Функциональные схемы конкретных САРП могут отличаться от приведенной упрощенной обобщенной схемы, так как они значительно отличаются по способу построения различных трактов и по их технической реализации.
Большинство САРП состоит из следующих приборов и устройств:
датчиков информации;
сопрягающих устройств;
индикатора ситуаций.
Если САРП может работать как в режиме кругового обзора, так и в режиме автоматической радиолокационной прокладки, то приведенные каналы условного индикатора ситуаций во многом идентичны каналам САРП в этом режиме.
В качестве датчиков информации в САРП применяются одно- или двухдиапазонные судовые РЛС, лаг и гирокомпас. На рисунке 5,1 двухдиапазонная РЛС состоит из антенн 3- и 10 сантиметрового диапазонов (A3, А10), приемопередатчиков 3- и 10 сантиметрового диапазонов (ПЗ, П10) и двух индикаторов ИКОІ и ИК02.
Информация от лага и гирокомпаса подается на ИКО для получения режима истинного движения (ИД). От РЛС поступают следующие данные: текущее значение углового положения антенны в пространстве КУА, видеосигналы об окружающей обстановке ВС и импульсы синхронизации ИС. От лага ЛГ и гирокомпаса ГК поступает соответственно информация о скорости Vc и курсе Кс собственного судна.
Одно- или двухдиапазонная РЛС может использоваться в обычном режиме, и тогда на ИКОІ и ИК02 имеется возможность наблюдать окружающую радиолокационную обстановку и решать типичные радиолокационные задачи.
В режиме автоматической радиолокационной прокладки РЛС, выполняя обычные функции, является одновременно основным датчиком информации о наблюдаемой обстановке.
Импульсы синхронизации в дальнейшем используются для синхронизации канала синхронизатора. Информация об угловом положении антенны после преобразования и кодирования используется в ряде трактов САРП.
Данные лага ЛГ о скорости и гирокомпаса ГК о курсе судна после преобразований Используются для формирования вектора скорости собственного судна, для вычисления параметров наблюдаемых целей, для создания режима ИД в режиме автоматической радиолокационной прокладке (АРП) и др. В некоторых типах САРП, кроме АРП, предусмотрена возможность ручного ввода данных о скорости судна (в случае отсутствия лага или выхода его из строя).
Информация от датчиков поступает в аналоговой форме, а кодирование и вывод ее в цифровой процессор или вычислительную машину требуют дискретной формы ее представления. Основное назначение сопрягающих устройств - преобразование данных в аналоговой форме от датчиков информации в дискретную форму для ее дальнейшего кодирования, преобразования и ввода в цифровой процессор и другие тракты САРП.
Рассмотрим кратко назначение отдельных сопрягающих устройств.
Преобразователь курсового угла антенны (КУА) предназначен для преобразования углового положения антенны в пропорциональную последовательность импульсов или в кодовую последовательность. Территориально он может располагаться как в районе антенны, так и канале пеленга антенны, в зависимости от типа САРП.
Квантующее устройство предназначено для квантования видеосигналов ВС по амплитуде и по времени (по дальности). Квантование по амплитуде может быть двухуровневое (бинарное) или многоуровневое. Время квантования по дальности выбирают таким образом, чтобы не загрублять разрешающую способность РЛС по дальности и в тоже время обеспечивать надежное автосопровождение при различных метеоусловиях и заданную точность измерения параметров надводных объектов.
Преобразователи скорость - цифра ПСЦ и курс - цифра ПКЦ служат для преобразования аналоговых значений скорости и курса собственного судна в цифровую форму. В некоторых типах САРП здесь же кодируется информация для ее дальнейшего использования. Если на данном конкретном судне применяются цифровые датчики курса и скорости судна, то предусмотрена возможность ввода информации от них непосредственно в канал цифрового процессора и другие тракты.
Рассмотрим назначение отдельных трактов и каналов индикатора ситуаций.
Информационно-вычислительный канал ИВК предназначен для приема, переработки, вычисления и хранения информации и выдачи ее на устройства отображения и сигнализации. Канал включает в себя специализированную ЦВМ или цифровой процессор, устройства связи с другими каналами и трактами, устройство кодирования и имитации и др.
Цифровой процессор в свою очередь состоит из блока арифметического устройства, блоков постоянной, оперативной и буферной памяти, блока преобразования сигналов и др. Он выполняет следующие функции:
арифметическую и логическую обработку информации в соответствии с управляющими сигналами;
через устройства связи осуществляет обмен информацией с абонентами системы во время выполнения команд ввода и вывода;
обеспечивает прерывание вычисления текущей программы для выполнения команды прерывания и др.
Канал синхронизации КСх предназначен для синхронизации работы всех каналов системы. В автоматизированных РЛС совмещенных с САРП синхронизатор также синхронизирует работу блоков РЛС. Сигналы синхронизатора обеспечивают согласование во времени процессов излучения и приема сигналов, обработки и отображения информации.
Вырабатываемые синхронизатором импульсы с периодом следования импульсов T разделяют:
на время ti, необходимое для представления первичной радиолокационной информации;
на время t2, необходимое для представления вторичной информации в устройствах отображения;
Одной из основных функций САРП является прогнозирование маневра. Время прогноза может устанавливаться штурманом в пределах от I до 30 мин. Прогнозирование дает возможность судоводителю наблюдать развитие ситуации сближения своего судна с объектом или объектов между собой в соответственном масштабе времени (например, в САРП «Бриз-Е» время ускорения соответствует 1:60). Прогнозирование можно осуществлять в режиме ЛИД и ЛОД. При этом длина линий движений увеличивается пропорционально времени юза. Продлевая линию движения объекта до касания с линией движения своего I рода, можно легко определить, когда и как (по носу или корме) встречное судно пересечет курс своего судна. Если концы движения своего и встречного судов сойдутся или сблизятся в одной точке, то это означает, что существует реальная опасность столкновения. Результаты прогнозирования должны учитываться штурманом при принятии гения о выполнении маневра.
