ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К САРП

14.1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Прежде чем приступить к изложению основных технико-эксплуатационных требований, предъявляемым к САРП, ознакомимся со следующими основными терминами и определениями, которыми пользуются судоводители при эксплуатации САРП. Определение этих терминов дается в документах IMO.

Относительный курс – направление движения цели относительно своего судна, определяемого с помощью РЛС путем нескольких измерений пеленга и дальности цели. Выражается величиной угла, отсчитываемого от направления на север.

Относительная скорость – скорость цели относительно своего судна, определяемая с помощью РЛС путем нескольких измерений дальности и пеленга.

Истинный курс – курс цели, полученный сложением векторов относительного перемещения цели и перемещения своего судна. Выражается величиной угла, отсчитываемого от направления на север.

Истинная скорость – скорость цели, полученная путем сложения векторов относительной скорости цели и скорости своего судна.

Пеленг – угол между северной частью истинного меридиана и направлением на объект.

Индикация относительного движения – режим работы, при котором положение отметки своего судна на экране индикатора остается неподвижным.

Индикация истинного движения – режим работы, при котором отметка своего судна на экране индикатора перемещается в соответствии с вектором скорости своего судна.

Ориентация изображения /Север/ – изображение ориентировано относительно истинного меридиана и стабилизировано. Линия, соединяющая центр экрана с нулем азимутальной шкалы, направлена на север.

Ориентация изображения /Курс/ – изображение ориентировано относительно диаметральной плоскости судна, но не стабилизировано. Линия, соединяющая центр экрана с нулем азимутальной шкалы, совпадает с курсом судна.

Ориентация изображения /Курс стабилизированный/ – изображение ориентировано относительно курса судна и стабилизировано. Линия, соединяющая центр экрана с нулем азимутальной шкалы, совпадает с курсом судна в момент включения ориентации. При рыскании или изменении курса своего судна отметка курса соответственно изменяет направление.

Курс – угол между северной частью истинного меридиана и диаметральной плоскостью судна.

Экстраполирование перемещения цели – отображение на экране экстраполированного вектора перемещения цели, полученного путем измерений текущих дальности и пеленга цели за определенный промежуток времени.

Тенденция движения – отображение вектора экстраполированного перемещения цели с допустимыми погрешностями через 1 минуту после начала сопровождения.

Радиолокационная прокладка – полный процесс обнаружения цели, ее сопровождения, вычисления параметров движения и отображения информации.

Обнаружение – установление факта наличия цели.

Захват – выбор цели и ввод ее для сопровождения.

Сопровождение – процесс последовательного учета изменений положения цели для определения параметров ее движения.

Отображение – совмещенное представление данных САРП и РЛС на индикаторе кругового обзора.

Ручной – процесс обработки, выполняемый судоводителем с возможным применением технических средств.

Автоматический – процесс обработки, выполняемый полностью техническими средствами.

14.2 ОСНОВНЫЕТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ IMO

К САРП

Рассмотрим основные требования IМО к технико-эксплуатационным характеристикам САРП.

1. Наблюдаемые на экране и сопровождаемые (обрабатываемые процессором) цели должны четко обозначаться специальными маркерами. В случае потери цели, т.е. когда она процессором не обрабатывается, обозначение маркера должно изменяться. Это позволяет судоводителю более четко контролировать не обрабатываемые в данной зоне цели.

2. Параметры курса и скорости сопровождаемых целей должны отражаться в векторной или другой графической форме на экране в режиме истинного и относительного движения цели с возможностью переключения временного масштаба. Это позволяет судоводителю наглядно представлять взаимное положение на наперед заданный отрезок времени. При этом необходимо иметь ввиду, что процессор рассчитывает и отображает информацию на экране о положении целей при предположении неизменности их курса и скорости на время прогноза.

Информация САРП не должна маскировать радиолокационное изображение в такой степени, чтобы ухудшилось обнаружение целей. Должна быть предусмотрена возможность сброса ненужной информации САРП.

Длина отображаемых векторов должна или регулироваться судоводителем, или иметь фиксированное время экстраполяции.

При этом четкость изображения знаков выбирается таким образом, чтобы была обеспечена их видимость более чем одним наблюдателем (стоя, сидя, находящихся на удалении, под углом к дисплею и т.п.).

Условные знаки для экранов РЛС/САРП разрабатываются и принимаются IМО. При этом учитывается необходимость обеспечения совместимости символов, используемых в навигации, САРП и в устройствах с отображением электронных карт.

3. Количество одновременно автоматически сопровождаемых целей с отображением информации на экране – важный качественный показатель САРП. Согласно требованиям IМО в САРП с ручным захватом должны одновременно обрабатываться не менее 10 целей, с автоматическим захватом – не менее 20 (независимо от того, производится захват автоматически или вручную).

