《内河助航仪器》PPT课件.ppt

内河助航仪器 助航仪器是指船舶航行中用以观察、联助航仪器是指船舶航行中用以观察、联络和导航的设备。包括普航仪器、无线电仪络和导航的设备。包括普航仪器、无线电仪器和电航仪器，如：器和电航仪器，如：雷达（雷达（RADAR）全球定位系统（全球定位系统（GPS）甚高频（甚高频（VHF）磁罗经（磁罗经（Magnetic-compass）自动识别系统（自动识别系统（AIS）电子海图（电子海图（ECDIS）第一节第一节 雷达雷达一、一、雷达名称：雷达名称：(Name)“Radio Detection and Ranging”RADAR 雷达雷达 （无线电探测与测距）（无线电探测与测距）(英文缩写英文缩写)(音音译译)二、雷达起源二、雷达起源问问题题（在在第第一一次次世世界界大大战战中中）：-如如何何尽尽早早发发现现飞飞机？机？启发：仿生学启发：仿生学-蝙蝠蝙蝠方法：利用电磁波来发现目标方法：利用电磁波来发现目标?第一节第一节 雷达雷达三、三、雷达定义：雷达定义：(Definication)是一种利用物标对电磁波的反射特性，来探测与是一种利用物标对电磁波的反射特性，来探测与测量物标的一种无线电设备。测量物标的一种无线电设备。第一节第一节 雷达雷达四、航行上为什么要用雷达？四、航行上为什么要用雷达？(Why to use radar in navigation?)当在雾天、夜间航行等能见度不良时当在雾天、夜间航行等能见度不良时如何判断周围有目标？是否会相撞？如何判断周围有目标？是否会相撞？就必须用雷达就必须用雷达 探测目标探测目标 判别本船周围是否有目标存在？判别本船周围是否有目标存在？以亮点形式显示出来。以亮点形式显示出来。测量目标测量目标 测量出（水面以上）目标的：测量出（水面以上）目标的：方位（方位（Azimath）距离（距离（Range）第一节第一节 雷达雷达五五、雷达在航行上的应用、雷达在航行上的应用(Application in navigation)1）定位）定位(Positioning)2）导航导航(Navigation)3）避碰避碰(Avoidance Collision)雷达雷达-是船舶航行不可缺少的、重要的导航仪器！是船舶航行不可缺少的、重要的导航仪器！是驾驶员的是驾驶员的“眼睛眼睛”！第一节第一节 雷达雷达六六、雷达组成、雷达组成 第一节第一节 雷达雷达六六、雷达组成、雷达组成1）触发电路（）触发电路（Trigger)(又称定时电路，或称定时器）又称定时电路，或称定时器）每隔一定时间（每隔一定时间（T）产生一触发脉冲（定时脉冲）产生一触发脉冲（定时脉冲）它是雷达整机的定时系统。它是雷达整机的定时系统。T-脉冲重复周期脉冲重复周期2）发射机（）发射机（Transmitter)在触发脉冲的作用下，产生一定宽度（在触发脉冲的作用下，产生一定宽度（）一定幅度一定幅度 足够足够 功率的发射脉冲（射频脉冲）。功率的发射脉冲（射频脉冲）。3）天线部件）天线部件(Scanner,Antena,Aerial)收发信号收发信号 把天线角位置和船首信号送往显示器。把天线角位置和船首信号送往显示器。天线特点：天线特点：1）收发共用；）收发共用；2）高度定向性。）高度定向性。第一节第一节 雷达雷达六六、雷达组成、雷达组成 4）接收机）接收机(Receiver)把微弱的信号进行变频，放大，检波成视频信号，送往显示器。把微弱的信号进行变频，放大，检波成视频信号，送往显示器。5）收发开关）收发开关(T-R switch,T-R cell)收发转换收发转换6）显示器）显示器(Display,Indicator)(1)把接收机送来的视频脉冲进行放大，处理，显示。