導(dǎo)航雷達(dá)第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與課件

導(dǎo)航雷達(dá)第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與課件第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

一、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置構(gòu)成第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本

雷達(dá)信息（包括定時信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息）、艏向信息和航速信息是保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本信息。（二）信息處理器（一）傳感器功能：（1）按照綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）綜合信息處理原則，驗(yàn)證各傳感器信息的完善性，對未通過完善性驗(yàn)證的傳感器信息發(fā)出報(bào)警。（2）按照駕駛員及程序指令綜合處理、分配和綜合（融合）船位、艏向、航速、AIS目標(biāo)報(bào)告、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、海圖的水文地理信息等信息，完成目標(biāo)跟蹤信息與其他傳感器信息的融合。雷達(dá)信息（包括定時信號、回波視頻信息、天線角位（三）跟蹤器跟蹤器通過硬件和軟件配合，在主處理器協(xié)調(diào)下，完成對目標(biāo)的檢測、捕獲和跟蹤，建立目標(biāo)的運(yùn)動軌跡，警示危險(xiǎn)目標(biāo)，輔助提供避碰措施等功能。（四）綜合信息顯示與操作控制在雷達(dá)顯示器上，通過控制面板各種開關(guān)控鈕或操作屏幕菜單，能夠控制雷達(dá)的所有功能。按照程序或操作面板的指令，在主控制器的控制下，將視頻處理器輸出的雷達(dá)視頻、跟蹤器獲得的目標(biāo)跟蹤信息、以及信息處理器對多傳感器信息的運(yùn)算結(jié)果融合為雷達(dá)綜合視頻，送顯示器顯示。（三）跟蹤器（四）綜合信息顯示與操作控制二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

目標(biāo)跟蹤：雷達(dá)跟蹤目標(biāo)在屏幕上位置的變化，建立目標(biāo)運(yùn)動軌跡，獲取目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)的跟蹤器運(yùn)算過程。

一般地，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤在1min之內(nèi)可獲得目標(biāo)的運(yùn)動趨勢，在3min內(nèi)，雷達(dá)對被捕獲目標(biāo)跟蹤達(dá)到較高的精度，獲得目標(biāo)的預(yù)測運(yùn)動，進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。

目標(biāo)跟蹤包括：目標(biāo)檢測、目標(biāo)捕獲、目標(biāo)跟蹤、危險(xiǎn)判斷、試操船等過程。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理目標(biāo)跟蹤：雷達(dá)跟蹤目標(biāo)（一）目標(biāo)檢測

在噪聲和雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程，稱為目標(biāo)檢測。

檢測原理：設(shè)定一個閾值電壓，如果回波信號幅值大于該電壓，就認(rèn)為是目標(biāo)予以保留，相反則認(rèn)為是雜波或噪聲不予記錄。

檢測注意事項(xiàng)：在目標(biāo)檢測時，近距離海浪和較強(qiáng)的雨雪雜波的強(qiáng)度可能會比正常目標(biāo)回波高出很多，設(shè)備無法分辨目標(biāo)與雜波，而將雜波判別為目標(biāo)；為了提高目標(biāo)自動檢測的可靠性，駕駛員應(yīng)細(xì)心調(diào)整雷達(dá)，將回波保持在最佳狀態(tài)。（一）目標(biāo)檢測檢測原理：設(shè)定一個閾值電壓，如果回（二）目標(biāo)捕獲（acquisition）

捕獲：選擇所需跟蹤的目標(biāo)，跟蹤器記錄其初始位置，啟動對目標(biāo)位置在屏幕上相繼變化的檢測和跟蹤的雷達(dá)工作過程。

捕獲分為人工捕獲和自動捕獲，小于10000GT的船舶配備的雷達(dá)可不具有自動捕獲目標(biāo)的功能。

人工捕獲通過光標(biāo)、軌跡球直接捕獲需要跟蹤的目標(biāo)；自動捕獲通過設(shè)置捕獲范圍（警戒區(qū)/環(huán)）來實(shí)現(xiàn)。（二）目標(biāo)捕獲（acquisition）捕獲：（三）目標(biāo)跟蹤

雷達(dá)記錄目標(biāo)在屏幕上位置隨掃描更新相繼變化，建立目標(biāo)的運(yùn)動軌跡的運(yùn)算過程，稱為目標(biāo)跟蹤。

目標(biāo)跟蹤原理：預(yù)測加修正，天線邊掃描邊跟蹤，不斷提高跟蹤的精度，直到跟蹤穩(wěn)定為止。（三）目標(biāo)跟蹤目標(biāo)跟蹤原理：預(yù)測加修正，天線跟蹤樹第一次探測位置第二次探測位置估算位置濾波位置第三次探測位置第四次掃描目標(biāo)輸出窗口第五次掃描探測位置濾波位置估算位置跟蹤窗發(fā)現(xiàn)目標(biāo)重新跟蹤ARPA目標(biāo)跟蹤原理位置滑動濾波停止窗口放大跟蹤位置窗口縮小窗口穩(wěn)定跟蹤樹第一次探測位置第二次探測位置估算位置濾波位置第三次探測1.跟蹤窗尺寸大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤；2.跟蹤窗尺寸小，不易跟蹤上，易丟失目標(biāo)。一般大（0.18nmile）

、中（0.125nmile

）、小（0.07nmile）三個，自動調(diào)節(jié)。開始大窗口，逐漸變小，穩(wěn)定時最小窗口，目標(biāo)回波約占跟蹤窗（波門）面積的75。

跟蹤窗尺寸對跟蹤性能的影響：目標(biāo)丟失(1)目標(biāo)回波變?nèi)?未檢測到目標(biāo),無法建立跟蹤(2)雜波干擾(3)目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(4)雷達(dá)實(shí)測目標(biāo)誤差太大(5)目標(biāo)進(jìn)入陰影區(qū)或被高大目標(biāo)遮擋1.跟蹤窗尺寸大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤；跟蹤窗尺寸對跟蹤

目標(biāo)丟失報(bào)警：按照性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在連續(xù)10次天線掃描中，只要有5次能夠在顯示器上清楚識別出目標(biāo)，目標(biāo)跟蹤就應(yīng)能夠繼續(xù)。如果違反了這個原則，雷達(dá)就判定目標(biāo)丟失，給出目標(biāo)丟失報(bào)警。目標(biāo)交換

將已跟蹤的目標(biāo)放棄，錯誤地跟蹤上另一個目標(biāo)，這種錯誤跟蹤的現(xiàn)象稱為目標(biāo)交換。目標(biāo)交換產(chǎn)生原因：(1)目標(biāo)進(jìn)入強(qiáng)海浪區(qū);(2)被跟蹤的弱目標(biāo)接近未被跟蹤的強(qiáng)目標(biāo);(3)目標(biāo)轉(zhuǎn)向;目標(biāo)丟失報(bào)警：按照性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在連續(xù)10次天（四）危險(xiǎn)判斷

在目標(biāo)跟蹤過程中，跟蹤器不斷將跟蹤目標(biāo)的CPA/TCPA值與駕駛員設(shè)定的安全界限CPALIM/TCPALIM比較，對小于安全界限的目標(biāo)給出危險(xiǎn)報(bào)警。（五）試操船

當(dāng)本船在避碰行動或?qū)Ш街行枰獧C(jī)動（改向或改速或艏向航速同時改變）航行時，試操船可以在圖形顯示區(qū)域模擬本船機(jī)動操作的未來態(tài)勢，輔助駕駛員做出保障船舶航行安全的有效避碰決策。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理（四）危險(xiǎn)判斷（五）試操船二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理（六）目標(biāo)跟蹤流程（六）目標(biāo)跟蹤流程第二節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本功能一、目標(biāo)跟蹤初始設(shè)置（一）傳感器設(shè)置保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本傳感器包括：雷達(dá):為跟蹤器提供了定時信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息。陀螺羅經(jīng)或艏向發(fā)送裝置（THD）：提供航向信息船舶航速和航程測量設(shè)備（SDME，如計(jì)程儀）：提供速度信息。第二節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本功能一、目標(biāo)跟蹤初始設(shè)置（一）1．雷達(dá)設(shè)置：（1）圖像調(diào)整：增益、人工/自動調(diào)諧、脈沖寬度選擇、人工雜波（海浪、雨雪）抑制等控鈕。（2）量程選擇：按照IMO雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)，具有目標(biāo)跟蹤功能的量程至少包括3、6和12nmile，目前多數(shù)雷達(dá)從0.75nmile~24nmile量程都具有目標(biāo)跟蹤功能。通常駕駛員可以在6~12nmile量程捕獲目標(biāo)和判斷目標(biāo)碰撞危險(xiǎn)，在6nmile量程確定對危險(xiǎn)目標(biāo)的避碰方案，在3nmile量程實(shí)施避碰行動和評估避碰效果。（3）顯示方式選擇：使用雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能應(yīng)選擇方位穩(wěn)定的顯示方式，如N-up或C-up，避免使用H-up顯示方式?，F(xiàn)代雷達(dá)在H-up顯示方式下通常會禁止目標(biāo)跟蹤功能。1．雷達(dá)設(shè)置：2．本船艏向設(shè)置確認(rèn)雷達(dá)艏向復(fù)示器的讀數(shù)應(yīng)與本船艏向發(fā)送裝置的示數(shù)保持一致且隨動正常。按照性能標(biāo)準(zhǔn)要求，在艏向信息失效后1min內(nèi)，雷達(dá)應(yīng)自動切換至艏向上不穩(wěn)定模式，目標(biāo)跟蹤功能停止工作。3．本船航速設(shè)置在避碰時，雷達(dá)應(yīng)采用對水航速（STW），以獲得對水穩(wěn)定方式；在導(dǎo)航時，雷達(dá)應(yīng)采用SOG，以獲得對地穩(wěn)定方式。本船航速通常通過傳感器取得，需要時人工輸入。按照性能標(biāo)準(zhǔn)要求，為雷達(dá)系統(tǒng)提供航速的傳感器應(yīng)能夠提供本船STW和SOG。2．本船艏向設(shè)置3．本船航速設(shè)置（二）安全界限設(shè)置

