимальное решение задачи. САРП успешно используется и для решения ряда навигационных задач:

- определение место судна по пеленгам и дистанциям неподвижных объектов, получая мгновенно необходимые данные. Это позволяет вести непрерывный контроль места судна при плавании в узости,

- определение D_кр до неподвижных объектов (острова, мысы, буи, плавмаяки),

- определение скорости и направления течения. При ориентировании ИКО по норду в режиме ЛИД, на РИС у неподвижных объектов будут видны векторы (это и есть скорость и направление течения, если, конечно, курс и скорость судна вводятся без погрешностей),

- при отсутствии течения можно, наведя маркер на неподвижный объект, определить поправку к скорости своего судна и угол сноса, исходя из данных о векторе выбранного неподвижного объекта,

- вести обсервационное счисление, т.е. по навигационным параметрам на неподвижный объект (пелен, дистанция) рассчитываются автоматически обсервованные координаты места судна (j_о,l_о),

- позволяет непрерывно контролировать движение судна (с дискретностью в 1 минуту) относительно линии заданного пути, что практически избавляет судоводителя от ручной прокладки.

Наряду с достоинствами, САРП имеют целый ряд объективных ограничений и недостатков, которые должен учитывать судоводитель:

- так как САРП использует информацию, полученную с РЛС, то все ограничения РЛС действуют и в САРП. Если РЛС не обнаруживает объекты, то и САРП не будет их видеть. Вредные помехи на РЛС будут воздействовать и на САРП, показывая как ложную цель,

- через три минуты после начала автосопровождения относительный курс цели вычисляется с погрешностью 3-5°, относительная скорость – с погрешностью один узел, Dкр – 0,5-0,7 мили, Т_кр – с погрешностью до одной минуты,

- данные, вычисленные САРП, выдаются с запаздыванием, необходимым для набора первичной информации в течение некоторого времени,

- надежные результаты расчетов основных обстоятельств расхождения с целью и ее элементов движения можно получить не ранее чем через 3 минуты.

Несмотря на отмеченные ограничения и недостатки, которые должным быть знакомы, и учитываться судоводителем для умелого использования САРП при решении задач на расхождение с целью и навигационных задач. Это будет способствовать, безусловно, снижению навигационных аварий.

Упростится решение задачи с введением на морском флоте автоматической индексификационной системы (АИС), которая позволит не только опознать судно видимое на экране ИКО, но и прочитать курс и скорость, каким это судно следует.