航迹推算过程的计算机模拟方法研究外文翻译资料

 2023-01-13 17:40:41

如果选择水跟踪日志进行稳定（而不是GNSS或多普勒日志n地面跟踪模式），则将给出一个指示，以强调如果存在强电流，雷达跟踪目标的模拟精度将受到损害。在操纵过程中，将有n个迹象表明显示器上显示的数据面板将继续对所选目标进行全面监控，包括CPA和TCPA CPA/TCPA警报在当前（非试用）情况下仍然有效。

目标评估

目前，有三种主要的独立方式来检测和评估碰撞风险：

视觉上包括使用辅助设备，如双筒望远镜、罗经、测距仪和夜视设备

雷达

AIS

毫无疑问，在确定一个目标的重要性时，为了船舶航行的安全最好使用这三种方法。如果来自这些独立来源的目标信息是一致的，则驾驶人员对目标的轨道参数（尤其是其距离、方位、航向、速度和碰撞风险）是准确已知的。因此，应该毫不怀疑对这样一个目标采取的正确行动，以避免任何碰撞的可能性。在良好的视觉和雷达可见度下，通常只需确保其他视觉目标不会与雷达/AIS观测目标混淆。一个有经验的OOW将能够确定是否可以在没有辅助设备的情况下进行视觉评估，或者是否应该进行准确的方位或甚至更准确的距离估计。

在能见度受限的情况下，根据定义，用视觉手段验证雷达/a is目标更为困难或不可能。在这种情况下，《规则》第19条变得可操作。在作出决定时，通常需要留出比能见度良好时适用的更多的“空间”。在能见度低的情况下，在AIS出现之前，雷达确实是有关船只目标的唯一可靠的数据来源（尽管规则19提倡的声音的使用不应被忽视）。如今，Als已经为雷达提供了急需的帮助。雷达和Als技术不存在竞争；它们相互补充。下表列出了同时使用雷达和AIS的好处，以及雷达和AIS派生日期的弱点和优点：它们提供了两种独立的探测目标的方法。

他们对目标的“射程、方位、航向和速度”给出了两个独立的估计。雷达可以探测不携带Als的目标。AIS传输几乎不受海杂波或大雨的影响，允许在雷达可能看不到目标的情况下检测目标。与雷达频率相比，Als使用的VHF频率在岛屿周围的绕射效果更好，从而能够检测到被雷达屏蔽的目标。

雷达本质上是基于相对运动的，与船的航向一致，因此自然适合于避碰决策。它可以在不依赖其他内部和外部导航设备的情况下继续运作。它完全依赖于全球导航卫星系统的可用性，也依赖于目标和自己船上的导航传感器。它们必须用于计算相对运动参数。

Als天生比雷达更精确，前提是它由持续可靠的传感器供电。在跟踪机动目标时，雷达的精度可能非常低。Als保持其精度，并及时指示航向的变化，如果目标有转弯率，则会给出转弯率。雷达和Als目标都可以进行目标交换。对于单个目标，这种情况在雷达和Als上不太可能同时发生。因此，目标交换的发生应该更加明显。

驾驶人员应完全了解自己雷达的有效性，知道何时依赖它们，何时更加谨慎。他们无法控制其他船舶Als设备提供的数据的有效性。因此，Als在某些船只上传输的药剂和其他数据可能具有非常低的准确性。在能见度受限的情况下，Als使值班人员能够发现所显示的船只类型，例如渔船或其他受其操纵能力限制的船只，否则单靠雷达是不可能做到的。

目标关联

Als和雷达的独立性，加上它们的优点和缺点，使雷达和Als都能验证目标的精度数据变得非常可靠。在某些情况下，这样的目标不再是一个“问题”，因为可以做出有关该目标的适当导航决策。然而，应当注意的是，仅仅因为跟踪参数一致，并不能确保与目标有关的其他Als数据是准确的，例如船名、呼号、尺寸、下一个停靠港等。如果有充分证据表明雷达和AIS目标是同一“目标”，IMO使用“相关”一词。另一个常用的词是它们是相互关联的。使用的第三个术语是它们被融合或存在目标融合。首先，术语融合应仅适用于系统对相关目标采用了一组通用目标参数的情况。这将意味着不再有雷达和AIS矢量与目标相关，只有目标矢量。虽然这在军事系统中很常见，但在商用海军装备中通常不是这样。

确定Als和雷达目标是否应该关联并不是一门精确的科学，仅仅因为两个来源的数据总是有细微的差异，这是因为AIS和雷达数据永远不可能精确。但是，如果目标的距离、方位和速度在两个来源上都相似，那么它们应该是相关的。这可以由用户通过自动过程进行评估。自动进程将具有用户设置的参数，例如，关联

如果以下都是真的，我们会假设：

目标分离：lt;0.1nm

量程差：lt;0.2nm

轴承差lt;3.0

分离差lt;0。5kt

航向差lt;5.0rsquo;

