對船舶雷達盲區測定的探討
航海技術
作者:杜建軍
一、船舶雷達盲區測定的必要性
1.根據IMO海安會MSC.192(79)決議—經修訂的雷達設備性能標準建議案,對雷達最小距離要求如下:
當自身船舶航速為零,雷達天線高度為海麵以上15米且海麵平靜時,應在距天線位置40米的最短水平距離1海裏範圍內,在不改變距標度轉換開關以外的控製功能的設定情況下探到導航浮標;如安裝了多根天線應自動進行距離誤差補償。
2.根據《1972國際海上避碰規則》第6條2款的規定:
對備有可使用的雷達的船舶,還應考慮:(1)雷達設備的特性、效率和局限性;(4)在適當距離內,雷達對小船、浮冰和其它漂浮物有探測不到的可能性。
3.依據STCW馬尼拉修正案A部分II/1節要求:
要求500總噸或以上船舶負責航行值班的高級船員應具有操作雷達以及解釋和分析雷達信息的能力,包括影響性能和精度的因素,並考慮設備的局限性以及當時環境和條件。
綜上所述,雷達盲區的了解和掌握是國際公約法規對船舶駕駛員的要求,船舶駕駛員在航行值班期間對自己使用的雷達設備的特性和局限性的了解和掌握是至關重要的。
二、船舶雷達盲區測定步驟
雷達工作的最小作用距離Rmin,其分為二種;Rmin1(理論盲區)、Rmin2(雷達實際探測盲區),Rmin1,Rmin2取最小值為Rmin,其又稱雷達盲區。影響雷達盲區的因素,具體表現為船舶的裝載狀態(吃水)、箱頂高度、艏樓高度、前大桅高度,駕駛台頂大桅及煙囪,下麵介紹理論盲區的計算方法和步驟:
1.查取相關數據:查雷達說明書(TECHNICAL DOCUMENTATION), 在這裏以X波段—5FOOT(型號為SAM RADAR 1100 SERIES)為例,查取天線的垂直波束寬度θ(在8 Technical Data P146中),垂直波束寬度θ為23°,並依據Rmin=hA.ctg(θV/2)公式加以計算。
2.查船舶總布置圖(GENERAL ARRANGEMENT﹠CAPACITY PLAN),依據比例尺1:200,求取天線距船底高度H1、前大桅距船底高度H2、首樓距船底高度H3、第一BAY上滿載箱頂距船底高度H4、天線距大桅水平距離L1、天線距首樓水平距離L2、天線距第一BAY位箱前端水平距離L3.駕駛台大桅直徑D1,煙囪直徑D2,天線距駕駛台大桅垂直水平距離r1,天線距煙囪垂直水平距離r2. 根據相似三角形等比例原理算出船首雷達盲區R1。
3.下麵就滿載情況進行計算
①滿載時、依據公式R1=Hctg(θ/2)(R1為盲區值,H為天線距水平麵的高度),求取盲區值R1,該值為理論360°盲區值R1。
②考慮滿載箱體的遮擋,以最線性配裝為例,僅考慮第一BAY位箱頂的影響,依據等邊三角形定律得H5/H=(R2-L3)/R2 (H為天線距水平麵的高度,H5為箱頂距水平麵高度,L3為天線距第一BAY位箱前端水平距離,R2為考慮箱頂遮擋後的盲區),求得盲區值R2。
③比對R1和R2,得R2>R1,故此時沿船寬40m向前的盲區為R2。
④考慮前大桅的影響,同②中的定律,可以求得前大桅遮擋,船首向前的盲區值為R3(寬度0.5m),當然這個盲區在實際航行中由於船舶航向的不穩定性可以將其忽略,隻有在風平浪靜、航向較穩定、物標很小如燈浮時需要注意的特殊情況。
⑤考慮駕駛台頂煙囪和大桅的遮擋,依據三角形原理tanθ1=(D1/2)/r1,tanθ2=(D2/2)/r2,比對θ1和θ2,取大值,或直接在總布置圖上量取水平距離組成三角形量取角度即為雷達船尾方向的固定盲區範圍。
同理可以根據上述原理計算出壓載時或其他不同船舶狀態時的盲區圖,在此不再敘述。
三、結論
以上僅是理論計算,還要運用實際觀測法:雷達觀測近距離內逐漸靠擾的小船或燈浮,測出其亮點消失的距離即為實際盲區,實際盲區與理論計算的有一定的誤差,當然吃水差和不同的船舶狀態下是隨時在變化的。由此可見,即使現在雷達技術很成熟,其盲區還是一個對航行安全存在一定威脅的風險因素;這就要求航行值班駕駛員在使用雷達的時候不能過分依賴,各設備要交替使用如AIS、用肉眼瞭望觀察等,值班時要時刻保持謹慎,尤其在進出港和複雜航道航行時;通過各種正規瞭望手段,來彌補雷達盲區對航行安全的影響。