Автоматический или ручной захват не должен уступать по качеству тем результатам, которые могут быть получены при визуальном обнаружении целей по экрану РЛС.

САРП должен обеспечивать ручной захват на автосопровождение судов с относительной скоростью движения до 100 узлов.

Если предусматривается автоматический захват, то критерий захвата цели указывается в технической документации. Кроме того, судоводитель должен иметь возможность выбрать желаемую зону автозахвата. Если сопровождаются не все цели, наблюдаемые на экране индикатора, то сопровождаемые цели должны быть четко обозначены. Надежность сопровождения должна быть не хуже той, которая обеспечивается при ручной радиолокационной прокладке непосредственно по данным РЛС.

При отсутствии перебросов сопровождения целей САРП должно обеспечивать сопровождение захваченной цели, отчетливо различимой на экране индикатора в пяти из 10 последовательных обзоров.

В САРП должны быть приняты меры по уменьшению вероятности ошибок сопровождения, в том числе вызванных перебросами стробов сопровождения. Качественное описание влияния источников ошибок на сопровождение, включая влияние малых отношений сигнал/шум и сигнал/помеха, вызванных отражением от моря, дождя, снега, низких облаков и несинхронными излучениями, указывается в эксплуатационной документации.

4. Согласно требованиям IМО, кроме индикации векторов движения, для любой сопровождаемой цели на экране ИКО или отдельном табло в буквенно-цифровой форме представляется формуляр цели. Он включает следующие параметры:

D_ц – расстояние до цели;

П_ц – текущий пеленг на цель;

К_ц – истинный курс цели;

V_ц – истинная скорость цели;

D_кр – рассчитанная дистанция кратчайшего сближения;

Т_кр – расчетное время до кратчайшего сближения.

5. Известно, что точность определения параметров движения наблюдаемых целей и элементов сближения с ними сильно зависит от направлении встречи судов (курсовых углов, дистанций между ними и их скоростей). Поэтому IМО в своих требованиях определило 4 контрольных операций, при которых должны проверяться контрольные погрешности в интервалы времени через 1 мин после захвата цели и через 3 мин после устойчивого сопровождения. Такая же точность должна достигаться через 1 и 3 мин после завершения маневра своего судна или сопровождаемой цели.

Подробно параметры контрольных операций и требуемые точности измерения параметров движения и элементов сближения определяются IМО. Указанные параметры приведены в табл. 14.1 и 14.2. За данные значения берутся погрешности, соответствующие лучшим результатам ручной прокладки в условиях качки ±10°.

Так, через 1 мин после начала автосопровождения определяется тенденция относительного перемещения цели, а погрешности в определении относительного курса цели могут достигать при некоторых ситуациях ±15°, относительной скорости – до ±2,8 узлов, в дистанции кратчайшего сближения – до ±2 миль (с вероятностью 95 %).

Табл. 14.1

После 3 мин устойчивого сопровождения погрешности могут достигать в определении относительного курса цели ±4,6°, относительной скорости ±0,9 узлов, дистанции кратчайшего сближения ±0,7 мили.

Табл. 14.2

6. Требования IМО предусматривают применения в САРП звуковой и световой сигнализации, которая должна подаваться в следующих ситуациях:

при появлении опасной цели, по которой дистанция и время кратчайшего сближения меньше допустимых значений, определенных оператором для данного района плавания. Эти данные предварительно вводятся в ЦВМ оператором;

при пересечении целью охранного кольца, т.е. при приближении с целью на установленное судоводителем расстояние;

при сбросе цели с автосопровождения, вызванном любыми причинами, кроме выхода цели за шкалу дальности. Положение цели на момент сброса (потери) должно отчетливо обозначаться на экране.

Предупредительная звуковая и световая сигнализация привлекает внимание судоводителя к возникновению указанных ситуаций, что повышает надежность контроля обстановки. Цель, вызвавшая предупредительный сигнал, должна быть отчетливо обозначена на экране индикатора. Должна быть предусмотрена возможность включения и выключения сигнализации.

7. В требованиях IMO предусматривается возможность имитации («проигрывание») маневра на расхождения. Это позволяет судоводителю перед принятием решения о маневре предварительно оценить, как сложится ситуация при изменении собственного курса и (или) скорости. При этом обработка и отображение информации по сопровождаемым целям не прерываются. Имитация, как правило, начинаться нажатием специального переключателя с возвратной пружиной или функциональной (невозвратной) клавиши, обеспечивающей на экране индикатора обозначение режима имитации.

САРП должно допускать возможность отображения на экране четырех равно разнесенных по времени предыдущих местоположений любой сопровождаемой цели за период, по крайней мере, 8 мин.

8. В САРП должна быть предусмотрена сигнализация о неисправностях режима автоматической прокладки, позволяющая судоводителю производить контроль за правильностью работы средства. Дополнительно должны быть предусмотрены тестовые программы для периодической полной проверки работы САРП путем сравнения с заданными характеристиками.

9. Устройство отображения может быть либо автономным, либо входить в состав РЛС. Однако оно должно включать все данные, которые обеспечиваются индикатором РЛС в соответствии с технико-эксплуатационными требованиями к судовым РЛС, принятым IМО.

Конструкция САРП должна быть такой, чтобы любая его неисправность не влияла на основное радиолокационное изображение.

10. Форма экранов РЛС/САРП должна быть круглой, что определяется словами «эффективный диаметр». Эффективный диаметр экрана, на котором отображается информация САРП, должен быть не менее 340 мм. В особенной степени требования сохранения эффективного диаметра экрана относятся к прямоугольным дисплеям РЛС/САРП, использование которых стало распространенным в связи с широким применением цифровой и телевизионной развертки. Необходимо помнить, что экраны с телевизионной разверткой, применяющиеся как устройства отображения информации, могут создавать дополнительные трудности оператору за счет, например, мерцания изображения.

11. В САРП должны предусматриваться, по крайней мере, следующие шкалы дальности: 3; 6 и 12 миль или 4;8 и 16 миль.

В САРП должна быть предусмотрена индикация выбранной шкалы дальности. Время восстановления всей информации после переключения шкал дальности и режимов работы САРП не должно превышать времени 4 оборотов антенны.

12. САРП должно допускать работу в режиме относительного движения при ориентации изображения < Север >, а также < Курс > или < Курс стаб.>. Кроме того, в САРП может быть предусмотрен режим истинного движения. В этом случае судоводитель должен иметь возможность выбора режимов истинного или относительного движения. При этом должна быть четкая индикация ориентации изображения и режима работы.

13. В САРП должна быть предусмотрена независимая регулировка яркости радиолокационного изображения и обработанной информации САРП, вплоть до полного исключения последней.

14. Должна быть предусмотрена возможность быстрого определения пеленга и дистанции до любого объекта, появляющегося на экране САРП.

15. САРП не должно ухудшать параметры любых приборов-датчиков входной информации. Сопряжение САРП с другой аппаратурой не должно ухудшать ее параметров.

Датчики скорости, сопрягаемые с САРП, должны иметь возможность определять скорость судна относительно воды.

Требуемые точности измерения параметров движения и элементов сближения в САРП (табл. 14.1, 14.2), основываются на строго определенных погрешностях датчиков информации. Значения погрешностей датчиков информации приведены в следующем разделе.

14.3 ПОГРЕШНОСТИ ДАТЧИКОВ ИНФОРМАЦИИ

Датчиками информации в САРП являются РЛС (датчик первичной радиолокационной информации), гирокомпас (датчик информации о курсе судна) и лаг (датчик информации о скорости судна). Обязательным требованием, предъявляемым к датчикам информации, является то, что они должны соответствовать требованиям IМО для судового навигационного оборудования.

Значения требуемых точностей измерения параметров движения и элементов сближения САРП, указанные в табл. 14.1, 14.2, должны основываться на следующих значениях погрешностях датчиков информации (где s – среднеквадратическое отклонение):

I. Радиолокационная станция:

а) погрешность дальности за счет флюктуаций центра отражения цели (для судна длиной 200 м.):

вдоль длины цели s = 30 м;

вдоль наибольшей ширины цели s = 1 м;

б) погрешность пеленга за счет бортовой и килевой качки:

погрешность пеленга максимальна на курсовых углах цели 45, 135, 225, 315°, и равная нулю на курсовых углах 0, 90, 180, 270°.

Данная погрешность изменяется синусоидально. Например, для качки 10° среднее значение этой погрешности равно 0,22°.

в) погрешность пеленга за счет формы главного лепестка антенны:

среднеквадратическая погрешность в определении пеленга – 0,05°;

г) погрешность дальности за счет формы зондирующего импульса:

среднеквадратическая погрешность в определении дальности – 20 м;

д) погрешность за счет люфта антенны:

максимальная погрешность в определении пеленга – 0,05 град.;

е) погрешность пеленга и дальности за счет квантования:

максимальная погрешность в определении пеленга – 0,1°

дальности – 0,01 мили.

II. Гирокомпас.

Остаточная установившаяся погрешность ≤ 0,5°,

среднеквадратическое значение случайной погрешности составляет 0,12°.

III. Лаг.

Остаточная постоянная погрешность калибровки ≤ 0,5 узла, среднеквадратическое значение случайной погрешности составляет 0,07 уз.