把接收机送来的视频脉冲进行放大，处理，显示。（2）产生扫描及各种标志信号，完成对目标的测量。）产生扫描及各种标志信号，完成对目标的测量。7）电源）电源(Power Supply)把船电变换成一定频率及功率的要求，供各分机用电。把船电变换成一定频率及功率的要求，供各分机用电。第一节第一节 雷达雷达七七、雷达主要指标、雷达主要指标1.方位分辨力方位分辨力 表示雷达分辨距离相同而方位相邻的两个点物标的能力表示雷达分辨距离相同而方位相邻的两个点物标的能力要求：要求：min越小越好越小越好 第一节第一节 雷达雷达七七、雷达主要指标、雷达主要指标2.距离分辨力距离分辨力 表示雷达分辨方位相同而距离相邻的两个点物标的能力表示雷达分辨方位相同而距离相邻的两个点物标的能力要求：要求：rmin越小越好越小越好3.盲区盲区能在荧光屏上显示并测定物标的最近距离。能在荧光屏上显示并测定物标的最近距离。表示雷达探测近物标的能力。在此内区域表示雷达探测近物标的能力。在此内区域称为雷达盲区称为雷达盲区 要求：要求：rmin 越小越好越小越好测定方法：小艇旋迴法测定方法：小艇旋迴法4.阴影区阴影区雷雷达达波波束束被被阻阻挡挡物物（本本船船桅桅杆杆、烟烟囱囱等等）阻阻挡挡，在在其其后后方方物物标标不不能能被探测的扇形（暗）区。被探测的扇形（暗）区。本本船船建建筑筑物物阴阴形形区区。与与相相对对高高度度有有关关，一一旦旦相相对对方方位位固固定定阴阴影区方位角度固定影区方位角度固定尽量避免在船首出现阴影区尽量避免在船首出现阴影区岸壁阻档情况岸壁阻档情况 第一节第一节 雷达雷达八八、雷达假回波、雷达假回波 第一节第一节 雷达雷达九九、雷达主要开关、雷达主要开关 第二节第二节 全球定位系统（全球定位系统（GPS）GPS定位精度：P 码1 m；CA 码20 30 mCA码定位精度受SA和AS政策影响。24（21+3）颗高轨卫星，分布在 6个轨道面内，轨道倾角约55度，双频发射，全球范围内可视性良好。GPS特点：全球、全天候、高精度、连续、近于实时的三维定位与导航功能。GPS卫星导航系统（美国）Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning SystemNAVSTAR/GPS 73年开始研制，95年进入全部运作。GPS卫星：第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第三节第三节 甚高频（甚高频（VHF）第四节第四节 磁罗经磁罗经 第四节第四节 磁罗经磁罗经 第五节第五节 AIS一、定义一、定义AISAIS是是Automatic Automatic IdentifivationIdentifivation System System的简写，是的简写，是指在一定作用范围，在规定频道上，用指在一定作用范围，在规定频道上，用VHFVHF脉冲转发器传脉冲转发器传输船对船对岸的识别、导航和通讯信息，自动进行船对岸输船对船对岸的识别、导航和通讯信息，自动进行船对岸台和船的识别系统。台和船的识别系统。AIS船相船相互间能识互间能识别、通讯、别、通讯、监视和跟监视和跟踪踪AIS岸台岸台能识别、能识别、监控交监控交通和通和AIS船船 第五节第五节 AIS二、二、AISAIS发射格式发射格式 AISAIS使用了自组织时分多址技术（使用了自组织时分多址技术（STDMASTDMA）发射信号。）发射信号。AISAIS没没有主、副台之分，各个船台与岸台所使用的有主、副台之分，各个船台与岸台所使用的AISAIS，按照时间分隔，按照时间分隔，自行组织、传送自行组织、传送AISAIS信号。