Тема 14. Реализация САРП в РЛС “Океан-с” и Бридж-мастер.

Даже самые простые модели радаров Bridge Master-E имеют мощную систему подавления помех. Эта система позволяет установить автоматический режим подавления помех даже вблизи побережья, полностью исключая необходимость оперативной регулировки радарного изображения навигатором.

Радары BridgeMaster-E могут комплектоваться джойстиком или трекболом, а также специализированной дополнительной клавиатурой, обеспечивающей альтернативное управление основными функциями радара. В некоторых конфигурациях радара панель управления может устанавливаться отдельно, в наиболее удобном для навигатора месте. Различные варианты конфигураций позволяют встроить радар в интегрированный мостик.

Радары BridgeMaster-E ARPA и ATA могут отслеживать одновременно до 40 целей с относительными скоростями до 150 узлов. Захват целей можно произвести как в ручном, так и в автоматическом режимах, выстраивая многоугольные и кольцевые охранные зоны и сектора. Навигатор может отобразить все данные о захваченной цели или параметры СРА/ТСРА шести выбранных целей. Базовая модификация ЕРА имеет возможность отображать до 10 вручную захваченных целей одновременно.

Рисунок. 18. Внешний вид дисплея РЛС/САРП BridgeMaster-E 250 EPA

Изображение на экране радара состоит из нескольких слоев, позволяющих навигатору выбирать ту информацию, которая ему необходима. Используемые цвета и символы являются стандартными, в том числе и для ECDIS. Построение изображений может осуществляться собственными средствами управления радаром или можно получать изображения, созданные системой электронной картографии. ECDIS и радар могут быть частью интегрированного мостика или быть связанными друг с другом через NMEA-интерфейс.

Рисунок 19. Внешний вид дисплея РЛС/САРП Bridge Master-E 340 EPA

Радары Bridge Master-E принимают все данные о навигационной обстановке непосредственно от навигационных приборов или от электронной картографической системы. Кроме положения собственного судна, его широты и долготы, радар способен показывать пройденный путь, обеспечивая навигатора информацией об отклонении судна от курса. Количество точек отображаемого пути зависит от типа навигационного датчика. С датчиком производства LittonMarineSystems радар покажет 5 предыдущих путевых точек вместе с последней, шестой, точкой.

Основные характеристики дисплея BridgeMaster: настольное и консольное исполнение; высокая разрешающая способность; размер изображения – 250 мм; вес – 48 кг, прибор контроля излучения; управление трекболом; дополнительная панель управления; функция ATA; функция ARPA; видеопроцессор.

Основные характеристики дисплея BridgeMaster-E 340 EPA: консольное исполнение; средняя разрешающая способность; размер изображения – 340 мм; вес – 205 кг; прибор контроля излучения; управление трекболом; дополнительная панель управления; функция ATA; функция ARPA; видеопроцессор.

Рассмотрим особенность отображения информации на экране и табло САРП «Океан-С» в режиме АРП (Рисунок.20).

Рисунок.20. Экран САРП Океан-С

С помощью радиально-круговой развертки создается радиолокационное изображение круговой обстановки (первичная радиолокационная информация):

4 – метка курса;

5 – протяженные цели;

8 – точечные цели;

13 – неподвижные визиры дальности.

С помощью координатных разверток на экране ЭЛТ отображается следующая информация (вторичная радиолокационная информация):

1 – символ подвижного координатного маркера в виде знака умножения;

2 – цифровой формуляр маркера с данными о пеленге В и дальности D;

3 – машинная метка курса в виде короткого вектора, выступающего за пределы экрана. Она высвечивается во всех режимах работы и является указателем курса судна по круговой шкале экрана;

6 - символ начала развертки (положение своего судна) в виде кольца;

7 – символ начала отсчета координат в виде перекрестия;

9 – вектор перемещения цели, длина которого соответствует времени экстраполяции, установленному оператором;

10 – символы сопровождаемых целей для подвижных объектов в виде «корабликов»;

11 – вектор перемещения цели, длина которого соответствует времени экстраполяции, установленному оператором;

12 – охранное кольцо;

14 – символы сопровождаемых целей в виде кружков для неподвижных объектов;

К вторичной радиолокационной информации относится цифровой формуляр целей, находящихся под символом подвижного маркера, индуцирующих одну из следующих пар параметров: пеленг В и дальность D, курс К и скорость V, дистанцию Dкр и времяТкр.

