18 июля 2014

Технические средства наблюдения за надводной обстановкой. Радиолокация

Радиолокация

С истоков судоходства постоянное наблюдение за надводной обстановкой стояло основополагающим принципом безопасности мореплавания. Визуальный мониторинг долгое время был единственным средством контролировать ситуацию, и по сей день остается основным. Ходовые мостики судов проектируют с максимально широким углом кругозора. На многих судах и кораблях визуальное наблюдение выводится в отдельный пост, оснащенный дополнительными биноклем, секстаном и т.д.

Тем не менее основным минусом зрительного наблюдения является его природное «несовершенство», выражающееся в небольшой дальности и невозможности работы в условиях ограниченной видимости. Так как безопасность мореплавания один из важнейших факторов, а мониторинг надводной обстановке является одним из основополагающих принципов её обеспечения, то в дополнение к визуальному наблюдению были добавлены различные технические средства, такие как: радиолокация, радиоэфир, СУБСД и другие. Из них выделяется радиолокация.

Принцип работы радиолокации состоит в способности рассеивать электромагнитное излучение телом с отличающимися электромагнитными свойствами от свойств среды. При этом рассеивание происходит во все стороны, в том числе и в обратном направлении посыла радиоволны. Так как радиомагнитные волны излучаются с постоянной скорость и прямолинейно. То можно рассчитать по разнице между временем отправления и приема волны, и скоростью, дистанцию отстояния объекта от излучающей антенны. А по углу возвращения сигнала, определить пеленг на цель. Не обходиться и без неточности вычисления и других технологических и технических ошибках, но либо их измеряют и принимают к счислению, либо они составляют погрешность измерения. На распространение радиоволн воздействуют радиопомехи, эфирные шумы, атмосфера и другие явления. Что безусловно ухудшают возможность радиолокации, но в большинстве случаев данные помехи либо не значительны, либо принимаются к счислению загрубляя чувствительность приемника. Пример тому атмосферные явления, такие как дождь, снег, град, гроза и другие.

Радиолокационные станции

Радиолокационные станции использующиеся на судах как правило используют импульсный метод радиолокации. Суть метода заключается в посыле сигнала, не постоянно а кратковременно, с паузами, во время которых происходит прием отраженного сигнала. Тем самым происходит разделение по времени между мощным излучением и приемом более слабого отраженного сигнала. Данный метод позволяет использовать совместно и передающее, и приемное устройство. Дальность действия импульсных РЛС, зависит от технических характеристик излучающего и генерирующего сигнал устройства, приемной системы и непосредственно антенной станции. Так расстояния обнаружения радиолокационной станции зависит от мощности генератора, коэффициента направленного действия антенны, эффективной площади антенны, эффективной площади рассеяния цели и минимальной чувствительности приемника.

Данный принцип действия радара позволяет обнаружить объекты находящиеся на пути распространения направленного луча радиоволн, который распространяется сектором с вершиной в центр излучения. Морские радары используют излучения S (short) диапазона 2-4 ГГц, 7,5-15 см длина волны, X диапазон 8-12 ГГц, 2,5-3,75 см и в редких случаях другие диапазоны. Сама радиолокационная станция состоит из непосредственно антенной части, приемника, излучателя, блока управления и индикации, могут быть добавлены блок коммутации для сопряжения радара с другими устройствами.

Среди основной массы радаров выделяются радары от компании Lowrance и Simrad, это радиолокационные станции 3G и 4G. Используя широкополосные технологии эти радары при излучении сопоставимом с мощностью излучения мобильного телефона (100 mW), достигает дальность обнаружения до 36 морской мили, порядка 65 километров. А минимальная дальность обнаружения до 56 метров, что реализуемо благодаря частоте излучения 9,3-9,4 ГГц. И запуск радара происходит без нагрева. Данная технология не уникальна, но возможность коммерческого использования её на судах появилась благодаря инвестиционному дому Navico, которому и принадлежит бренды Lowrance и Simrad.

Современные радиолокационные станции используют и другие современные технологии, такие как Wi-Fi. Радар от японского производителя Furuno – DRS4W, хоть и называется беспроводным радаром, всё таки имеет питание по силовому кабелю. А вот передачу данных уже осуществляет по средством протокола Wi-Fi, тем самым информацию о окружающей обстановке можно наблюдать без привязки к ходовому мостику на мобильных устройствах, таких как Ipad, Iphone и другие. Данную технологию можно выгодно использовать и при навигации, и при отдыхе, обезопасив себя от встречающихся в акваториях плавучих объектах.

Наложение информации с радара на электронно-картографические системы уже стало привычно для судоводителя. Мировые производителе судовых радаров, такие как JRCFurunoSperry MarineKodenSimradLowranceSamyungSi-TexTransas и другие, используют такую функцию как в больших, так и в малых радарах. Данная возможность обогащает навигационный судовой комплекс, обеспечивая его функцией мониторинга надводной обстановкой. Тем самым принятие решения о расхождении может быть реализовано с учетом глубин и особенностей подводной и надводной обстановки. Радиолокационная станция, благодаря широкому функционалу и современным технологиям, является одним из основных средств мониторинга надводной обстановки!