虽然它们可能使用同一载频，但不会信号。虽然它们可能使用同一载频，但不会相互干扰。相互干扰。第五节第五节 AISAIS应用及数据处理中应用及数据处理中心心用户层用户层AIS功能：导航 通信 监视 搜救 第五节第五节 AIS三、三、AISAIS的船台设备的船台设备AISAIS船台设备由船台设备由VHFVHF收发机、信息采集部分（传感器）、信息收发机、信息采集部分（传感器）、信息处理部分、信息显示器组成。处理部分、信息显示器组成。第五节第五节 AISAIS系统传送的信息静态信息动态信息航次相关信息安全相关信息IMO识别码船位信息船舶吃水安全相关短信息呼号和船名UTC时间船载危险品类型船舶尺度（长&宽）对地航向目的港和预计到达时间（ETA）船舶类型对地航速计划航线（转向点信息）（可选）天线位置船艏向航行状态转向率（ROT）第五节第五节 AIS船舶发送信息的间隔船舶发送信息的间隔静静态态数据数据：电电源开启源开启2分分钟钟，设备设备就可以恢复工作并就可以恢复工作并发发射船舶自射船舶自身的静身的静态态数据。数据。这这些数据每些数据每6分分钟钟重重发发一次，如有修正一次，如有修正则则随随时发时发送。送。动态动态数据：数据：发发射的射的时间间时间间隔由船速和航向而定，具体隔由船速和航向而定，具体见见下表。下表。船型船型报告间隔报告间隔抛锚或停泊及移动速度不超过3节 3 分抛锚或停泊及移动速度超过3节10 秒速度在014 节10 秒速度在014 节，并正在改变航线3 1/3 秒速度在1423 节6 秒速度在1423 节，并正在改变航线2 秒速度高于23 节2 秒航行数据：如船舶吃水、危航行数据：如船舶吃水、危险险品、目的港和品、目的港和ETA（预计预计抵达抵达时间时间）等航行有关的其他数据，）等航行有关的其他数据，每每6分分钟发钟发送一次。送一次。安全有关短信息：随安全有关短信息：随时发时发送。送。为什么经常为什么经常看到许多船看到许多船舶只有动态舶只有动态信息没有静信息没有静态信息？态信息？第六节第六节 电子海图电子海图IMO ECDIS性能标准定义：电子海图显示与信性能标准定义：电子海图显示与信息系统息系统ECDIS是一种航海信息系统，该系统有是一种航海信息系统，该系统有足够的备用装置，可以认为符合足够的备用装置，可以认为符合1974 SOLAS公约的公约的V120条规则要求的现实性海图的规定，条规则要求的现实性海图的规定，通过从系统电子导航海图通过从系统电子导航海图SENC中选择的信息中选择的信息与从导航传感器获得的位置信息的显示来帮助与从导航传感器获得的位置信息的显示来帮助航海人员进行航线设计和航路监视。航海人员进行航线设计和航路监视。若需要可显示与航行有关的其他信息。若需要可显示与航行有关的其他信息。规定了信息的显示、海图改正、航线设计、航规定了信息的显示、海图改正、航线设计、航路监视和航行记录等性能要求。路监视和航行记录等性能要求。第六节第六节 电子海图电子海图 第六节第六节 电子海图电子海图罗经罗经计程仪计程仪测深仪测深仪GPS/DGPSARPAAIS全球港口全球港口潮汐潮汐海流海流风向、速风向、速气象传真图气象传真图附加功能装置附加功能装置电子海图显示装置电子海图显示装置主计算机主计算机（系统电子海图（系统电子海图SENC）图像显示器图像显示器（按照（按照IHO-52指标）指标）打印机打印机海图改正海图改正电子海图数据库（光盘）电子海图数据库（光盘）（按照（按照IHO-57标准和程序）标准和程序）电子海图数据库电子海图数据库航迹记录仪（航迹记录仪（VDR）第六节第六节 电子海图电子海图 第六节第六节 电子海图电子海图