設(shè)置避碰安全界限CPALIM/TCPALIM，目標(biāo)跟蹤功能能夠自動將被跟蹤目標(biāo)的CPA/TCPA值與安全界限比較，對小于安全界限的目標(biāo)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警。

安全界限設(shè)置過大，虛警增加，給駕駛員帶來不必要的負(fù)擔(dān)；設(shè)置過小，安全系數(shù)降低甚至不能達(dá)到對碰撞危險(xiǎn)預(yù)警的目的。安全界限的設(shè)置值與很多因素有關(guān)，包括本船噸位和操縱特性、駕駛團(tuán)隊(duì)船藝水平、航行水域開闊程度和船舶密度、氣象海況等。（二）安全界限設(shè)置設(shè)置避碰安全界限CPALCPALIM/TCPALIM在航海上設(shè)置的慣例：結(jié)合海上避碰規(guī)則，大洋航行時CPALIM通常為2nmile左右，TCPALIM通常不低于18min；近岸航行時，結(jié)合上述因素考慮安全界限，CPALIM可為1~2nmile，TCPALIM通常為12nmin以上；狹窄水域航行時，雷達(dá)避碰的局限性比較大，特別當(dāng)CPALIM設(shè)置小于0.8nmile仍然無法滿足航行要求時，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息只能作為參考，駕駛員應(yīng)考慮其他避碰手段。CPALIM/TCPALIM在航海上設(shè)置的慣例：二、目標(biāo)捕獲船舶大小500GT以下500GT至10000GT以下及10000GT以下高速船所有10000GT及以上船舶最少捕獲雷達(dá)目標(biāo)數(shù)203040SOLAS公約雷達(dá)最少捕獲跟蹤目標(biāo)數(shù)量（一）人工捕獲

人工捕獲目標(biāo)時，應(yīng)遵循駕駛員最關(guān)注目標(biāo)優(yōu)先捕獲，即船首（相對方位330~30）、右舷（相對方位0~112.5

）、近距離（8nmile以內(nèi)的范圍）的原則，船首、右舷、近距離三者無先后順序，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)時海面狀況綜合判斷。二、目標(biāo)捕獲船舶大小500GT以下500GT至1000人工捕獲具備如下特點(diǎn)：（1）可按航行態(tài)勢和航行需要逐個捕獲目標(biāo)，目的明確，針對性強(qiáng)。（2）可根據(jù)雷達(dá)觀測經(jīng)驗(yàn)，在復(fù)雜的回波環(huán)境中辨識和捕獲目標(biāo)，避免捕獲雜波、假回波和不需要捕獲的目標(biāo)。（3）如駕駛員疏忽視覺及雷達(dá)瞭望，可能會遺漏相關(guān)目標(biāo)，造成漏警。（4）操作過程費(fèi)時，隨著航行態(tài)勢不斷變化，對新出現(xiàn)的相關(guān)目標(biāo)或丟失后需再次捕獲的目標(biāo)需要額外操作，增加駕駛員工作負(fù)擔(dān)。人工捕獲具備如下特點(diǎn)：（二）自動捕獲1、設(shè)置警戒/捕獲區(qū)（二）自動捕獲1、設(shè)置警戒/捕獲區(qū)2．排除區(qū)

排除區(qū)也稱限制區(qū)，是駕駛員在雷達(dá)屏幕上設(shè)置的拒絕自動捕獲目標(biāo)的區(qū)域。3．自動捕獲設(shè)置一般地說，距本船8~12nmile范圍可設(shè)置為雷達(dá)警戒區(qū)，在6nmile左右設(shè)置目標(biāo)捕獲區(qū)，近于1.5nmile的范圍最好設(shè)置為排除區(qū)。

2．排除區(qū)3．自動捕獲設(shè)置自動捕獲功能具有以下特點(diǎn)：（1）捕獲速度快，可應(yīng)付多目標(biāo)快速逼近復(fù)雜會遇局面中及時捕獲目標(biāo)的需要。（2）能根據(jù)駕駛員自動捕獲區(qū)和排除區(qū)的設(shè)置，按照優(yōu)先方案捕獲目標(biāo)。（3）如果捕獲區(qū)設(shè)置不合理，容易過多地捕獲沒有跟蹤意義的目標(biāo)，浪費(fèi)系統(tǒng)資源，分散駕駛員注意力。（4）會誤將干擾雜波、陸地或島嶼等當(dāng)作有用目標(biāo)捕獲，造成虛警。（5）可能因捕獲區(qū)設(shè)置不合理，無法捕獲相關(guān)目標(biāo)。（6）可能會因雜波干擾或陰影扇形區(qū)域影響，漏失弱小目標(biāo)，造成漏警。（7）不可免除駕駛員雷達(dá)觀測職責(zé)，必須與人工捕獲配合使用，確保不漏失對相關(guān)目標(biāo)的捕獲和跟蹤。自動捕獲功能具有以下特點(diǎn)：（三）捕獲方案選擇駕駛員應(yīng)根據(jù)航行需要綜合考慮目標(biāo)捕獲方案。人工捕獲適合各種海域和會遇局面，是輔助駕駛員判斷會遇局面必須使用的功能。自動捕獲是捕獲目標(biāo)的輔助手段，更適合在氣象海況條件良好的大洋中使用，在回波復(fù)雜的環(huán)境，對目標(biāo)的選擇性要求較高，不適合自動捕獲。在任何會遇局面中，適當(dāng)設(shè)置自動捕獲區(qū)，并配合排除區(qū)是值得推薦的方案。（三）捕獲方案選擇三、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能（一）目標(biāo)跟蹤從目標(biāo)被捕獲開始，性能標(biāo)準(zhǔn)要求雷達(dá)應(yīng)在1min之內(nèi)指示目標(biāo)的運(yùn)動趨勢（初始跟蹤），通常是在雷達(dá)圖像區(qū)域顯示目標(biāo)的矢量和CPA，此時數(shù)據(jù)精度較低。在3min之內(nèi)，雷達(dá)指示目標(biāo)的預(yù)測運(yùn)動（穩(wěn)定跟蹤），如目標(biāo)相對矢量、真矢量、過去位置、PAD、危險(xiǎn)標(biāo)識等，并在雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示區(qū)域顯示目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)（八參數(shù)）。三、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能（一）目標(biāo)跟蹤從目標(biāo)被捕獲開始，性能標(biāo)準(zhǔn)對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤距離的分析：⑴＜1.5nm：處理延時導(dǎo)致了數(shù)據(jù)不可靠；⑵＞12nm：無實(shí)際意義。

性能標(biāo)準(zhǔn)要求，自動跟蹤裝置至少應(yīng)在3、6和12nmile量程上有效。目前多數(shù)雷達(dá)從0.75nmile量程到24nmile量程都具有目標(biāo)跟蹤功能。對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤距離的分析：（二）矢量（Vector）

矢量是根據(jù)目標(biāo)位置和本船CCRP位置，預(yù)測目標(biāo)和本船未來一段時間（時間長度可調(diào)）運(yùn)動的線段。

相對矢量顯示真矢量顯示（二）矢量（Vector）矢量是根據(jù)目標(biāo)位置兩種矢量適用范圍：

相對矢量適合目標(biāo)危險(xiǎn)判斷，真矢量適合在采取避碰行動時掌握航行態(tài)勢，做出避碰決策。相對矢量應(yīng)用1：判斷碰撞危險(xiǎn)CPALIM圈相對矢量應(yīng)用2：估算CPA和TCPACPATCPA兩種矢量適用范圍：相對矢量應(yīng)用1：CPALIM圈相對矢量應(yīng)用相對矢量應(yīng)用3：估算BCR和BCTBCRBCT相對矢量應(yīng)用4：預(yù)測目標(biāo)未來的位置延長矢量時間為20min20min后目標(biāo)的位置相對矢量應(yīng)用3：BCRBCT相對矢量應(yīng)用4：延長矢量時間為2真矢量應(yīng)用一：直觀地判斷會遇態(tài)勢

T2T1T3T4本船與目標(biāo)T1成交叉態(tài)勢，本船為直航船，目標(biāo)T1為讓路船；本船與T2同向同速，互不影響；本船與目標(biāo)T3成交叉會遇態(tài)勢，本船為讓路船，目標(biāo)T3為直航船；T4為固定目標(biāo)，互不影響真矢量應(yīng)用一：直觀地判斷會遇態(tài)勢T2T1T3T4本船與目標(biāo)真矢量應(yīng)用二：判斷碰撞危險(xiǎn)T3真矢量末端間距若小于CPALIM，則有碰撞危險(xiǎn)T1