Если цель опасна, то знак сопровождения и вектор перемещения данной цели мигают, что позволяет легко выделить ее среди других целей на экране. Одновременно включается звуковая и световая сигнализация для привлечения внимания штурмана, если он в это время не вел наблюдения по экрану индикатора.
При срыве автосопровождения цели из-за помех знак сопровождения и вектор перемещения становятся штриховыми. Это показывает штурману, что данная цель не обрабатывается цифровым процессором, и он должен принять соответствующие меры предосторожности. В некоторых типах САРП может представляться и другая графическая информация. Например, в первых САРП фирмы «Sperry», которая сейчас входит в фирму Litton Marine Systems (США), представлялись опасные зоны в виде эллипсов, а в последних моделях - в виде шестиугольника, что значительно упрощает построение их на экране САРП. Размеры шестиугольника формируются с учетом допустимого кратчайшего расстояния сближения и погрешностей определения местоположения цели.
В САРП «Океан-С» предусмотрена возможность установки линий, ограждающих (запрещающих) автозахват на автосопровождение определенных областей (например, отметок от береговой черты) и др.
Цифровая информация, отображающаяся на экране ИКО или табло, включает, прежде всего, цифровой формуляр цели. Он представляет собой вычисленные цифровые данные о параметрах сопровождаемого объекта:
П - пеленг на объект;
D - дальность до объекта;
Кц- курс цели;
Уц - скорость цели;
Dkp - дистанция кратчайшего сближения;
Ткр - время до точки кратчайшего сближения. На индикаторе также в виде цифр указываются время прогнозирования Тэ, с и скорость собственного судна.
Рассмотрим возможность и наглядность использования вторичной информации при проигрывании (имитации) предполагаемого маневра.
При возникновении опасных ситуаций судоводитель имеет возможность перед принятием решения о маневре предварительно провести имитацию маневра курсом или скоростью.
При имитации изменения курса своего судна метка предполагаемого перемещается дискретно в заданном направлении. Цифровое значение предполагаемого курса индицируется на знакоместе Кс. На каждом шаге изменения курса вырабатываются и индицируются новые Л ОД и ЛИД объектов и оценивается степень опасности ситуации. Если мигание символа опасной цели I прекратиться, то на знакоместо Кс можно взять отсчет рекомендуемого нового курса. При этом необходимо проверить, не появились ли новые опасные цели.
Выбор безопасной скорости имитируется дискретным уменьшением скорости в той же последовательности, что и курса.
При прекращении мигания символа опасной цели на знакоместе Ус имитируется безопасное значение скорости собственного судна.
Следует помнить, что при выборе маневра на расхождение в вычислительном устройстве не учитываются возможные маневры сопровождаемых объектов, а так же не учитываются объекты, взятые на автосопровождение.
Информация, отображаемая на экране САРП «Бриз-Е» (рис. 3) состоит из первичной радиолокационной информации в виде наблюдаемой круговой обстановки:
- береговая черта;
- отметки целей;
14 - неподвижные визиры дальности;
3 - метка курса.
Вторичная (вычисленная) графическая радиолокационная информация представлена:
4 - символ сопровождения цели в виде колец; J - линия движения в режиме ОД и ИД;
- метка «север»;
- время прогноза Тпрогн\
- символ опасной или маневрирующей цели в виде мигающего кольца и линии движения;
- символ собственного судна в виде кольца диаметром 8 мм в центре экрана;
- вычисленные сглаженные значения курса собственного судна;
- вычисленные сглаженные значения скорости собственного судна; В
- символ срыва автосопровождения в виде пунктирного кольца и линии движения;
- подвижный маркер в виде кольца с точкой в центре;
15 цифровой формуляр цели, в который входят П, D, Кц, Vu, Dkp, ТКр.
Проконтролировать формуляры других сопровождаемых объектов можно двумя способами:
1. путем перемещения подвижного маркера и его совмещения с интересующим судоводителя объектом и нажатием клавиши «Формуляр». При этом вместо цифрового формуляра предыдущей цели появится новый формуляр;
2. с помощью многократного нажима на клавишу «Формуляр». При этом подвижной маркер автоматически совмещается с сопровождаемыми объектами в направлении увеличения пеленга.Если точка кратчайшего сближения пройдена, то ТКр отображается со знаком «-». В случае, когда VOTH < 1 уз, на знакоместе скорости цели отображается символ «+++».
Если подвижной маркер находится в любой точке экрана, то в формуляре индуцируется пеленг и дальность до места положения маркера. Это позволяет оперативно измерять Пеленг и Дальность до любого навигационного ориентира. На экране также в цифровом виде представлено время прогноза Тпр (7), а также вычисленные сглаженные значения курса 10 и скорости 11 собственного судна.
Рыскание судна в пределах ±5° не отражается на величине индицируемого курса. При отклонении курса судна более чем на 5° индицируемое значение курса будет совпадать с текущим значением по гирокомпасу.
Сглаженное значение скорости собственного судна вырабатывается в интервале 10 с. Поэтому при маневре сглаженные значения скорости будут индицироваться с задержкой на І0 с относительно лага.
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 Дкр и время Ткр.
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).