强调用户应根据实际情况从经验中选择合适的值。不同的雷达可以为关联决策的控制提供不同的选择，特别是，可以提供简单的“灵敏度”控制，通过控制的单一设置来扩大或缩小所有关键关联参数。

关联将意味着屏幕上的杂乱更少，因为只有一组目标矢量图形可以显示，用户可以决定这些图像是基于Als还是雷达数据。当一个雷达和一个Als目标在速度和操纵动作上看起来有很大的相似性，但是被一个短距离分开时，它们之间缺乏关联总是值得注意的。它可能是同一个目标，但它的Als位置被错误地传输；例如，成为目标，可能是雷达跟踪拖船和指示拖船的Als；也可能是机动船只，通过检查经常获得的有用附加信息k，雷达跟踪变得不准确。使用Als数据时的一般注意事项与雷达相比，在这些方面的经验要少得多。因此，有必要记住Als数据是否显示在MKD上可能存在的问题。雷达或电子海图。

并非所有船只或漂浮危险物都会传输AIS数据，因此AIS永远无法完全了解情况。虽然确定目标存在和位置的雷达视觉手段从来都不是100%可靠的，但Als数据本质上是不完整的。Als数据可能因以下原因而缺失：

.船舶不得安装Als，因为它们不符合SOLAS的运输要求。这适用于大多数渔船和休闲船，它们构成了迄今为止最大的大多数船只。军舰也不能传输Als数据。某些船舶上的AIS可能由于故障或故意或无意关闭而无法工作。

3.航标不得装有自动高度表。事实上，在写作时，几乎没有导航标记具有AIS功能。漂浮物，包括半水下集装箱、冰块和渔具，可能在雷达上或可见光下可见，不会传输Als数据。

2.以被传输的数据错误的早期经验AIS是这种错误很常见但希望通过使用更好的船上检查过程会减少数据错误可能发生与任何Als传输数据就像下面的例子:：

导航状态错误是非常常见的，是由于缺乏桥接程序或现有程序不受欢迎而导致的。（2004年2月对欧洲港口附近的船舶进行的抽查显示，近50%的安装Als的船舶存在航行状态错误，主要表现为系泊时正在航行，反之亦然）。

修正了由于航向偏移量设置不正确而导致的航向误差。

装有B类AIS的船舶上的日期必须谨慎处理。动态数据更新的频率将低于类Bdata，后者更可能因安装不当而受到损害。当航向相反时，由于无法重置航向偏移，双向船舶容易产生180度航向偏移。这类船舶通常是在受限水域作业的渡轮，这种混乱可能导致潜在的事故。重要的是，这些船上的Als用户非常小心地设置正确的偏移量，并让其他AIS用户识别这种类型的错误。位置误差的产生有多种原因，包括：GNSS接收机故障；不正确地将位置数据传输到WGS 84基准之外（这在旧的GPS接收器连接到系统时是可能的）：当GNSS接收器改变星座或由于其他原因时，视在位置移动：错误地输入GNSS天线位置参数。错误输入的静态数据仍然是常见的。它包括不正确的名称，呼号和尺寸。一个特别有害的错误可能来自输入错误的MMSI。如果在同一区域内的两艘船正在广播相同的MMSI，那么这些船的视位置可以交换。

3.错误的自有船安装可能会妨碍数据的一致性接收

4.与雷达一样:仅仅因为目标可以在船舶的AIS显示器上看到，并不意味着相反是正确的，即目标可能无法在Als显示器上看到自己的船舶。

5.由于搜救行动或其他紧急情况，岸上电台可使用指定的模式限制船只使用的时间。这将增加位置的连续更新与其他动态数据之间的时间间隔，从而引入可感知的动态数据错误。

6.与雷达;Als完全依赖于GNSS的正确持续操作。它不仅依赖于自有船的GNSS系统保持可操作(包括嵌入AS MKD中的thr GNSS)，而且在系统级别的GNSS也可以被挫败或其准确性可能会受到一些原因的影响:

系统层面的故障，可能导致许多或全部卫星传输中断。主要的安全情况可能导致GNSS变得不可用，或者通过应用选择性可用性(SA)严重降低其准确性。有意或无意的干扰会严重降低GNSS在大范围内的覆盖。然而。如果上述所有的可能性都得到认可，AIS系统确实提供了非常有用的信息来提高态势感知和安全性。用户还应该注意，目标上的动态数据包括关于其位置数据准确性的以下信息。报告的位置精度(高-好于10米或低-差于10米)。定位装置是否包含接收机自主完整性监测(RAIM)信息。有了这些参数的附加知识，就可以对周围目标可能的定位精度进行评估。

IMO详细说明如下:

AIS是一个额外的导航信息来源。它不取代，但支持，如雷达跟踪和vts的导航系统。的使用。MS不否认OOW在任何时候都遵守碰撞规则的责任。用户不应依赖Als作为唯一的信息系统，而应充分利用所有与安全相关的信息。在船上使用Als并不打算对航行表的组成产生任何特殊影响，这应继续根据《禁止化学武器公约》确定。海事组织特别强调以下警告:

不是所有的船都有Als。OOW应该始终意识到，其他船舶，特别是休闲船、渔船和军舰的沿海站，包括VTS中心，可能不配备Als。OOW应始终意识到，在某些情况下，作为委托方运输要求而安装在其他船舶上的Als可能会影响船长的专业判断。Racons SARTS和AIS Atons

Racons(雷达信标)和SAKLS。(搜寻及救援应答器)是雷达应答器的例子。雷达应答器是一种电子雷达目标雷达信号由应答器接收到，使其自动发送信号，可以被雷达应答器接收到，这有两个主要好处。首先，目标在雷达显示器上更容易被看到;其次，它们可以提供更多关于目标的信息。

雷达信标

航标安装在特定的航标上，如航标和浮标。他们的位置在海图上显示，并在航海出版物中列出。他们的设计通常是建议设定的国际海洋协会Aidsto导航和灯塔当局(国际航标协会),这是假定在以下描述雷达信标信号传播结果径向线出现在雷达屏幕上,通常分为短期和长段代表摩尔斯电码的点和破折号的象征。该代码标识了一个特殊的导航帮助(Aton)，并出现在racon位置，在径向上向外扩展，通常从一个脉冲开始，由于实际限制，这个脉冲在Aton的实际位置之外开始一小段距离。这个距离一般小于100米。在良好的条件下，正常的Aton雷达图像也会显示在雷达屏幕上。图24为典型的racon雷达图像。短时间内racon将停止发射，以使舰船雷达能够在racon附近寻找小目标，否则可能会被显示的更多代码所掩盖。

根据发送到AtoN的内容，racons可以在9或3 GHZ频段中工作，或者在这两个频段中，新的3 GHZ雷达不再需要与racons兼容，因此3 GHZ racons可能开始变得普遍。为了确定在任何特定地区传播的外轴及其特性，总是需要查阅最新的航海表。

SART

搜救应答器(SARTs)是国际海事组织全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的一部分。SARTS是9 GHZ雷达应答器，主要用于应急条件下的救生艇上，见图25。它们的工作方式与racons相似，在雷达上它们将显示为12个破折号的序列。并不是所有这些都是可见的。事实上，在非常好的条件下，每一个破折号后面都会有一个点。第一次碰撞可能会在SARTS实际位置的径向距离上达到0.8海里，因此搜索船必须采取预防措施，在向信号下压时不要撞到救生船。

为了能够传输所需的时间和一个小的包，适合紧急使用，SART的响应信号是非常低的功率，可以被杂波掩盖。由于这个原因，建议雷达接收机失谐(搜索SARIS信号时使用手动调谐控制)。当然，正常的雷达接收是被禁用的，当失谐的一些雷达装有一个特殊的SART搜索模式，应该使用，如果存在。雷达手册将包含检测SARIS和主动雷达增强子的最佳方法的细节。后一种方法越来越多地用于休闲艇代替雷达波反射器，它们是一种电子方法，用来增强小目标的雷达能见度，使用类似于racons和sart的原理，但在雷达显示器上显示为增强的普通目标，而不是直线。

国际海事组织现在已经批准了AIS SARTS的使用。这些不是雷达激活，而是发送一个独特的AIS信号。

AIS助航设备

AIS系统可能越来越多地用于标记Atons的位置，并提供更多关于Atons的数据。例如浮标和路标。这可以是与racons或他们可以用来作为唯一的电子标记。肌萎缩性脊髓侧索硬化症(Als Atons)的这种应用还处于起步阶段，由于一些细节可能会发生变化，这里只简要介绍一下。国际船舶导航和灯塔当局协会(IALA)的网站包括有关使用AIS ATONS的最新情况的信息(wwwiala-aism.org)。

安装了人工智能的Aton发送一条特殊信息，其中包括它的位置和其它关于Aton的数据。采用AIS正常的FAT DMA传输模式。与外显子相比，AIS介子有许多优点，但它们也有一个明显的缺点。优势包括:

自动清晰地显示地面雷达和ECDIS的精确位置关于导航设备的辅助信息它们不依赖于雷达

主要的缺点是，AIS卫星传递它的接地位置，因此它的有用性在自己的船上颠倒过来，也知道它自己的精确位置是有用的。本船的位置可能由于其主要和备用GNSS设备的故障而丢失，也可能由于GNSS的一般故障而丢失。相反地，racon位置的确定完全是一个与船有关的过程，而不是从根本上依赖于一个位置固定系统，这是一个主要的优势。然而，在正常情况下，AIS卫星提供的位置数据比雷达正常获取的要好;它们还可以提供racons无法提供的额外数据。在未来，可以预期，主要的阿通将有两个racons和AIS适合提供最佳的整体解决方案。

一个AIS Aton可以使用GNSS来确定它的位置，或者使用任何其他位置固

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