真矢量判斷碰撞危險(xiǎn)不如相對矢量直觀方便，僅適合單船避碰。真矢量應(yīng)用二：判斷碰撞危險(xiǎn)T3真矢量末端間距若小于CPALI（三）過去位置（PastPosition）

過去位置是指目標(biāo)（包括雷達(dá)和AIS報(bào)告目標(biāo)）及本船等時間間隔的過去（歷史）位置標(biāo)記。分為：真過去位置和相對過去位置。

新的性能標(biāo)準(zhǔn)要求雷達(dá)的過去位置模式與矢量模式保持一致。過去位置的應(yīng)用：1、用于判斷目標(biāo)是否機(jī)動：相對過去位置用于判斷目標(biāo)相對于我船是否機(jī)動；對水真過去位置有助于在避碰行動中了解目標(biāo)機(jī)動航行情況，掌握航行態(tài)勢。對地真過去位置有助于在導(dǎo)航中了解本船是否沿正確航道航行。（三）過去位置（PastPosition）過過去位置顯示判斷目標(biāo)機(jī)動雷達(dá)選擇對水真運(yùn)動：本船O保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T1保速保向目標(biāo)T2加速保向目標(biāo)T3保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T4為水上漂浮目標(biāo)過去位置的應(yīng)用：2、檢查雷達(dá)目標(biāo)跟蹤能力：在本船保速保向航行時，如果所有目標(biāo)過去位置出現(xiàn)不規(guī)則或不穩(wěn)定的顯示情況（如跳躍），說明此時雷達(dá)目標(biāo)跟蹤環(huán)節(jié)有問題，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)不可輕信。過去位置顯示判斷目標(biāo)機(jī)動雷達(dá)選擇對水真運(yùn)動：過去位置的應(yīng)用：（四）預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)（PredictedAreaofDanger-PAD）

T3T1

當(dāng)本船艏線與目標(biāo)PAD相交時，表示有碰撞危險(xiǎn)，其圖形直觀，但狹窄水域、漁區(qū)和沿岸航行航行時由于目標(biāo)較多，圖像易混亂。PAD應(yīng)用前提：本船保速目標(biāo)船保速保向。（四）預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)（PredictedAreaofDan第三節(jié)AIS報(bào)告目標(biāo)一、AIS報(bào)告信息內(nèi)容

將AIS目標(biāo)信息連接到雷達(dá)，解決了目標(biāo)屬性識別的問題。靜態(tài)信息動態(tài)信息航次相關(guān)信息安全相關(guān)短消息第三節(jié)AIS報(bào)告目標(biāo)一、AIS報(bào)告信息內(nèi)容3.動態(tài)數(shù)據(jù)：位置信息對地航向、航速船首向等1.靜態(tài)數(shù)據(jù)：船名、呼號船長、船寬船舶類型等2.航次數(shù)據(jù)：預(yù)計(jì)到達(dá)時間航行計(jì)劃貨物種類等4.其它安全電文3.動態(tài)數(shù)據(jù)：1.靜態(tài)數(shù)據(jù)：2.航次數(shù)據(jù)：4.其它安全電文二、AIS報(bào)告信息在雷達(dá)顯示器上顯示特點(diǎn)AIS目標(biāo)的類型：休眠、激活、被選、危險(xiǎn)、丟失目標(biāo)。二、AIS報(bào)告信息在雷達(dá)顯示器上顯示特點(diǎn)AIS目標(biāo)的類型：休三、AIS報(bào)告信息優(yōu)勢與局限性1、精度優(yōu)勢：近量程（3nmile之內(nèi)）報(bào)告數(shù)據(jù)精度不低于雷達(dá)目標(biāo)跟蹤的精度，遠(yuǎn)量程精度應(yīng)高于雷達(dá)目標(biāo)跟蹤。2、信息優(yōu)勢：AIS還能夠提供比雷達(dá)跟蹤目標(biāo)更豐富的船舶相關(guān)信息。3、依賴性強(qiáng)：信息的精度完全依賴目標(biāo)船的人為設(shè)置和對方傳感器的精度4、通訊延時與錯誤：信息更新間隔超時，錯誤、不準(zhǔn)確或延誤信息的傳遞；三、AIS報(bào)告信息優(yōu)勢與局限性1、精度優(yōu)勢：近量程（3n第四節(jié)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)一、目標(biāo)關(guān)聯(lián)的概念

雷達(dá)將分別來自于雷達(dá)傳感器和AIS傳感器關(guān)于目標(biāo)的位置、航向、航速等精度離散的信息，依據(jù)一定的準(zhǔn)則優(yōu)化處理，根據(jù)駕駛員的要求輸出關(guān)于目標(biāo)一致性的最佳動態(tài)信息，稱為雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)。

“A+B=C”二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性

獨(dú)立性：雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息的精度取決于本船配備的雷達(dá)、艏向傳感器和航速傳感器的精度，還取決于本船與目標(biāo)船的動態(tài)和氣象海況。第四節(jié)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)一、目標(biāo)關(guān)聯(lián)的概念二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性

獨(dú)立性：

AIS報(bào)告目標(biāo)動態(tài)信息的精度取決于目標(biāo)船所配備的GPS接收機(jī)、艏向傳感器、航速傳感器及其他傳感器，也在一定程度上受到氣象海況和具體設(shè)備因素的影響。

相關(guān)性：對于同一個目標(biāo)而言，目標(biāo)跟蹤信息與AIS報(bào)告信息又必然具有較好的相關(guān)性。三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則1：在通常航行狀態(tài)下，系統(tǒng)滿足精度要求時，目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置的基本原則是以AIS信息為參考。二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則2：在低于1.5nmile量程，在系統(tǒng)滿足精度要求的航行狀態(tài)下，雷達(dá)跟蹤精度與AIS目標(biāo)精度相當(dāng)，駕駛員可以根據(jù)航行需要選擇關(guān)聯(lián)設(shè)置原則。原則3：在任何量程中，當(dāng)駕駛員對AIS精度有任何懷疑，應(yīng)考慮以雷達(dá)跟蹤目標(biāo)為準(zhǔn)設(shè)置目標(biāo)關(guān)聯(lián)。

完成關(guān)聯(lián)需要設(shè)置的參數(shù)包括目標(biāo)的距離差值、方位差值和航速差值，也有設(shè)備還需要設(shè)置目標(biāo)的航向差值和地理位置差值。三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則2：在低于1四、目標(biāo)跟蹤信息與目標(biāo)報(bào)告信息優(yōu)勢互補(bǔ)（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)優(yōu)勢：1、雷達(dá)是自主式探測設(shè)備，可以直觀觀測到本船周圍包括岸線在內(nèi)的水面目標(biāo)，獲得較為全面的交通形勢圖像。2、雷達(dá)也是目前國際海上避碰規(guī)則推薦的唯一可以作為瞭望設(shè)備的航海儀器，其在避碰行動中的觀測和操作信息可以作為海事證據(jù)予以采納。四、目標(biāo)跟蹤信息與目標(biāo)報(bào)告信息優(yōu)勢互補(bǔ)（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)局限性：1、雷達(dá)易受氣象海況的影響丟失弱小目標(biāo)；2、有30～50m左右的近距離盲區(qū)，在障礙物遮擋形成的陰影扇形區(qū)域探測能力受到影響；3、目標(biāo)的探測精度和分辨力，尤其方位分辨力有限（2左右）；4、雷達(dá)只對保速保向的目標(biāo)保持精度較高的跟蹤，不能及時響應(yīng)本船和目標(biāo)船的機(jī)動變化，系統(tǒng)對信息的處理有1～3min的延時，在船舶機(jī)動頻繁的狹窄水域雷達(dá)的跟蹤精度降低，目標(biāo)數(shù)據(jù)誤差增大。5、雷達(dá)還存在錯誤捕獲，漏捕獲、捕獲和顯示容量限制、目標(biāo)信息量少、目標(biāo)丟失、目標(biāo)交換、無法識別目標(biāo)等固有缺陷。（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)局限性：（二）AIS優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢：1、AIS通信不受氣象海況影響，信息傳輸具有一定的繞越障礙能力，跟蹤穩(wěn)定性與可靠性高于雷達(dá)；2、AIS不存在近距離盲區(qū)，不會因雜波干擾丟失弱小目標(biāo)；3、目標(biāo)的分辨能力取決于GPS的精度，高于雷達(dá)，且不隨目標(biāo)距離和方位的變化而變化；4、對于快速機(jī)動高動態(tài)目標(biāo)信息的更新間隔為2s，更新率不低于雷達(dá)；5、AIS目標(biāo)不會發(fā)生目標(biāo)交換現(xiàn)象。（二）AIS優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢：局限性：1、AIS不是自主探測設(shè)備，不能顯示島嶼、岸線和未裝備AIS設(shè)備的導(dǎo)航標(biāo)識，對目標(biāo)的監(jiān)測依賴他船設(shè)備的正常工作。2、并非所有在航的船舶都配備了AIS設(shè)備，配有AIS設(shè)備的船舶也可能隨時將設(shè)備關(guān)閉。3、一些小型船舶安裝的B類AIS設(shè)備，發(fā)射功率低，信息更新間隔延長至30s，在通訊繁忙時船位報(bào)告發(fā)送不及時。4、AIS和其他廣播系統(tǒng)一樣，對射頻干擾敏感，同時還受到VHF電波傳播的限制。5、AIS的核心是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因此它也具有GNSS固有的脆弱性。因此，AIS報(bào)告信息只應(yīng)作為雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息的有益的補(bǔ)充，協(xié)助雷達(dá)設(shè)備判斷會遇局面。（二）AIS優(yōu)勢與局限性局限性：（二）AIS優(yōu)勢與局限性五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)（一）個別或部分目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)原因：1.超大型目標(biāo)船舶（船長超過250m）雷達(dá)回波前沿位置可能與其AIS目標(biāo)報(bào)告位置（主GPS天線位置）相距超過較大；2.目標(biāo)船舶AIS信息的實(shí)際更新間隔遠(yuǎn)低于理論值，其目標(biāo)位置更新不及時。3.個別目標(biāo)船的GPS接收機(jī)或AIS設(shè)備出現(xiàn)了較大誤差，位置報(bào)告誤差超常。五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)（一）個別或部分目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)原因（二）所有目標(biāo)均無法關(guān)聯(lián)的原因五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)

由于本船雷達(dá)或GPS誤差造成，雷達(dá)探測到的所有目標(biāo)的位置（方位或距離）或其WGS-84地理位置都有誤差，而AIS報(bào)告目標(biāo)位置（目標(biāo)船GPS位置）是準(zhǔn)確的，從而無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)關(guān)聯(lián)。（三）關(guān)聯(lián)效果失常的原因

表現(xiàn)為所有或多數(shù)目標(biāo)關(guān)聯(lián)不穩(wěn)定，目標(biāo)的AIS圖標(biāo)標(biāo)識與雷達(dá)回波無規(guī)律偏離。如果確認(rèn)本船GPS接收機(jī)定位正常，則通常是目標(biāo)跟蹤環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。（二）所有目標(biāo)均無法關(guān)聯(lián)的原因五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)第五節(jié)會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷及試操船一、會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：1.數(shù)據(jù)比較①CPA≥CPALIM時，來船為非危險(xiǎn)目標(biāo)；②CPA＜CPALIM，但TCPA≥CPALIM時，來船為非緊迫碰撞危險(xiǎn)目標(biāo)，駕駛員需要視TCPA酌情關(guān)注；③CPA＜CPALIM，且TCPA＜TCPALIM時，來船為緊迫碰撞危險(xiǎn)目標(biāo)，雷達(dá)會發(fā)出聲光報(bào)警，需要立即考慮避碰措施。第五節(jié)會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷及試操船一、會遇局面與碰撞危險(xiǎn)2.矢量指示利用相對矢量輔助以CPALIM圓判斷碰撞危險(xiǎn)；雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：3.PAD圖示在目標(biāo)保速保向及本船保速的前提下，當(dāng)本船艏線與目標(biāo)的PAD區(qū)域相交時，說明本船與目標(biāo)存在碰撞危險(xiǎn)，可能在PAD區(qū)域內(nèi)發(fā)生碰撞，否則安全。2.矢量指示雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：3.PAD圖示二、試操船（TrialManoeuvre）（一）試操船概念及特點(diǎn)試操船：通過圖形模擬方式幫助駕駛員驗(yàn)證擬采取避碰方案的可行性，求取避讓的安全航速和航向。試操船的理想結(jié)果是對已構(gòu)成碰撞危險(xiǎn)的目標(biāo)報(bào)警解除，并不對其他目標(biāo)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)報(bào)警。SOLAS公約要求所有噸位大于10000GT的船舶所配備的雷達(dá)必須具備試操船功能。二、試操船（TrialManoeuvre）試操船：通過圖形2．試操船特點(diǎn)（1）試操船僅對被跟蹤目標(biāo)和至少對激活A(yù)IS目標(biāo)有效，也可以對休眠AIS目標(biāo)有效。（2）試操船過程中，雷達(dá)圖像顯示區(qū)域顯示是試操船模擬畫面。（3）試操船功能啟動時刻的初始試操船艏向/航速通常為該時刻本船的實(shí)際艏向/航速，駕駛員可在此基礎(chǔ)上修改作為試操船艏向/航速。（4）新的雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)要求試操船應(yīng)能夠模擬本船的動態(tài)操縱特性，包括旋回特性（設(shè)置船舶旋回速率或旋回半徑）和速度變化特性（設(shè)置速度變化率）。（5）試操船功能應(yīng)模擬操船前時間延遲，并提供至操船時刻的倒計(jì)時。所謂操船前時間延遲，是指從試操船功能啟動時刻到本船實(shí)際操船機(jī)動真正開始時刻的時間延遲。2．試操船特點(diǎn)2．試操船特點(diǎn)（6）試操船的過程實(shí)際上可以視為3個模擬階段。首先，操船前時間延遲內(nèi)模擬本船以當(dāng)前艏向/航速保速保向航行；其次，在時間延遲時刻按照輸入的本船旋回特性和速度變化特性模擬本船動態(tài)操縱特性；最后，模擬本船以試操船艏向/航速保速保向航行。（7）試操船的過程可以是試操船艏向/航速計(jì)算結(jié)果的最終呈現(xiàn)，也可以是操船過程的時間比例演示，即以一定比例的時間進(jìn)度快速模擬避碰過程。（8）試操船畫面用閃爍的大寫英文字母“T”標(biāo)注，提醒駕駛員注意。2．試操船特點(diǎn)2．試操船特點(diǎn)（9）在使用試操船的過程中，不可在模擬畫面停留太長時間。目前一般停留不超過1min，超時則自動返回實(shí)際畫面。（10）在試操船過程中，雷達(dá)繼續(xù)跟蹤目標(biāo)，在字母數(shù)字顯示區(qū)顯示的目標(biāo)數(shù)據(jù)是雷達(dá)真實(shí)跟蹤數(shù)據(jù)。（二）試操船操作方法試操船按機(jī)動措施：1、艏向試操船：以試操船艏向代替本船當(dāng)前艏向；（變向）2、航速試操船：以試操船航速代替SDME航速；（變速）3、混合試操船：以試操船艏向代替本船當(dāng)前艏向，同時以試操船航速代替SDME航速。（變向+變速）2．試操船特點(diǎn)（二）試操船操作方法試操船按機(jī)動措施：（二）試操船操作方法1．不帶操船前時間延遲和動態(tài)特性的試操船操作方法（1）數(shù)據(jù)比較試操船：使用時逐漸改變試操船艏向，直到恰好目標(biāo)危險(xiǎn)報(bào)警解除，此時的試操船艏向即為臨界安全艏向。（二）試操船操作方法1．不帶操船前時間延遲和動態(tài)特性的試操船（2）矢量模式試操船：①首先應(yīng)在相對矢量模式下判斷碰撞危險(xiǎn)，如目標(biāo)T2有碰撞危險(xiǎn)。②切換至真矢量，確定本船為讓需要采取避碰措施。③啟動試操船（標(biāo)識“T”），在相對矢量模式下求取臨界安全艏向?yàn)?50。④切換至真矢量，如圖（d）所示，核實(shí)采取避碰措施后的航行態(tài)勢。（2）矢量模式試操船：（3）PAD模式試操船

在PAD顯示模式下可通過電子方位線（EBL）直接量取安全艏向，因此不需要艏向試操船。如果需要改變航速避讓，可以實(shí)施航速試操船，只需輸入試操船航速，觀察本船艏線不與任何目標(biāo)的PAD相交便可。（3）PAD模式試操船在PAD顯示模式下可通過2．帶操船前時間延遲和動態(tài)特性的試操船操作方法FURUNOFAR28X7系列1）在使用試操船功能前，需要預(yù)先輸入船舶的轉(zhuǎn)艏速率和航速變化率，設(shè)定新的艏向和/或新的航速，設(shè)定操船前時間延遲，而后啟動試操船功能，如圖；2）在操船前時間延遲內(nèi)，本船仍保持當(dāng)前的艏向和航速，操船前時間延遲結(jié)束后開始模擬本船的動態(tài)特性，最終模擬本船的新艏向和/或新航速。3）當(dāng)在模擬的情況下預(yù)計(jì)出現(xiàn)碰撞危險(xiǎn)時，代表目標(biāo)的圖標(biāo)標(biāo)識就會變成三角形并閃爍，說明該避碰方案不合適，需要駕駛員重新調(diào)整試操船參數(shù)，而后重新試操船。2．帶操船前時間延遲和動態(tài)特性的試操船操作方法FURUNO（三）試操船使用注意事項(xiàng)（1）試操船功能不能判斷駕駛員輸入的試操船機(jī)動方案是否符合海上避碰規(guī)則；（2）試操船后，原來未被跟蹤的目標(biāo)可能對本船構(gòu)成新的碰撞危險(xiǎn)；（3）在復(fù)雜的會遇環(huán)境中無法通過一次方案實(shí)現(xiàn)避讓時，可以采取階段避讓方案，首先避開緊迫危險(xiǎn)目標(biāo)，隨后再考慮其他會遇目標(biāo)；（4）使用試操船功能時，雷達(dá)圖像區(qū)域呈現(xiàn)的是試操船模擬畫面；（5）不可在試操船畫面下長時間停留，以免影響正常的雷達(dá)觀測。

（三）試操船使用注意事項(xiàng)（1）試操船功能不能判斷駕駛員輸入的（三）試操船使用注意事項(xiàng)（6）試操船功能對船舶操縱特性的模擬和實(shí)際情況有一定出入；（7）雷達(dá)跟蹤目標(biāo)和AIS報(bào)告目標(biāo)的數(shù)據(jù)都存在誤差，在利用試操船功能做決策時需要注意這些誤差帶來的影響，為安全避讓留出適當(dāng)?shù)挠嗔俊?）試操船的結(jié)果僅在本船和目標(biāo)船不發(fā)生機(jī)動的前提下才有效，一旦本船或目標(biāo)船出現(xiàn)機(jī)動，應(yīng)立即終止試操船，等待兩船航向和航速穩(wěn)定后再做新的決定。（9）試操船功能不僅僅用于避碰決策，還可以用于復(fù)雜會遇態(tài)勢下為機(jī)動航行提供決策參考。（三）試操船使用注意事項(xiàng)（6）試操船功能對船舶操縱特性的模擬第六節(jié)影響目標(biāo)跟蹤可靠性因素一、目標(biāo)跟蹤局限性（一）跟蹤可靠性跟蹤可靠性限制主要表現(xiàn)為誤跟蹤和跟蹤丟失率高兩個方面。（二）設(shè)備硬件顯示器的尺寸、屏幕信息的容量、信息的可用性受到限制。（三）跟蹤距離及航速當(dāng)目標(biāo)航行遠(yuǎn)至超過雷達(dá)設(shè)計(jì)的最大跟蹤距離時（如12nmile），雷達(dá)將自動放棄對目標(biāo)的跟蹤。雷達(dá)正常跟蹤目標(biāo)的最大相對航速要求在100kn內(nèi)。第六節(jié)影響目標(biāo)跟蹤可靠性因素一、目標(biāo)跟蹤局限性（一）跟（四）處理延時

在捕獲目標(biāo)3min之內(nèi)，目標(biāo)的數(shù)據(jù)和矢量信息只供駕駛員參考，不可盲目信賴。二、傳感器誤差及其局限性（一）雷達(dá)測量誤差雷達(dá)測量誤差導(dǎo)致目標(biāo)回波位置誤差，是限制目標(biāo)跟蹤精度的基本因素，尤其應(yīng)注意不恰當(dāng)圖像調(diào)整引起的雷達(dá)測量誤差對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤精度的顯著影響。跟蹤器輸出的目標(biāo)數(shù)據(jù)，包括所有的相對數(shù)據(jù)和真數(shù)據(jù)的精度都受到雷達(dá)測量誤差的影響，甚至使雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)無法正確關(guān)聯(lián)，嚴(yán)重時會造成駕駛員錯誤判斷會遇局面和避碰決策失誤。（四）處理延時二、傳感器誤差及其局限性（一）雷達(dá)測量誤差（二）艏向傳感器誤差及其影響艏向傳感器存在誤差將直接導(dǎo)致目標(biāo)的“真”數(shù)據(jù)，即真方位、真航向、真航速、真矢量和PAD等出現(xiàn)誤差；不影響“相對”數(shù)據(jù)。（三）航速傳感器誤差及其影響航速傳感器存在誤差也將直接導(dǎo)致目標(biāo)的“真”數(shù)據(jù)，如真航向、真航速、真矢量和PAD等出現(xiàn)誤差。不影響“相對”數(shù)據(jù)。（二）艏向傳感器誤差及其影響（三）航速傳感器誤差及其影響（四）AIS信息誤差

AIS信息誤差一般是由他船AIS傳感器誤差引起的，會導(dǎo)致目標(biāo)數(shù)據(jù)融合誤差或目標(biāo)關(guān)聯(lián)失敗。

（五）GPS誤差本船GPS誤差會影響AIS報(bào)告目標(biāo)與雷達(dá)跟蹤目標(biāo)的關(guān)聯(lián)。如果GPS的誤差過大，則所有目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。

【課件完】（四）AIS信息誤差（五）GPS誤差【課件完】演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！導(dǎo)航雷達(dá)第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與課件第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

一、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置構(gòu)成第七章雷達(dá)目標(biāo)跟蹤與AIS目標(biāo)報(bào)告第一節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本

雷達(dá)信息（包括定時信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息）、艏向信息和航速信息是保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本信息。（二）信息處理器（一）傳感器功能：（1）按照綜合導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）綜合信息處理原則，驗(yàn)證各傳感器信息的完善性，對未通過完善性驗(yàn)證的傳感器信息發(fā)出報(bào)警。（2）按照駕駛員及程序指令綜合處理、分配和綜合（融合）船位、艏向、航速、AIS目標(biāo)報(bào)告、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、海圖的水文地理信息等信息，完成目標(biāo)跟蹤信息與其他傳感器信息的融合。雷達(dá)信息（包括定時信號、回波視頻信息、天線角位（三）跟蹤器跟蹤器通過硬件和軟件配合，在主處理器協(xié)調(diào)下，完成對目標(biāo)的檢測、捕獲和跟蹤，建立目標(biāo)的運(yùn)動軌跡，警示危險(xiǎn)目標(biāo)，輔助提供避碰措施等功能。（四）綜合信息顯示與操作控制在雷達(dá)顯示器上，通過控制面板各種開關(guān)控鈕或操作屏幕菜單，能夠控制雷達(dá)的所有功能。按照程序或操作面板的指令，在主控制器的控制下，將視頻處理器輸出的雷達(dá)視頻、跟蹤器獲得的目標(biāo)跟蹤信息、以及信息處理器對多傳感器信息的運(yùn)算結(jié)果融合為雷達(dá)綜合視頻，送顯示器顯示。（三）跟蹤器（四）綜合信息顯示與操作控制二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理

目標(biāo)跟蹤：雷達(dá)跟蹤目標(biāo)在屏幕上位置的變化，建立目標(biāo)運(yùn)動軌跡，獲取目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)的跟蹤器運(yùn)算過程。

一般地，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤在1min之內(nèi)可獲得目標(biāo)的運(yùn)動趨勢，在3min內(nèi)，雷達(dá)對被捕獲目標(biāo)跟蹤達(dá)到較高的精度，獲得目標(biāo)的預(yù)測運(yùn)動，進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài)。

目標(biāo)跟蹤包括：目標(biāo)檢測、目標(biāo)捕獲、目標(biāo)跟蹤、危險(xiǎn)判斷、試操船等過程。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理目標(biāo)跟蹤：雷達(dá)跟蹤目標(biāo)（一）目標(biāo)檢測

在噪聲和雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程，稱為目標(biāo)檢測。

檢測原理：設(shè)定一個閾值電壓，如果回波信號幅值大于該電壓，就認(rèn)為是目標(biāo)予以保留，相反則認(rèn)為是雜波或噪聲不予記錄。

檢測注意事項(xiàng)：在目標(biāo)檢測時，近距離海浪和較強(qiáng)的雨雪雜波的強(qiáng)度可能會比正常目標(biāo)回波高出很多，設(shè)備無法分辨目標(biāo)與雜波，而將雜波判別為目標(biāo)；為了提高目標(biāo)自動檢測的可靠性，駕駛員應(yīng)細(xì)心調(diào)整雷達(dá)，將回波保持在最佳狀態(tài)。（一）目標(biāo)檢測檢測原理：設(shè)定一個閾值電壓，如果回（二）目標(biāo)捕獲（acquisition）

捕獲：選擇所需跟蹤的目標(biāo)，跟蹤器記錄其初始位置，啟動對目標(biāo)位置在屏幕上相繼變化的檢測和跟蹤的雷達(dá)工作過程。

捕獲分為人工捕獲和自動捕獲，小于10000GT的船舶配備的雷達(dá)可不具有自動捕獲目標(biāo)的功能。

人工捕獲通過光標(biāo)、軌跡球直接捕獲需要跟蹤的目標(biāo)；自動捕獲通過設(shè)置捕獲范圍（警戒區(qū)/環(huán)）來實(shí)現(xiàn)。（二）目標(biāo)捕獲（acquisition）捕獲：（三）目標(biāo)跟蹤

雷達(dá)記錄目標(biāo)在屏幕上位置隨掃描更新相繼變化，建立目標(biāo)的運(yùn)動軌跡的運(yùn)算過程，稱為目標(biāo)跟蹤。

目標(biāo)跟蹤原理：預(yù)測加修正，天線邊掃描邊跟蹤，不斷提高跟蹤的精度，直到跟蹤穩(wěn)定為止。（三）目標(biāo)跟蹤目標(biāo)跟蹤原理：預(yù)測加修正，天線跟蹤樹第一次探測位置第二次探測位置估算位置濾波位置第三次探測位置第四次掃描目標(biāo)輸出窗口第五次掃描探測位置濾波位置估算位置跟蹤窗發(fā)現(xiàn)目標(biāo)重新跟蹤ARPA目標(biāo)跟蹤原理位置滑動濾波停止窗口放大跟蹤位置窗口縮小窗口穩(wěn)定跟蹤樹第一次探測位置第二次探測位置估算位置濾波位置第三次探測1.跟蹤窗尺寸大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤；2.跟蹤窗尺寸小，不易跟蹤上，易丟失目標(biāo)。一般大（0.18nmile）

、中（0.125nmile

）、?。?.07nmile）三個，自動調(diào)節(jié)。開始大窗口，逐漸變小，穩(wěn)定時最小窗口，目標(biāo)回波約占跟蹤窗（波門）面積的75。

跟蹤窗尺寸對跟蹤性能的影響：目標(biāo)丟失(1)目標(biāo)回波變?nèi)?未檢測到目標(biāo),無法建立跟蹤(2)雜波干擾(3)目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(4)雷達(dá)實(shí)測目標(biāo)誤差太大(5)目標(biāo)進(jìn)入陰影區(qū)或被高大目標(biāo)遮擋1.跟蹤窗尺寸大，不易丟失目標(biāo)，但易誤跟蹤；跟蹤窗尺寸對跟蹤

目標(biāo)丟失報(bào)警：按照性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在連續(xù)10次天線掃描中，只要有5次能夠在顯示器上清楚識別出目標(biāo)，目標(biāo)跟蹤就應(yīng)能夠繼續(xù)。如果違反了這個原則，雷達(dá)就判定目標(biāo)丟失，給出目標(biāo)丟失報(bào)警。目標(biāo)交換

將已跟蹤的目標(biāo)放棄，錯誤地跟蹤上另一個目標(biāo)，這種錯誤跟蹤的現(xiàn)象稱為目標(biāo)交換。目標(biāo)交換產(chǎn)生原因：(1)目標(biāo)進(jìn)入強(qiáng)海浪區(qū);(2)被跟蹤的弱目標(biāo)接近未被跟蹤的強(qiáng)目標(biāo);(3)目標(biāo)轉(zhuǎn)向;目標(biāo)丟失報(bào)警：按照性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在連續(xù)10次天（四）危險(xiǎn)判斷

在目標(biāo)跟蹤過程中，跟蹤器不斷將跟蹤目標(biāo)的CPA/TCPA值與駕駛員設(shè)定的安全界限CPALIM/TCPALIM比較，對小于安全界限的目標(biāo)給出危險(xiǎn)報(bào)警。（五）試操船

當(dāng)本船在避碰行動或?qū)Ш街行枰獧C(jī)動（改向或改速或艏向航速同時改變）航行時，試操船可以在圖形顯示區(qū)域模擬本船機(jī)動操作的未來態(tài)勢，輔助駕駛員做出保障船舶航行安全的有效避碰決策。二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理（四）危險(xiǎn)判斷（五）試操船二、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本原理（六）目標(biāo)跟蹤流程（六）目標(biāo)跟蹤流程第二節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本功能一、目標(biāo)跟蹤初始設(shè)置（一）傳感器設(shè)置保證雷達(dá)跟蹤器正常工作的基本傳感器包括：雷達(dá):為跟蹤器提供了定時信號、回波視頻信息、天線角位置和船首標(biāo)識信息。陀螺羅經(jīng)或艏向發(fā)送裝置（THD）：提供航向信息船舶航速和航程測量設(shè)備（SDME，如計(jì)程儀）：提供速度信息。第二節(jié)雷達(dá)目標(biāo)跟蹤基本功能一、目標(biāo)跟蹤初始設(shè)置（一）1．雷達(dá)設(shè)置：（1）圖像調(diào)整：增益、人工/自動調(diào)諧、脈沖寬度選擇、人工雜波（海浪、雨雪）抑制等控鈕。（2）量程選擇：按照IMO雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)，具有目標(biāo)跟蹤功能的量程至少包括3、6和12nmile，目前多數(shù)雷達(dá)從0.75nmile~24nmile量程都具有目標(biāo)跟蹤功能。通常駕駛員可以在6~12nmile量程捕獲目標(biāo)和判斷目標(biāo)碰撞危險(xiǎn)，在6nmile量程確定對危險(xiǎn)目標(biāo)的避碰方案，在3nmile量程實(shí)施避碰行動和評估避碰效果。（3）顯示方式選擇：使用雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能應(yīng)選擇方位穩(wěn)定的顯示方式，如N-up或C-up，避免使用H-up顯示方式。現(xiàn)代雷達(dá)在H-up顯示方式下通常會禁止目標(biāo)跟蹤功能。1．雷達(dá)設(shè)置：2．本船艏向設(shè)置確認(rèn)雷達(dá)艏向復(fù)示器的讀數(shù)應(yīng)與本船艏向發(fā)送裝置的示數(shù)保持一致且隨動正常。按照性能標(biāo)準(zhǔn)要求，在艏向信息失效后1min內(nèi)，雷達(dá)應(yīng)自動切換至艏向上不穩(wěn)定模式，目標(biāo)跟蹤功能停止工作。3．本船航速設(shè)置在避碰時，雷達(dá)應(yīng)采用對水航速（STW），以獲得對水穩(wěn)定方式；在導(dǎo)航時，雷達(dá)應(yīng)采用SOG，以獲得對地穩(wěn)定方式。本船航速通常通過傳感器取得，需要時人工輸入。按照性能標(biāo)準(zhǔn)要求，為雷達(dá)系統(tǒng)提供航速的傳感器應(yīng)能夠提供本船STW和SOG。2．本船艏向設(shè)置3．本船航速設(shè)置（二）安全界限設(shè)置

設(shè)置避碰安全界限CPALIM/TCPALIM，目標(biāo)跟蹤功能能夠自動將被跟蹤目標(biāo)的CPA/TCPA值與安全界限比較，對小于安全界限的目標(biāo)發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警。

安全界限設(shè)置過大，虛警增加，給駕駛員帶來不必要的負(fù)擔(dān)；設(shè)置過小，安全系數(shù)降低甚至不能達(dá)到對碰撞危險(xiǎn)預(yù)警的目的。安全界限的設(shè)置值與很多因素有關(guān)，包括本船噸位和操縱特性、駕駛團(tuán)隊(duì)船藝水平、航行水域開闊程度和船舶密度、氣象海況等。（二）安全界限設(shè)置設(shè)置避碰安全界限CPALCPALIM/TCPALIM在航海上設(shè)置的慣例：結(jié)合海上避碰規(guī)則，大洋航行時CPALIM通常為2nmile左右，TCPALIM通常不低于18min；近岸航行時，結(jié)合上述因素考慮安全界限，CPALIM可為1~2nmile，TCPALIM通常為12nmin以上；狹窄水域航行時，雷達(dá)避碰的局限性比較大，特別當(dāng)CPALIM設(shè)置小于0.8nmile仍然無法滿足航行要求時，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息只能作為參考，駕駛員應(yīng)考慮其他避碰手段。CPALIM/TCPALIM在航海上設(shè)置的慣例：二、目標(biāo)捕獲船舶大小500GT以下500GT至10000GT以下及10000GT以下高速船所有10000GT及以上船舶最少捕獲雷達(dá)目標(biāo)數(shù)203040SOLAS公約雷達(dá)最少捕獲跟蹤目標(biāo)數(shù)量（一）人工捕獲

人工捕獲目標(biāo)時，應(yīng)遵循駕駛員最關(guān)注目標(biāo)優(yōu)先捕獲，即船首（相對方位330~30）、右舷（相對方位0~112.5

）、近距離（8nmile以內(nèi)的范圍）的原則，船首、右舷、近距離三者無先后順序，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)時海面狀況綜合判斷。二、目標(biāo)捕獲船舶大小500GT以下500GT至1000人工捕獲具備如下特點(diǎn)：（1）可按航行態(tài)勢和航行需要逐個捕獲目標(biāo)，目的明確，針對性強(qiáng)。（2）可根據(jù)雷達(dá)觀測經(jīng)驗(yàn)，在復(fù)雜的回波環(huán)境中辨識和捕獲目標(biāo)，避免捕獲雜波、假回波和不需要捕獲的目標(biāo)。（3）如駕駛員疏忽視覺及雷達(dá)瞭望，可能會遺漏相關(guān)目標(biāo)，造成漏警。（4）操作過程費(fèi)時，隨著航行態(tài)勢不斷變化，對新出現(xiàn)的相關(guān)目標(biāo)或丟失后需再次捕獲的目標(biāo)需要額外操作，增加駕駛員工作負(fù)擔(dān)。人工捕獲具備如下特點(diǎn)：（二）自動捕獲1、設(shè)置警戒/捕獲區(qū)（二）自動捕獲1、設(shè)置警戒/捕獲區(qū)2．排除區(qū)

排除區(qū)也稱限制區(qū)，是駕駛員在雷達(dá)屏幕上設(shè)置的拒絕自動捕獲目標(biāo)的區(qū)域。3．自動捕獲設(shè)置一般地說，距本船8~12nmile范圍可設(shè)置為雷達(dá)警戒區(qū)，在6nmile左右設(shè)置目標(biāo)捕獲區(qū)，近于1.5nmile的范圍最好設(shè)置為排除區(qū)。

2．排除區(qū)3．自動捕獲設(shè)置自動捕獲功能具有以下特點(diǎn)：（1）捕獲速度快，可應(yīng)付多目標(biāo)快速逼近復(fù)雜會遇局面中及時捕獲目標(biāo)的需要。（2）能根據(jù)駕駛員自動捕獲區(qū)和排除區(qū)的設(shè)置，按照優(yōu)先方案捕獲目標(biāo)。（3）如果捕獲區(qū)設(shè)置不合理，容易過多地捕獲沒有跟蹤意義的目標(biāo)，浪費(fèi)系統(tǒng)資源，分散駕駛員注意力。（4）會誤將干擾雜波、陸地或島嶼等當(dāng)作有用目標(biāo)捕獲，造成虛警。（5）可能因捕獲區(qū)設(shè)置不合理，無法捕獲相關(guān)目標(biāo)。（6）可能會因雜波干擾或陰影扇形區(qū)域影響，漏失弱小目標(biāo)，造成漏警。（7）不可免除駕駛員雷達(dá)觀測職責(zé)，必須與人工捕獲配合使用，確保不漏失對相關(guān)目標(biāo)的捕獲和跟蹤。自動捕獲功能具有以下特點(diǎn)：（三）捕獲方案選擇駕駛員應(yīng)根據(jù)航行需要綜合考慮目標(biāo)捕獲方案。人工捕獲適合各種海域和會遇局面，是輔助駕駛員判斷會遇局面必須使用的功能。自動捕獲是捕獲目標(biāo)的輔助手段，更適合在氣象海況條件良好的大洋中使用，在回波復(fù)雜的環(huán)境，對目標(biāo)的選擇性要求較高，不適合自動捕獲。在任何會遇局面中，適當(dāng)設(shè)置自動捕獲區(qū)，并配合排除區(qū)是值得推薦的方案。（三）捕獲方案選擇三、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能（一）目標(biāo)跟蹤從目標(biāo)被捕獲開始，性能標(biāo)準(zhǔn)要求雷達(dá)應(yīng)在1min之內(nèi)指示目標(biāo)的運(yùn)動趨勢（初始跟蹤），通常是在雷達(dá)圖像區(qū)域顯示目標(biāo)的矢量和CPA，此時數(shù)據(jù)精度較低。在3min之內(nèi)，雷達(dá)指示目標(biāo)的預(yù)測運(yùn)動（穩(wěn)定跟蹤），如目標(biāo)相對矢量、真矢量、過去位置、PAD、危險(xiǎn)標(biāo)識等，并在雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示區(qū)域顯示目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)（八參數(shù)）。三、雷達(dá)目標(biāo)跟蹤功能（一）目標(biāo)跟蹤從目標(biāo)被捕獲開始，性能標(biāo)準(zhǔn)對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤距離的分析：⑴＜1.5nm：處理延時導(dǎo)致了數(shù)據(jù)不可靠；⑵＞12nm：無實(shí)際意義。

性能標(biāo)準(zhǔn)要求，自動跟蹤裝置至少應(yīng)在3、6和12nmile量程上有效。目前多數(shù)雷達(dá)從0.75nmile量程到24nmile量程都具有目標(biāo)跟蹤功能。對雷達(dá)目標(biāo)跟蹤距離的分析：（二）矢量（Vector）

矢量是根據(jù)目標(biāo)位置和本船CCRP位置，預(yù)測目標(biāo)和本船未來一段時間（時間長度可調(diào)）運(yùn)動的線段。

相對矢量顯示真矢量顯示（二）矢量（Vector）矢量是根據(jù)目標(biāo)位置兩種矢量適用范圍：

相對矢量適合目標(biāo)危險(xiǎn)判斷，真矢量適合在采取避碰行動時掌握航行態(tài)勢，做出避碰決策。相對矢量應(yīng)用1：判斷碰撞危險(xiǎn)CPALIM圈相對矢量應(yīng)用2：估算CPA和TCPACPATCPA兩種矢量適用范圍：相對矢量應(yīng)用1：CPALIM圈相對矢量應(yīng)用相對矢量應(yīng)用3：估算BCR和BCTBCRBCT相對矢量應(yīng)用4：預(yù)測目標(biāo)未來的位置延長矢量時間為20min20min后目標(biāo)的位置相對矢量應(yīng)用3：BCRBCT相對矢量應(yīng)用4：延長矢量時間為2真矢量應(yīng)用一：直觀地判斷會遇態(tài)勢

T2T1T3T4本船與目標(biāo)T1成交叉態(tài)勢，本船為直航船，目標(biāo)T1為讓路船；本船與T2同向同速，互不影響；本船與目標(biāo)T3成交叉會遇態(tài)勢，本船為讓路船，目標(biāo)T3為直航船；T4為固定目標(biāo)，互不影響真矢量應(yīng)用一：直觀地判斷會遇態(tài)勢T2T1T3T4本船與目標(biāo)真矢量應(yīng)用二：判斷碰撞危險(xiǎn)T3真矢量末端間距若小于CPALIM，則有碰撞危險(xiǎn)T1

真矢量判斷碰撞危險(xiǎn)不如相對矢量直觀方便，僅適合單船避碰。真矢量應(yīng)用二：判斷碰撞危險(xiǎn)T3真矢量末端間距若小于CPALI（三）過去位置（PastPosition）

過去位置是指目標(biāo)（包括雷達(dá)和AIS報(bào)告目標(biāo)）及本船等時間間隔的過去（歷史）位置標(biāo)記。分為：真過去位置和相對過去位置。

新的性能標(biāo)準(zhǔn)要求雷達(dá)的過去位置模式與矢量模式保持一致。過去位置的應(yīng)用：1、用于判斷目標(biāo)是否機(jī)動：相對過去位置用于判斷目標(biāo)相對于我船是否機(jī)動；對水真過去位置有助于在避碰行動中了解目標(biāo)機(jī)動航行情況，掌握航行態(tài)勢。對地真過去位置有助于在導(dǎo)航中了解本船是否沿正確航道航行。（三）過去位置（PastPosition）過過去位置顯示判斷目標(biāo)機(jī)動雷達(dá)選擇對水真運(yùn)動：本船O保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T1保速保向目標(biāo)T2加速保向目標(biāo)T3保速右轉(zhuǎn)目標(biāo)T4為水上漂浮目標(biāo)過去位置的應(yīng)用：2、檢查雷達(dá)目標(biāo)跟蹤能力：在本船保速保向航行時，如果所有目標(biāo)過去位置出現(xiàn)不規(guī)則或不穩(wěn)定的顯示情況（如跳躍），說明此時雷達(dá)目標(biāo)跟蹤環(huán)節(jié)有問題，雷達(dá)目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)不可輕信。過去位置顯示判斷目標(biāo)機(jī)動雷達(dá)選擇對水真運(yùn)動：過去位置的應(yīng)用：（四）預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)（PredictedAreaofDanger-PAD）

T3T1

當(dāng)本船艏線與目標(biāo)PAD相交時，表示有碰撞危險(xiǎn)，其圖形直觀，但狹窄水域、漁區(qū)和沿岸航行航行時由于目標(biāo)較多，圖像易混亂。PAD應(yīng)用前提：本船保速目標(biāo)船保速保向。（四）預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)（PredictedAreaofDan第三節(jié)AIS報(bào)告目標(biāo)一、AIS報(bào)告信息內(nèi)容

將AIS目標(biāo)信息連接到雷達(dá)，解決了目標(biāo)屬性識別的問題。靜態(tài)信息動態(tài)信息航次相關(guān)信息安全相關(guān)短消息第三節(jié)AIS報(bào)告目標(biāo)一、AIS報(bào)告信息內(nèi)容3.動態(tài)數(shù)據(jù)：位置信息對地航向、航速船首向等1.靜態(tài)數(shù)據(jù)：船名、呼號船長、船寬船舶類型等2.航次數(shù)據(jù)：預(yù)計(jì)到達(dá)時間航行計(jì)劃貨物種類等4.其它安全電文3.動態(tài)數(shù)據(jù)：1.靜態(tài)數(shù)據(jù)：2.航次數(shù)據(jù)：4.其它安全電文二、AIS報(bào)告信息在雷達(dá)顯示器上顯示特點(diǎn)AIS目標(biāo)的類型：休眠、激活、被選、危險(xiǎn)、丟失目標(biāo)。二、AIS報(bào)告信息在雷達(dá)顯示器上顯示特點(diǎn)AIS目標(biāo)的類型：休三、AIS報(bào)告信息優(yōu)勢與局限性1、精度優(yōu)勢：近量程（3nmile之內(nèi)）報(bào)告數(shù)據(jù)精度不低于雷達(dá)目標(biāo)跟蹤的精度，遠(yuǎn)量程精度應(yīng)高于雷達(dá)目標(biāo)跟蹤。2、信息優(yōu)勢：AIS還能夠提供比雷達(dá)跟蹤目標(biāo)更豐富的船舶相關(guān)信息。3、依賴性強(qiáng)：信息的精度完全依賴目標(biāo)船的人為設(shè)置和對方傳感器的精度4、通訊延時與錯誤：信息更新間隔超時，錯誤、不準(zhǔn)確或延誤信息的傳遞；三、AIS報(bào)告信息優(yōu)勢與局限性1、精度優(yōu)勢：近量程（3n第四節(jié)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)一、目標(biāo)關(guān)聯(lián)的概念

雷達(dá)將分別來自于雷達(dá)傳感器和AIS傳感器關(guān)于目標(biāo)的位置、航向、航速等精度離散的信息，依據(jù)一定的準(zhǔn)則優(yōu)化處理，根據(jù)駕駛員的要求輸出關(guān)于目標(biāo)一致性的最佳動態(tài)信息，稱為雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)。

“A+B=C”二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性

獨(dú)立性：雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息的精度取決于本船配備的雷達(dá)、艏向傳感器和航速傳感器的精度，還取決于本船與目標(biāo)船的動態(tài)和氣象海況。第四節(jié)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)一、目標(biāo)關(guān)聯(lián)的概念二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性

獨(dú)立性：

AIS報(bào)告目標(biāo)動態(tài)信息的精度取決于目標(biāo)船所配備的GPS接收機(jī)、艏向傳感器、航速傳感器及其他傳感器，也在一定程度上受到氣象海況和具體設(shè)備因素的影響。

相關(guān)性：對于同一個目標(biāo)而言，目標(biāo)跟蹤信息與AIS報(bào)告信息又必然具有較好的相關(guān)性。三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則1：在通常航行狀態(tài)下，系統(tǒng)滿足精度要求時，目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置的基本原則是以AIS信息為參考。二、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)獨(dú)立性與相關(guān)性三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則2：在低于1.5nmile量程，在系統(tǒng)滿足精度要求的航行狀態(tài)下，雷達(dá)跟蹤精度與AIS目標(biāo)精度相當(dāng)，駕駛員可以根據(jù)航行需要選擇關(guān)聯(lián)設(shè)置原則。原則3：在任何量程中，當(dāng)駕駛員對AIS精度有任何懷疑，應(yīng)考慮以雷達(dá)跟蹤目標(biāo)為準(zhǔn)設(shè)置目標(biāo)關(guān)聯(lián)。

完成關(guān)聯(lián)需要設(shè)置的參數(shù)包括目標(biāo)的距離差值、方位差值和航速差值，也有設(shè)備還需要設(shè)置目標(biāo)的航向差值和地理位置差值。三、雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS報(bào)告目標(biāo)關(guān)聯(lián)設(shè)置原則原則2：在低于1四、目標(biāo)跟蹤信息與目標(biāo)報(bào)告信息優(yōu)勢互補(bǔ)（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)優(yōu)勢：1、雷達(dá)是自主式探測設(shè)備，可以直觀觀測到本船周圍包括岸線在內(nèi)的水面目標(biāo)，獲得較為全面的交通形勢圖像。2、雷達(dá)也是目前國際海上避碰規(guī)則推薦的唯一可以作為瞭望設(shè)備的航海儀器，其在避碰行動中的觀測和操作信息可以作為海事證據(jù)予以采納。四、目標(biāo)跟蹤信息與目標(biāo)報(bào)告信息優(yōu)勢互補(bǔ)（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)局限性：1、雷達(dá)易受氣象海況的影響丟失弱小目標(biāo)；2、有30～50m左右的近距離盲區(qū)，在障礙物遮擋形成的陰影扇形區(qū)域探測能力受到影響；3、目標(biāo)的探測精度和分辨力，尤其方位分辨力有限（2左右）；4、雷達(dá)只對保速保向的目標(biāo)保持精度較高的跟蹤，不能及時響應(yīng)本船和目標(biāo)船的機(jī)動變化，系統(tǒng)對信息的處理有1～3min的延時，在船舶機(jī)動頻繁的狹窄水域雷達(dá)的跟蹤精度降低，目標(biāo)數(shù)據(jù)誤差增大。5、雷達(dá)還存在錯誤捕獲，漏捕獲、捕獲和顯示容量限制、目標(biāo)信息量少、目標(biāo)丟失、目標(biāo)交換、無法識別目標(biāo)等固有缺陷。（一）雷達(dá)目標(biāo)跟蹤裝置優(yōu)勢與局限性雷達(dá)局限性：（二）AIS優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢：1、AIS通信不受氣象海況影響，信息傳輸具有一定的繞越障礙能力，跟蹤穩(wěn)定性與可靠性高于雷達(dá)；2、AIS不存在近距離盲區(qū)，不會因雜波干擾丟失弱小目標(biāo)；3、目標(biāo)的分辨能力取決于GPS的精度，高于雷達(dá)，且不隨目標(biāo)距離和方位的變化而變化；4、對于快速機(jī)動高動態(tài)目標(biāo)信息的更新間隔為2s，更新率不低于雷達(dá)；5、AIS目標(biāo)不會發(fā)生目標(biāo)交換現(xiàn)象。（二）AIS優(yōu)勢與局限性優(yōu)勢：局限性：1、AIS不是自主探測設(shè)備，不能顯示島嶼、岸線和未裝備AIS設(shè)備的導(dǎo)航標(biāo)識，對目標(biāo)的監(jiān)測依賴他船設(shè)備的正常工作。2、并非所有在航的船舶都配備了AIS設(shè)備，配有AIS設(shè)備的船舶也可能隨時將設(shè)備關(guān)閉。3、一些小型船舶安裝的B類AIS設(shè)備，發(fā)射功率低，信息更新間隔延長至30s，在通訊繁忙時船位報(bào)告發(fā)送不及時。4、AIS和其他廣播系統(tǒng)一樣，對射頻干擾敏感，同時還受到VHF電波傳播的限制。5、AIS的核心是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因此它也具有GNSS固有的脆弱性。因此，AIS報(bào)告信息只應(yīng)作為雷達(dá)目標(biāo)跟蹤信息的有益的補(bǔ)充，協(xié)助雷達(dá)設(shè)備判斷會遇局面。（二）AIS優(yōu)勢與局限性局限性：（二）AIS優(yōu)勢與局限性五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)（一）個別或部分目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)原因：1.超大型目標(biāo)船舶（船長超過250m）雷達(dá)回波前沿位置可能與其AIS目標(biāo)報(bào)告位置（主GPS天線位置）相距超過較大；2.目標(biāo)船舶AIS信息的實(shí)際更新間隔遠(yuǎn)低于理論值，其目標(biāo)位置更新不及時。3.個別目標(biāo)船的GPS接收機(jī)或AIS設(shè)備出現(xiàn)了較大誤差，位置報(bào)告誤差超常。五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)（一）個別或部分目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)原因（二）所有目標(biāo)均無法關(guān)聯(lián)的原因五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)

由于本船雷達(dá)或GPS誤差造成，雷達(dá)探測到的所有目標(biāo)的位置（方位或距離）或其WGS-84地理位置都有誤差，而AIS報(bào)告目標(biāo)位置（目標(biāo)船GPS位置）是準(zhǔn)確的，從而無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)關(guān)聯(lián)。（三）關(guān)聯(lián)效果失常的原因

表現(xiàn)為所有或多數(shù)目標(biāo)關(guān)聯(lián)不穩(wěn)定，目標(biāo)的AIS圖標(biāo)標(biāo)識與雷達(dá)回波無規(guī)律偏離。如果確認(rèn)本船GPS接收機(jī)定位正常，則通常是目標(biāo)跟蹤環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。（二）所有目標(biāo)均無法關(guān)聯(lián)的原因五、雷達(dá)與AIS目標(biāo)無法關(guān)聯(lián)第五節(jié)會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷及試操船一、會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：1.數(shù)據(jù)比較①CPA≥CPALIM時，來船為非危險(xiǎn)目標(biāo)；②CPA＜CPALIM，但TCPA≥CPALIM時，來船為非緊迫碰撞危險(xiǎn)目標(biāo)，駕駛員需要視TCPA酌情關(guān)注；③CPA＜CPALIM，且TCPA＜TCPALIM時，來船為緊迫碰撞危險(xiǎn)目標(biāo)，雷達(dá)會發(fā)出聲光報(bào)警，需要立即考慮避碰措施。第五節(jié)會遇局面與碰撞危險(xiǎn)判斷及試操船一、會遇局面與碰撞危險(xiǎn)2.矢量指示利用相對矢量輔助以CPALIM圓判斷碰撞危險(xiǎn)；雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：3.PAD圖示在目標(biāo)保速保向及本船保速的前提下，當(dāng)本船艏線與目標(biāo)的PAD區(qū)域相交時，說明本船與目標(biāo)存在碰撞危險(xiǎn)，可能在PAD區(qū)域內(nèi)發(fā)生碰撞，否則安全。2.矢量指示雷達(dá)判斷碰撞危險(xiǎn)方法：3.PAD圖示二、試操船（TrialManoeuvre）（一）試操船概念及特點(diǎn)試操船：通過圖形模擬方式幫助駕駛員驗(yàn)證擬采取避碰方案的可行性，求取避讓的安全航速和航向。試操船的理想結(jié)果是對已構(gòu)成碰撞危險(xiǎn)的目標(biāo)報(bào)警解除，并不對其他目標(biāo)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)報(bào)警。SOLAS公約要求所有噸位大于10000GT的船舶所配備的雷達(dá)必須具備試操船功能。二、試操船（TrialManoeuvre）試操船：通過圖形2．試操船特點(diǎn)（1）試操船僅對被跟蹤目標(biāo)和至少對激活A(yù)IS目標(biāo)有效，也可以對休眠AIS目標(biāo)有效。（2）試操船過程中，雷達(dá)圖像顯示區(qū)域顯示是試操船模擬畫面。（3）試操船功能啟動時刻的初始試操船艏向/航速通常為該時刻本船的實(shí)際艏向/航速，駕駛員可在此基礎(chǔ)上修改作為試操船艏向/航速。（4）新的雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)要求試操船應(yīng)能夠模擬本船的動態(tài)操縱特性，包括旋回特性（設(shè)置船舶旋回速率或旋回半徑）和速度變化特性（設(shè)置速度變化率）。（5）試操船功能應(yīng)模擬操船前時間延遲，并提供至操船時刻的倒計(jì)時。所謂操船前時間延遲，是指從試操船功能啟動時刻到本船實(shí)際操船機(jī)動真正開始時刻的時間延遲。2．試操船特點(diǎn)2．試操船特點(diǎn)（6）試操船的過程實(shí)際上可以視為3個模擬階段。首先，