Индицируемую пару параметров оператор выбирает, нажав клавиши соответствующих сенсоров. Параллельно информация попарно отображается на цифровом табло справа от экрана (как, правило).

Охранное кольцо 12 позволяет штурману в зависимости от навигационной обстановки устанавливать размер опасной зоны. При пересечении отметок целей границы охранного кольца срабатывает звуковая и световая сигнализация.

Отображение символов подвижных целей в виде корабликов позволяет режиме ОД наблюдать линии относительного движения ЛОД, а также истинные курсы целей по ориентации корабликов.

Вторичная информация обновляется с частотой 23 Гц, что позволяет наблюдать ее глазом как непрерывное немерцающее изображение при снятом тубусе (при его наличии).

Автоматизация первичной и вторичной обработки радиолокационной информации

В зависимости от степени участия судоводителя в обнаружении объектов, определении их параметров движения радиолокационные устройства подразделяют на неавтоматизированные, полуавтоматические и автоматизированные.

В неавтоматизированных радиолокаторах все задачи штурманский состав решает визуально на ИКО. С помощью полуавтоматических РЛС первоначальное обнаружение объектов, стробирование, принятие решения и выполнение маневрирования осуществляет судоводитель. Измерение координат встречного судна, вычисление элементов его движения и непрерывное слежение выполняются автоматически.

В автоматизированных радиолокационных комплексах все задачи первичной и вторичной обработки решаются без участия штурмана.

Аналоговый радиолокационный сигнал с выхода видеотракта приемного устройства РЛС подвергается предварительной обработке, включающей следующие операции: квантование сигнала по амплитуде; дискретизацию сигналов по времени (дальности); кодирование сигналов в выбранном коде для ввода в ЦВМ.

После кодирования информация о радиолокационном сигнале поступает в ЦВМ или специализированные процессоры для вторичной обработки.

Под первичной обработкой (ПО) понимают обнаружение эхо-сигнала от объекта по определенному правилу (алгоритму) и извлечение из него информации о координатах цели и некоторых ее характеРисуноктиках. Первичная обработка радиолокационной информации производится в каждом периоде обзора. Исходные данные для нее – отраженные от объектов импульсы, импульсы синхронизации, а также сигналы, характеризующие ориентацию антенны в пространстве.

Первичная обработка включает следующие основные этапы обработки сигнала:

· оптимальную фильтрацию принятых СВЧ сигналов в приемном тракте РЛС;

· обнаружение полезных радиолокационных сигналов оптимальным решающим устройством, обеспечивающим минимум ошибок решения. В результате анализа принятых сигналов решающее устройство принимает решение о наличии или об отсутствии цели;

· -определение координат объектов, заключающееся в нахождении оценок их дальности и углового положения. Оптимальные устройства оценки координат обеспечивают максимальное приближение к оцениваемому параметру.

В результате обработки сигнала с помощью операций первого и второго этапов обнаруживаются полезные радиолокационные сигналы, а в результате операции третьего этапа измеряются их полярные координаты.

Под вторичной обработкой (ВО) понимают определение параметров движения объекта в результате анализа полезных сигналов в пределах нескольких обзоров РЛС. В процессе ВО осуществляется обнаружение траектории движения объектов и слежение за ними.

Во время автосопровождения объектов в процессе ВО выполняются следующие операции:

· сглаживание координат, определение параметров движения объектов и выдача данных на соответствующие блоки;

· экстраполяция координат объекта на следующий обзор или на несколько обзоров;

· математическое стробирование отметки объектов, т.е. выделение области пространства, в которой ожидается с некоторой вероятностью появление отметки цели;

· сличение координат экстраполированных отметок с координатами вновь полученных отметок, попавших в строб, и выбор отметки для продолжения траектории.

