广东海洋大学2013届毕业生专题论文
雷达在船舶定位、导航中的应用
广东海洋大学2013届毕业生专题论文
目录
1 绪论 (1)
2 雷达的基本工作原理 (1)
2.1雷达测距原理 (1)
2.2 测方位原理 (2)
2.3 雷达的基本组成及各部分作用 (2)
3 雷达定位 (3)
3.3 雷达定位方法 (4)
3.4雷达的定位精度及注意事项 (5)
3.4.1 雷达定位精度 (5)电力电子电容器
3.4.2 雷达定位注意事项 (5)
4 雷达导航 (6)
边坡滑模施工4.1 距离避险法 (6)
回转窑烧嘴4.2 方位避险法 (7)
4.3 平行方位尺避险法 (7)
抗菌防臭袜4.4 雷达导航的注意事项 (8)
5 雷达定位、导航的实际应用 (9)
5.1 介绍实习船舶资料、航线及船用雷达参数 (9)
5.2 以实例来探讨雷达定位、导航在航海中的应用 (10)
6 未来雷达的发展趋势——雷达图像与电子海图的叠加 (11)
7 结束语 (12)
鸣谢 (12)
参考文献 (12)
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ic卡智能门锁雷达在船舶定位、导航中的应用
——以“山池轮”为例
航海技术，200911811410，谷同敏
指导老师：毕修颖
摘要：雷达（radar ）全称为radio detection and ranging，是一种以“无线电波探测和测量”为目的的装置。他利用本身所发射的脉冲电磁波遇到目标后产生反射回波的原理测量目标的方位和距离。船用雷达是船舶重要的助航仪器，合理的利用雷达功能对安全航行大有益处。本文以“山池轮”为例，介绍船用雷达在船舶定位、导航的实际应用。 关键词：船用雷达，定位，导航
1 绪论
船用雷达是船舶的重要助航设备, 有驾驶人员的“眼睛”之称。随着计算机技术、电子技术的发展, 新型雷达的开发, 增加了新的功能, 使雷达发挥更大的效用。航海实践活动中，船舶的定位、导航是保障船舶货物人员安全的关键因素之一，尤其在航道狭窄、水深受限、水流湍急、地形复杂、通航密度大、助航标志繁杂, 以及在能见度不良的水域航行时, 船舶正确的定位和合理的导航更是船舶安全经济航行的可靠保障。可见，合理的使用船用雷达对船舶的安全航行有着极其重要的作用。
下面本专题将就船用雷达在实际的航海实践中的雷达定位、雷达导航的具体应用做出详细的阐述。
2 雷达的基本工作原理
2.1雷达测距原理
因为超高频无线电波在空间传播是具有等速、直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射现象，所以若能测出往返于天线与物标之间的时间T ，即可根据一下公式求取物标距天线的距离D [1] 。 式中，C ：电磁波传播速度，3×105 km/s 。
电磁波从天线发射出去到被物标反射回到天线这段时间 T ，是以μs 计量的，显然用机械的方法是很难测定的。因此雷达测距设备广泛应用阴极射线管来测定时间间隔，使之转化为距离。在雷达发射脉冲的瞬间，显示器立即开始扫描，待脉冲电磁波有由物标反射
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回来被天线接收时，该回波脉冲便立即显示在扫描向上，使荧光屏上出现物标影像。然而扫描线是荧
光屏上的一个亮点按一定速度运动而形成的。这是因为雷达显示器内的阴极在向荧光屏发射电子束的过程中，由于在偏转线圈所产生的偏离中心力的作用下，使荧光屏中心的亮点均匀向边缘移动，因移动很快，而且荧光屏又有余晖，所以看到的是一条亮线，即扫描线。其总长度代表一定时间，只要量取扫描起点到脉冲回波间的长度，即代表脉冲回波往返的时间T，可以自动换算出物标到天线的距离D，并在显示器上直接读出。
2.2 测方位原理
因为超高频无线电波在空间中沿直线传播，所以，只要把天线做成定向天线，即只向一个方向发射，也只接受这一方向的物标回波，那么，天线所指的方向就是物标的方向。如果天线旋转，依次向四周发射和接受，当在某个方向收到物标回波时，只要记下此刻的天线方向就可知道物标的方向。
在实际船用雷达中，用方位扫描系统把天线的瞬时位置随时准备发给显示器，使荧光屏上的扫描线和天线同步旋转，于是物标回波也就按它的实际方向显示在荧光屏上了[1]。
2.3 雷达的基本组成及各部分作用verticalsync
船用雷达一直沿用脉冲法测距、最大值振幅法测角、显示平面位置的主动雷达体制，下面就这种体制说明雷达的基本组成部分及其各自的作用。整个系统由发射机、接收机、天线、显示器、收发开关、触发电路、雷达电源所组成，图1为船用雷达的基本框图[2]。
1）定时器定时器又称为触发电路、触发脉冲产生器。它是雷达的指挥部，收发机和显示器都受它指挥。其作用是产生触发脉冲，然后分产四路控制雷达。第一路通知发射机向外发射；第二路送至方波产生器，产生正负方波，正方波加给阴极射线管控制栅极，负方波分成两部分：已通知扫描电路开始扫描，二送至固定距标电路；第三路送至活动距标电路；第四路送至海浪抑制电路。
2）收发机收发机由发射机、接收机和收发开关组成。
发射机：是在触发脉冲的控制下，由发射机内的主要部件磁控管振荡电路产生雷达脉冲。
接收机：将目标的反射回波信号进行变频、放大、检波变成视频脉冲信号，然后经过视频放大后送至显示器。
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图1 船用雷达的基本框图
3）雷达天线雷达天线是一种方向性很强的定向天线，天线在匀速旋转过程中，把来自发射机的发射脉冲能量聚成细束朝一个方向发射，同时在该时刻，天线也只接收该方向的物标反射回波并把它送入接收机。
雷达天线有驱动马达按顺时针方向（从天线上方向下看）匀速旋转，转速一般为15r/min——30r/min。天线系统还向显示器发出船首位置信号和天线偏离船首方向的角位置信号。
4）收发开关在船用雷达中，发射和接收是用同一副天线进行的。天线与收发机间用一根微波传输线。因此要使用收发开关转换天线的发射和接收两个状态。收发开关在发射时自动关闭接收机入口，让大功率发射脉冲只送到天线向外辐射而不进入接收机，以防止他损坏接收机；而在发射结束时，又能自动接通接收机通路让微弱的回波信号顺利进入接收机，同时关闭发射机通路，以防止回波信号能量了流失。
5）显示器船用雷达的显示器是一种平面位置显示器，即PPI。显示器在触发脉冲的控制下产生一个锯齿电流，在屏上形成一条径向亮线，用来计时、计算物标回波的距离，同时，这条扫描线由方位扫描系统带动随天线同步转动。这样，显示器根据接收机送来的回波信号、天线送来的方位信号将物标回波显示在物标所在的方位和距离上。此外，显示器还配有测量物标方位、距离的装置，以测量物标的方位和距离。
6）雷达电源电源设备的作用是把各种船电变换成雷达所需的具有一定频率、功率和电压的专用电源。雷达考虑了各种因素均采用中频电源供电，频率一般在400Hz--2000Hz 之间。
3 雷达定位
雷达定位就是船舶驾驶人根据船用雷达测出物标的距离和方位，通过海图作业，求取本船的船位。要使雷达定位准确，必须做到用做定位的物标选的合适，使回波辨认无误；
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