В автоматизированных радиолокационных комплексах все задачи первичной и вторичной обработки формализованы и выполняются с помощью специализированных процессоров и ЦВМ.

Цифровая обработка радиолокационной информации имеет ряд преимуществ перед аналоговой: она реализуется на базе современной электроники и имеет большой динамический диапазон, высокую стабильность характеРисуноктик, высокую точность выполнения арифметических преобразований и возможность гибкой оперативной перестройки параметров устройства и др.

Рассмотрим принцип построения и работы канала первичной обработки радиолокационной информации на примере упрощенной структурной схемы САРП «Океан-С».

Рисунок.21.Упрощенная функциональная схема РЛС Океан-С.

Оптимальная фильтрация принятых сигналов 3- и 10-сантиметрового диапазонов осуществляется в приемных трактах РЛС.

Канал первичной обработки состоит из узлов, которые входят в блоки квантователя (КВ) и опознавания и классификации (ОК), и включает узлы аналого-цифрового преобразователя АЦП, узел фильтра нижних частот ФНЧ, узлы преобразователя масштаба дальности ПМД, узлов преобразователя видеосигнала и подсвета ПВП и блока ЭЛТ (Рисунок. 21).

Канал производит аналого-цифровое преобразование видеосигнала (квантование по амплитуде и времени), фильтрацию помех, преобразование масштаба видеосигнала по дальности и его обратное цифро-аналоговое преобразование для отображения на экране ЭЛТ.

Видеосигнал с выхода приемного устройства поступает на вход АЦП. Квантование по амплитуде на 7 уровней обеспечивается с помощью параллельного аналого-цифрового преобразователя.

Для обеспечения временного квантования (по дальности) из блоков управления квантователем УКВ поступают кванты дальности записи и считывания в виде напряжения типа «меандр». Частота повторения квантов изменяется при переключении шкал дальности и позволяет обеспечить запись в регистры в темпе поступления информации.

В АЦП последовательность квантов по дальности с помощью мультиплексора распределяется в четырех параллельных каналах с последующим их объединением в процессе считывания. Это позволяет уменьшить требования к быстродействию сдвиговых регистров в АЦП.

Квантованные видеосигналы в виде трехразрядных двоичных чисел по четырем параллельным каналам поступают на цифровые фильтры нижних частот для защиты от несинхронных помех.

С выхода ФНЧ сигналы поступают на информационные входы сдвиговых регистров узлов преобразователя масштаба дальности ПМД.

Масштаб дальности преобразуется следующим образом: видеосигналы записываются в сдвиговые регистры блока ПМД в темпе их поступления, который в свою очередь зависит от включенной шкалы дальности. Цикл считывания информации осуществляется с постоянной скоростью на всех шкалах серией из 400 импульсов считывания. Это позволяет получить преобразование масштаба дальности при постоянной скорости развертки ЭЛТ. Кроме того, такое преобразование обеспечивает независимость работы блоков опознавания и классификации и центрального процессора ЦП от включенной шкалы дальности.

Сигнал с объединенных выходов регистров блока ПМД поступает натрехразрядный аналого-цифровой преобразователь, где формируется преобразованное и усиленное аналоговое напряжение видеосигналов. После подачи на ЭЛТ видеосигнал формирует видимое на экране изображение. С выхода ПМД сигнал поступает в узлы непараметрического обнаружителя НПО и непараметрического классификатора НПК блока ОК. В этом блоке путем специальной обработки фиксируется наличие цели (производится обнаружение), а также определяются параметры углового положения объекта, его угловая ширина и протяженность по дальности. Это позволяет определить координаты объекта и классифицировать их на точечные и протяженные.

Вопросы для самоконтроля:

1. Каким образом отображается информация на экране САРП Океан-С?

2. Каким образом отображается информация на экране САРП Bridge Master-E?

3. Что такое первичная информация по цели?

4. Что такое вторичная информация по цели?

5. Опишите  принцип построения и работы канала первичной обработки радиолокационной информации?

6. Каковы технические возможности САРП Bridge Master-E?

Рекомендуемая литература [6,7,11,12].

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: