1、1毕业论文开题报告航海技术雷达在船舶避碰中的局限性研究一、选题的背景与意义随着世界船舶数量不断增加及船舶向大型化和高速化方向发展，世界重要水域越来越拥挤，海损事故时有发生，给船舶航行安全造成了巨大的威胁。同时，海上交通环境因此日趋复杂，船舶航行的密度越来越大，航道与港口水域变得相对狭窄，使得船舶操纵问题越来越突出，船舶碰撞、搁浅触礁事故时有发生，这些事故的发生，不仅造成了重大的人员伤亡、巨大的财产损失，而且对海洋坏境构成严重的威胁。因此，提高船舶航行安全，防止及控制船舶对海洋环境的污染，成为当前IMO（国际海事组织）和各国主管部门的当务之急。所以IMO和各国主管部门采取制定和实施避碰规则，强制
2、配备必要地助航设备，建立VTS（船舶交管系统）和船舶报告制度等措施管理船舶安全航行，其中助航设备中雷达起着至关重要的作用，其中雷达在船舶避碰中起着很大的作用，如雷达在1972国际海上避碰规则中的瞭望条款中对碰撞危险作出充分的估计、安全航速条款中决定安全航速以及在碰撞危险条款中判断碰撞危险时的各种应用。可见，雷达对航行安全是多么的重要。但是雷达依然存在一定的局限性。船用雷达的使用性能主要有最大探测距离、最大作用距离、最小作用距离、图像距离与方位分辨率、测量距离与方位的精度、抗杂波干扰能力、环境适应性和可靠性等。这些使用性能是雷达探测能力的标志，是航海使用者所关心的指标。船用雷达的使用性能除了与雷
3、达本身的各项技术指标（如工作波长、脉冲宽度、发射功率、接收机灵敏度、天线波束宽度等）有关外，还受外在因素（例如大气折射、海面反射及外界干扰波等）等的影响。只有深刻理解了雷达使用性能与影响影响因素之间的关系，才能真正掌握所使用雷达的探测能力及其局限性，做到心中有数，从而正确判断和使用雷达提供的回波信息，以保证船舶航行安全。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题研究的基本内容（1）本文的选题背景及研究的意义2（2）研究产生雷达局限性的原理，包括产生局限性的原因及分类（3）对产生局限性的原因详细的分析和研究（4）通过研究提出雷达在避碰中局限性的一些解决措施（5）得出结论及展望（6）列出相关参考文献拟解
4、决的问题（1）通过研究航海雷达的测量精度，提高精度的措施（2）通过研究雷达在船舶避碰中的局限性，进一步提出有效指导驾驶员的方法（3）提出避免因这些局限性可能造成船舶紧迫局面或碰撞危险的解决方案（4）与其他助航设备结合使用以提高雷达的精度，得出可以避免或减少雷达局限性的相关措施三、研究的方法与技术路线研究方法（1）通过导师的指导和同学之间的交流及结合自己所学内容来进行研究（2）通过图书馆文献及资料查询，查阅相关的文献，借鉴并吸收其中与本文有关的内容进行研究（3）通过对一些实例的分析研究进一步得出相关的结论技术路线通过指导老师的指导、阅读大量与本论文相关的资料后，发现问题并对问题进行阐述，进一步对
5、问题研究并进行系统的理论分析，最后提出有效、合理、符合实际的解决方案。四、研究的总体安排与进度201011201224学生撰写文献综述、开题报告，并上交两份开题报告打印稿。201012251231毕业论文开题论证。201111114开题报告修改，并将开题报告、文献综述、任务书终稿上交到系里。20111152011220论文撰写、修改。2011221322毕业实习，同时调研、进一步收集资料并修改论文。2011428确定终稿，连同毕业实习相关材料上交指导教师。3201142954各答辩小组完成毕业论文评审。五、主要参考文献1王世远航海雷达与ARPA大连海事出版社C,1998082吴兆麟船舶避碰与值
6、班大连海事出版社C,2008083郑佳春船舶自动避碰系统中雷达数据的采集与处理中国雷达M,2002024杨军海船雷达的应用学习避碰规则第六条体会天津海航,19945严志文海上动态船舶雷达回波信号研究中国人民解放军驻上海某军事代表室20096曹祥村海洋环境对导航雷达的影响海军大连舰艇学院航海技术20077冯爱国基于雷达、AIS的船舶避碰若干问题的思考南通航运职业技术学院航海技术2009018张志新、李佳初、高善民雷达避碰中误差理论的应用海军大连舰艇学院中国航海1991019王晨熙、王晓博等雷达与AIS信息融合综述海军装备研究院20090410刘志刚浅谈用雷达避碰时船舶操纵应注意的问题九江长江港航
7、监督局20010311FPAGANELLI,MAJANSSENTITANSSURFACEFROMCASSINIRADARSARANDHIGHRESOLUTIONRADIOMETRYDATAOFTHEFIRSTFIVEFLYBYSICARUS200712STEVENJOSTRO,RICHARDDWESTCASSINIRADAROBSERVATIONSOFENCELADUS,TETHYS,DIONE,RHEA,IAPETUS,HYPERION,ANDPHOEBEICARUS20064毕业论文文献综述航海技术雷达在船舶避碰中的局限性研究一、资料来源简介（1）宁大图书馆、中文数据库（2）主要来自网络中
8、，如百度、CNKI、GOOGLE等。（3）所学的教材，如航海雷达与ARPA、船舶值班与避碰等（4）一些专业期刊二、研究历史及现状（1）雷达在船舶避碰中的局限性研究现状。王国正在雷达相对运动线在船舶避碰中的应用中说道雷达不但是航行定位的重要仪器，而且是保证正规瞭望、避免碰撞的一种有效手段，尤其是在通航密度较大的近海水域，或在能见度不良的情况下，更显示出其极大的优越性。就避碰而言，雷达通常具有以下功能能及早地发现来船并获得碰撞危险的早期警报；通过系统观察与雷达标绘,能准确地获得两船通过时的DCPA与TCPA从而确定是否存在碰撞危险通过作图,可精确地求得来船的航向与航速通过作图,可求得本船的避让措施
9、通过进一步的观察,可及时地判断来船的行动,并能迅速地查核双方所采取的避让行动的有效性通过作图,可以确定本船恢复原航向或原航速的时机,以确保两船在安全的距离上驶过。在本卷中主要阐述了雷达在船舶避碰中的重要作用，以及使用雷达在船舶避碰中的注意事项。杨军在海船雷达的应用中提出了雷达设备的特性、效率和局限性。任何一种设备，均有其特性、效率与局限性，即使是具有尖端水平的计算机导航与自动标绘系统的雷达也亦然。要想最大程度地发挥雷达在航行与避让中的作用，首先就要求雷达操纵的人员必须十分熟悉雷达的特性与效率，尤其是对雷达的局限性，应予以足够的认识。例如雷达虽然在远距离上发现目标船，然而近距离之内也有探测不到小
10、物标的可能；雷达虽然能较早地获得碰撞危险的早期警报，然而却要花费一定的时间去进行雷达标绘或与之相当系统的观察才能达到此目的；此外，雷达存在各种误差，更可能导致对碰撞危险作出错误的估计与判断。凡此种种，不管是雷达所具有的优越性，还是所存在的局限性，5无一不是船舶操纵者应予以考虑的因素，只有这样，才能扬长避短，使雷达成为一种名副其实的助航设施、有效地避让手段。当然，驾驶员本身也应具备相应地知识结构与技能水平。同时，王世远在航海雷达与ARPA提出了船用雷达的使用性能及其影响因素。其中包括最大探测距离、最大作用距离、最小作用距离、距离分辨力、方位分辨率、测距精度、测方位精度等以及他们的影响因素，同时也
11、提到了影响雷达回波正常观测的诸因素扇形阴影区、假回波（间接反射回波、多次反射回波、旁瓣回波、二次扫描回波）干扰杂波（海浪干扰、雨雪干扰、同频雷达干扰、电火花干扰、明暗扇形干扰等）等因素。作为驾驶员，必须要充分了解雷达的这些使用性能，以及要掌握影响雷达的因素。进一步能减少和避免产生不必要的过失。综上所述的种种局限性，使普通船用雷达越来越不适应现代船舶朝着大吨位、高速度、高密度及危险货物装载量不断增加方向的航运发展新形势。为有效地减免发生船舶碰撞事故及其所造成的人命伤亡、经济损失、环境污染与海上资源破坏，客观上强烈要求船用雷达的性能有较大的提高。对于雷达的这些局限性，郑佳春在船舶自动避碰系统中雷达
12、数据的采集与处理中队雷达信号的数据采集与处理设计方案进行分析与讨论，并深入讨论了雷达杂波干扰处理、信号检测的方法和实现，以及系统设计时必须考虑的实时问题。于安红和陆文兴在对雷达精度实用性的探讨对雷达定位误差产生的原因进行了分析并进行了探讨。严志文在海上动态雷达回波信号研究中队船舶导航雷达的回波信号及产生的原因进行了系统的分析，并对提高导航雷达性能的实用性给出了一些建议。冯爱国也在基于雷达、AIS的船舶避碰中若干问题的思考中通过运用雷达与AIS协助船舶避碰的比较，得出雷达与AIS良好的结合使用可以实现避让与导航的完美结合。三、观点与主张通过查阅以上相关资料，进一步说明了雷达对航海来说是及其重要的
13、。对驾驶员来说，应熟练的掌握雷达的各种使用性能，在不同环境、不同时刻能灵活的应用，更好的发挥雷达在航海中的优势是作为一个驾驶员来说是极为重要的。但在使用雷达的同时，特别注意雷达的局限性，特别是在避碰中估计紧迫局面或碰撞危险时雷达的局限性，以免发生碰撞，造成人员伤亡、财物损失和环境污染。6影响雷达的因素很多，如海洋环境、海浪雨雪、及脉冲宽度等。因此我们在使用雷达时应考虑必须深入研究雷达受本身性能和外部环境影响原理，以引进先进技术来改进、提高雷达性能。使用雷达时还应考虑到大气环境（衰减、折射、干扰等）对雷达作用距离和探测性能的影响，合理使用雷达，正确判断目标。注意总结海洋环境对雷达的影响规律，最大
14、限度发挥雷达的使用性能。通过了解雷达的局限性，进一步与其他助航设备结合使用，如AIS、GPS从而提高航行安全。参考文献1王世远航海雷达与ARPA大连海事出版社C,1998082吴兆麟船舶避碰与值班大连海事出版社C,2008083郑佳春船舶自动避碰系统中雷达数据的采集与处理中国雷达M,2002024杨军海船雷达的应用学习避碰规则第六条体会天津海航,19945严志文海上动态船舶雷达回波信号研究中国人民解放军驻上海某军事代表室20096曹祥村海洋环境对导航雷达的影响海军大连舰艇学院航海技术20077冯爱国基于雷达、AIS的船舶避碰若干问题的思考南通航运职业技术学院航海技术2009018张志新、李佳初
15、、高善民雷达避碰中误差理论的应用海军大连舰艇学院中国航海1991019王晨熙、王晓博等雷达与AIS信息融合综述海军装备研究院20090410刘志刚浅谈用雷达避碰时船舶操纵应注意的问题九江长江港航监督局20010311FPAGANELLI,MAJANSSENTITANSSURFACEFROMCASSINIRADARSARANDHIGHRESOLUTIONRADIOMETRYDATAOFTHEFIRSTFIVEFLYBYSICARUS200712STEVENJOSTRO,RICHARDDWESTCASSINIRADAROBSERVATIONSOFENCELADUS,TETHYS,DIONE,RHE
16、A,IAPETUS,HYPERION,ANDPHOEBEICARUS20067本科毕业论文（20届）雷达在船舶避碰中的局限性研究8目录0引言21雷达概述211雷达的工作原理212目前雷达在避碰中的应用状况22雷达在避碰中的局限性421雷达系统因素导致雷达在避碰中的局限性4211雷达观测较视觉观测上的不足4212雷达对反射弱、小物标的缺陷5213雷达在近距离上的观测不足5214雷达对运动船舶动态反应迟钝622环境因素导致雷达在避碰中的局限性6221大气衰减对雷达的影响6222杂波干扰对导航雷达的影响623人为因素导致雷达在避碰中的局限性8231雷达的使用8232人员值班83改善雷达在船舶避碰中局
17、限性的措施931雷达与AIS的结合使用932如何提高导航雷达在避碰中的使用效能1033雷达避碰时应注意的几个问题1034配合雷达避碰的措施114结束语12致谢摘要本人在前人研究的基础上，对雷达在船舶避碰中的局限性进行了更深一步的研究。总结了雷达在船舶避碰中的应用，从雷达系统因素、环境因素和人为因素三个方面详细阐述了雷达在船舶避碰中的局限性，并对其进行分析，最后提出改善雷达避碰局限性的措施。主要措施有雷达与AIS结合使用、如何提高导航雷达在避碰中的使用效能、雷达在避碰时应注意的问题、配合雷达避碰的措施等。这些措施在一定程度上避免和减弱了雷达在船舶避碰中的局限性，提高了雷达避碰时的使用性能。在此基
18、础上，航海驾驶员能够很好的使用雷达进行船舶避碰，保证船舶的航行安全。关键词雷达；避碰；局限性ABSTRACTONTHEBASISOFPREVIOUSRESEARCH,THERADARLIMITATIONSINTHECOLLISIONAVOIDANCEHASBEENSTUDYDEEPLYSUMMARIZEDTHERADARAPPLICATIONSINSHIPCOLLISIONAVOIDANCE,SUMMARIZEDINSHIPCOLLISIONAVOIDANCERADARAPPLICATIONS,ANDDESCRIBESTHERADARLIMITATIONSINCOLLISIONAVOIDANC
19、EINDETAILFROMSYSTEMSFACTORS,ENVIRONMENTALFACTORSANDHUMANFACTORS,ANDANALYSESTHEM,ANDFINALLYPROPOSEDMEASURESTOREDUCETHELIMITATIONSINCOLLISIONAVOIDANCEMAJORINITIATIVESINCLUDERADARUSEDINCONJUNCTIONWITHTHEAIS,HOWTOIMPROVETHEUSEOFNAVIGATIONRADARPERFORMANCEINCOLLISIONAVOIDANCE,RADARSHOULDPAYATTENTIONTOTHEP
20、ROBLEMINCOLLISIONAVOIDANCE,WITHRADARMEASURESTOAVOIDCOLLISIONANDSOONTHESEMEASURESHAVEWEAKENEDTHELIMITATIONSINSOMEEXTENTINTHECOLLISIONAVOIDANCEANDIMPROVEPERFORMANCEINCOLLISIONAVOIDANCEONTHISBASIS,THEDRIVERCANUSERADARBETTERTOAVOIDCOLLISION,TOENSURETHESAFENAVIGATIONOFTHESHIPKEYWORDSRADARCOLLISIONAVOIDAN
21、CELIMITATIONS20引言任何一种设备，均有其特性、效率与局限性,即使是具有尖端水平的计算机导航与自动标绘系统的雷达也亦然。要想最大程度地发挥雷达在航行与避让中的作用，首先就要求雷达的操纵人员必须十分熟悉雷达的特性与效率，尤其是对雷达的局限性，应予以足够的认识。例如，雷达虽然能在远距离上发现目标船，然而在近距离之内也有探测不到小物标的可能。此外，雷达存在的各种误差，均能导致各种观测数据的误差，尤其是雷达方位的误差，更可能导致对碰撞危险做出错误的估计与判断。凡此种种，不管是雷达所具有的优越性，还是所存在的局限性，无一不是船舶操纵者应予以考虑的因素，也只有这样，才能扬长避短，使雷达成为一种
22、名副其实的助航设施、有效的避让手段。当然，驾驶员本身也应具有相应的知识结构与技能水平。1雷达概述11雷达的工作原理雷达RADAR原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成1。雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的
23、回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。12目前雷达在避碰中的应用状况在能见度不良时，雷达是船舶避碰的有效工具。但是也应注意到，使用雷达后碰撞事故仍然不断发生，甚至某些不用雷达不会相碰的情况在两船都使用雷达时反而发生了碰撞。出现这种情况的重要原因之一就是船舶驾驶员不了解雷达观测的点，不知道怎样正确使用雷达避碰。另外，1972年以前的避碰规则对雷达避碰没有明确规定造成的认识上操作上的不一致也导致了事故的不断发生。1972年国际海
24、上避碰规则对使用雷达避碰的原则作了规定。这些规定虽然比较原则，但却是过去经验教训的总结,十分重要。1正确使用雷达,以便获得碰撞危险的早期警报规则第七条（A）款规定“每一船舶应用适合当时环境和情况的一切有效手段断定是否存在碰撞危险”条（B）款规定“如装有雷达设备并可使用的话，则应正确予以使用，包括远距离扫描，以便及早获得碰撞危险的早期警报”。上述条款明确规定了只要使用雷达有助于及早发现和判断危险，如果我船装有可使用的雷达，就有使用雷达的义务。32安全航速规则第六条规定了确定安全航速时应考虑的各种因素。第19条（B）款规定每一船舶应以适合当时能见度不良的环境和情况的安全航速行驶。用安全航速行驶对于
25、能见度不良时使用雷达避碰的船舶是十分重要的。过去的许多碰撞事故表明，以为雷达能探测到周围的情况，因而在能见度不良时用过高的航速，是造成碰撞事故的主要原因之一。从雷达避碰的实际要求出发，缓速航行应考虑到本船的性能、他船的种类、航行危险和相遇船舶的特点，还要避免因航速过小而使舵效失灵。在运用雷达提供的情报进行避让操纵时，安全航速的选取，要比没有安装雷达的船舶快一些，但也要从当时的实际情况来选择。在能见度不良的情况下盲目地高速航行，对使用雷达观测他船的行动缩短了识别和判断的时间，也可能会丢失避让的“良机”。在危局存在的情况下，则又因船舶的高速航行存在很大的惯性，虽然采取全速倒车也并不会把船立刻停下来
26、。况且紧急刹车时，船舶操纵的灵活性又受到很大的限制，因而很难在紧迫关头，采取协调动作，避免碰撞2。3及早地采取行动，在远距离消除潜在的碰撞危险因为用雷达观测时对它方的行动不能迅速了解，双方协调行动困难以及雷达在近距离时存在缺陷，因此用雷达避让时应及早采取行动，在远距离消除潜在的碰撞危险。确定开始行动的距离应考虑到我方转向或变速所需要的时间和检查行动效果所需要的时间；如果第一次避让失败继续采取第二次行动所需要的时间；如果第二次行动再失败还应留有足够的余地。在用雷达避碰时，应当遵循宁早勿晚的原则。4转向或变速的选择规则第八条（C）款规定“如有足够的水域，则单用转向可能是避免紧迫局面的最有效行动，倘
27、若这种行动是及时的、大幅度的、并且不致造成另一紧迫局面”。这里“足够的水域”、“及时”、“大幅度”、“不致造成另一紧迫局面”等几个条件是必须强调的。转向必须及早，以便双方有充裕时间从荧光屏上相对运动的变化情况来了解对方的行动，并采取协调的行动。即使避让失败也留有足够的时间和余地，以便采取进一步的措施。使用雷达避碰时，如果用转向避让，需要的水域远较互见时为大。5应用雷达避碰的效果查核在利用雷达提供的情报进行避碰时，“为避免与他船碰撞而采取的行动，应能导致在安全的距离驶过。应细心查核避让行动的有效性，直到最后驶过让清他船为止。”对于这一规定，一些驾驶人员往往片面地注重于“应导致在安全距离上驶过”，
28、主观地认为本船已采取了避让措施和行动，并在安全距离之外航行，从而产生了麻痹大意的思想，但忽略了碰撞还可能会重新发生。因为雷达避碰并不是在互见中，不能保证两船一直采取相互一致的协调动作。如果来船采取了与本船抵消的动作，就产生了新的碰撞可能性。应用雷达避让操纵，强调的是行动和效果的统一。要想掌握来船动态，“应细心查核避让行动的有效性，直到最后驶过让清他船为止”。实际上，要做到这一点并不困难，即本船已达到安全距离之后，也还要继续利用雷达不间断地对来船进行监测，及时了解来船的动态，查核我船所采取主动避让的有效性，直到他船驶过让清为止。测定能见度的方法比较简单，当船舶进入能见度不良的水域时，开启雷达的近
29、4距离档程，用以观测本船周围可能出现的物标，如在航船舶、航标或岸线等。当设法采取谨慎接近后，驾驶人员可根据雷达提供的距离和方位，集中精力用视觉进行观察，直到用视觉能够清晰地看到这些物标为止。再用雷达测定出物标的距离，这个视距，就是判断能见度的依据。6应用雷达在安全距离上避让安全距离的避让应包括两个方面，其一是定距离避让，即距离来船多远，本船应当采取避让行动；其二是相遇的安全距离，即两船在相遇时，相隔的距离应多远。在避让操纵中，驾驶人员首先要考虑的是在雷达荧光屏中探测到来船后，决定在距本船多远的地方采取主动避让行动。随之还要考虑本船在采取了避让行动之后是否能达到安全避让的目的。在本船采取了避让行
30、动之后，因为雷达所具有的惰性，需要有一定的时间来核实避让动作所产生的效果。如果一次避让失败，则应留有充分的余地，就是说应留有充分的距离，留待进一步采取避让措施,而不至于处于紧迫局面。通常的避让方法为转向避让，在避让操纵中。一方面是本船转向做主动避让，而另一方面，转向的幅度要足以在他船雷达荧光屏上产生明显的变化，使来船更容易判断出本船所采取的避让行动的意图，以期在最大限度内求得相应的动作上的协调，即双方都互相让开。用转向来摆脱危局，对于单船或一个方向上的来船，可根据当时的环境和条件考虑适当的减慢或加快航速，用以扩大本船与他船的距离。在这一过程中，通过雷达的连续观测，当确定本船已把距离扩大到安全距
31、离之外后，才能恢复原来的航向。当本船处于安全距离之外，改用原航向航行时，避让并没有结束，还要继续观察来船的动向，如果相互又构成对遇形势，或观测发现安全距离不充分，则还应果断地采取第二次避让措施。在避让操纵中，除了本船采取主动避让行动和措施外，还应当对他船可能采取的避让行动有充分的估计。通过本船的雷达观测，发现来船与本船的安全距离有变小的趋势，则应引起足够的警觉。通过连续的观测确认安全距离正在缩小时，则应当机立断，采取更加有效的避让措施。2雷达在避碰中的局限性21雷达系统因素导致雷达在避碰中的局限性虽然雷达有着很大的优越性，对船舶的安全航行起着至关重要的作用，特别是在用雷达进行避碰时，雷达能较好
32、的在屏幕上显示出目标船舶的信息，驾驶员可以通过所获得的回波信息做出避碰决策。但是也不能完全盲目的信任雷达，因为雷达系统本身存在一定的局限性，这些局限性会影响到避碰的效果。其局限性主要表现在一下几个方面。211雷达观测较视觉观测上的不足1雷达观测不一定是相互的。以视觉能看到它船时，两船是在“互见”中。而在荧光屏上看到它船的回波时，则就不能肯定它船也同时已观测到我船。根据规则第三条（K）款，这种情况不属于“互见”，因此规则第十三条至第十八条船舶在互见中的行动规则不适用于仅用雷达探测到它船的情况，当然也就不存在让路船与直航船的区分。当用雷达发现存在碰撞危险或可能形成紧迫局面时，应主动采取避让行动。2
33、回波需要识别与分析。在能见度良好条件下以视觉观测海面，海面上来往船舶的大5小、类型及动态一目了然。从雷达荧光屏上则只能看到回波光点，因此，必须对其进行雷达标绘或与其相当的系统观察。许多事故说明对于得自雷达的资料，不作认真的分析而凭主观臆断，常常是造成碰撞事故的主要原因。3用雷达观测时，对方的行动不能迅速了解，双方协调行动困难。以视觉观测时,对方的转向行动可以从舷角的变化中直接看出。雷达则不能直接看出舷角。它船航向航速的大幅度变化，只能经过一段时间的连续观测，才能察觉到；同理也不能认为我方的行动会被对方（假设对方正在使用雷达）及时了解。所以用雷达避碰时双方协调动作是困难的。而协调动作是避让成功的
34、必要条件，许多碰撞事故就是因为双方采取了效果互相抵消的行动而造成的。正因为如此,用雷达避碰时，应该比能见度良好时更早地采取行动。并且为避免碰撞而作的航向和（或）航速变动应大得足以使他船雷达观察时容易察觉到，以便采取协调的行动。4雷达在近距离时的缺陷。以视觉观测时，距离越近看得越清楚。雷达则不尽然，在盲区内，雷达不能探测；某些雷达由于中心收缩现象使盲区外的近距离目标与中心粘连在一起；脉冲宽度的限制和量程的限制及显影失真现象会使得观测不够准确。因此，用雷达避碰时，应尽可能在远距离采取行动，及早消除潜在的碰撞危险，与它船保持的安全距离应较能见度良好时为大。除了上述缺点外，雷达发现小船距离一般不大，若
35、海面有风浪或雨雪较大时，小船的回波可能被海浪或雨雪的回波掩盖，次折射的气象条件会使雷达探测距离减小。因此雷达荧光屏上没有船舶回波，并不一定表明附近海面上没有其他船舶。虽然雷达有上述缺点，但在能见度不良时，它能及早发现目标，能测出它船的方位距离和航向航速，能提供平面的态势图，所以只要使用得当，就能在远距离发现并消除潜在的碰撞危险。通过上述雷达观测和视觉观测的相互比较，明显的可以看出，雷达观测时的不足之处。在用雷达避碰时，雷达在获取探测目标船舶的一些其他信息时，有着探测不到可能性，特别是雷达在避碰过程中，有时需要在避碰的紧急时刻，需要快速的了解另一避碰船舶的信息，比如船舶的大小，类型以及号型等信息
36、，而在避让过程中，因为雷达不能迅速的获得这些信息，以至于会导致错失最佳的避让时机。212雷达对反射弱、小物标的缺陷气象条件恶劣的航行中，雷达会受到外界较大的干扰，这些干扰的结果一方面将会使雷达的探测距离明显下降，同时屏幕上会出现干扰杂波和假回波伪像，还可能会使影像时隐时现。船用雷达为了抑制干扰，在显示器上均设有“微分”雨雪抑制、“近程增益”海浪抑制旋钮。但这些旋钮并不能把雷达的干扰完全抑制掉，而只能对强回波起到适量抑制的作用，因而有时就会使弱反射物标的回波亮点更加暗淡，或无法用视觉识别。在使用“近程增益”旋钮时，由于操作不得当，过量的海浪抑制也会同时把本船周围的小物标、弱反射回波的物标影像抑制
37、掉。在使用雷达时，也常有某些小物标、飘浮物等，由于回波很弱以致在荧光屏上无法察觉，并不能绝对的说在本船周围就没有这些物标存在3。213雷达在近距离上的观测不足由于雷达存在盲区，在应用雷达避碰时，当他船回波影像向荧光屏中心靠近，则有碰撞6危险存在。而当物标回波影像在近距离内突然消失，则认为他船已到眼前，碰撞很可能立即发生。从雷达屏幕上观测到的航道情况，与驾驶人员用视觉观察的实际情况不尽相同。用视觉观察的特点是距离越近的物标，看得越清楚。雷达则不然，当物标位于雷达盲区内，虽近在咫尺，也无法在屏幕中显示出来。在近距离内，由于受雷达量程的限制，以及回波影像的各种失真等，都会引起在雷达荧光屏中心附近的方
38、位和距离上产生误差。视觉和雷达显示相比，物标的显示与实际的形状、位置都存在差异，雷达显示的物标回波影像精确程度不高。在用雷达避碰时，对周围的环境及形势的了解是极为重要的，很多时候造成船舶碰撞事故的原因是驾驶员盲目的信任雷达，忽略了了望的重要性。例如船舶在狭水道或内河中航行时，船舶密度特别大，尤其是小渔船。特别是在避让过程中，要特别注意周围其他的小船舶。雷达上不显示，并不代表目标不存在，因为雷达存在近距离上的观测不足，这对船舶进行避碰时，存在很大的威胁。进一步说明了望的重要性。214雷达对运动船舶动态反应迟钝在相对运动显示的雷达中，利用物标之间的相对位移来判断他船的动态。由于相对运动的特点，即物
39、标之间的相对位移，在一些情况下变化比较迟缓，因而他船的动态不会立刻就在屏幕上显示出来。某些情况的显示也不明显和直观。在应用雷达避让时，如果避让的双方均装有雷达，而来船在获得危险警报后，采取了比较明显的避让措施，但在本船的雷达屏幕上，也不会立刻就显示出对方新的动向来，只有对来船进行连续的多次的观测和分析才能识别清楚。如果在避让的过程中，来船采取的避让动作并不明显，那么识别和判断对方的动态，就需要费较长的观测时间。由于雷达存在的延迟特性，特别是运动中的船舶，这种特性会给船舶进行避让时产生一定的负面影响，因为不能及时的将船舶的动态显示出来，对驾驶员及时的做出有效的避碰对策有影响。特别是当来船采取了在
40、航向或航速上一系列的小变动时，对这种情况，雷达上不能明显的显示出来。22环境因素导致雷达在避碰中的局限性雷达是船舶避碰的主要导航设备之一，然而在用雷达进行避碰时，雷达会受到海洋环境的影响其作用会受到限制，这样在很大程度上影响了用雷达所获得的回波信息的准确性。进一步会影响雷达避碰的效果。221大气衰减对雷达的影响研究指出，大气的衰减随高度的增加而减小。因此，实际雷达工作时的传播衰减和雷达作用的距离以及目标高度有关。一般来说，雷达工作频率越高，作用距离越远，目标仰角越小，衰减就越大。由于这种大气衰减对电磁波传播的影响，雷达的作用距离将比自由空间雷达方程所计算出的作用距离大。大气环境对雷达电磁波的衰
41、减主要是指大气气体分子、云雾、降水粒子等因为吸收或散射造成的对雷达电磁波能量的损耗。而由于航雷达主要作用于低空，电离层对其衰减则可以不作考虑。222杂波干扰对导航雷达的影响由分布在地球表面或空中的大量散射单元引起的无用雷达回波称为杂波。它们混杂了雷达的输出，使目标难以监测和辨识。对于导航雷达来说，杂波主要包括雨雪杂波和海浪杂波。71雨雪杂波对导航雷达的影响当有雨、雪等恶劣天气时，由于雨、雪也能反射雷达波。从而造成干扰，严重时会“淹没”目标。雨雪回波的特点是荧光屏上呈现为点状连绵的辉斑。大雨和大雪可显示相当强的片状回波，可能和陆地回波相混淆。当降水量越大，雨点或雪片越粗，雷达工作波长越短，雨雪反
42、射就越强。虽然雷达都装有雨雪抑制功能，但并不能完全消除影响。这种情况下，选用10波长的雷达受影响会较小。在雨雪天气下，雷达作用距离将受很大限制。对于雨杂波，雷达的最大作用距离与雷达波长成正比，与雨粒子雷达反射率因子Z的平方根成反比。雷达反射率因子Z为每立方米中雨粒子直径6次方之和。通常Z和降雨率R之间可用BRAZ表示。参数A、B的具体数值与降水性质、地理位置、季节变化有密切联系。如当地面气温在0以下时。干雪引起的反射率因子Z可取A1050B2来计算。而在0以上时，湿雪引起的反射率因子Z则要取A1600B2来计算。图1即为通过算得出的在不同降水强度下由于雨杂波的影响，某型雷达在降雨强度为3MMH
43、时作用距离为50KM作用距离的变化规律。由图1可见，当降雨强度增加到10MMH时，其作用距离已降到20KM；而当降雨强度增加到25MMH时，其作用距离已不足10KM，可见降水强度的增加使雷达的作用距离缩短十分明显4。2海浪对导航雷达的影响由于海浪反射雷达波而产生海浪干扰杂波。海浪回波的特点是离本船越近，海浪反射越强；随着距离增加，海浪反射强度呈指数规律迅速减弱。一般风浪时，在荧光屏上本船周围68NMILE内有成片的鱼鳞状闪亮斑点，风浪大时范围甚至达810NMILE。降水强度（MM/H）图1在雨杂波干扰下雷达作用距离随降水强度的变化海浪反射回波的强度与相对风向有关，上风方向较强，显示距离也远，下
44、风方向较弱，显示距离近。大风浪时，海浪回波密集而变成分布在扫描中心周围的辉亮实体。如果是幅度较大的长涌，可在荧光屏上看到一条条涌浪回波。3雷达受海浪回波影响比10CM大近10倍。除海浪回波影响雷达外，由海浪引起的船舶摇摆也对导航雷达发挥性能有较大影响。这时船舶往往还受到风的影响，而风浪的结构极雷达的作用距离（KM）8其复杂，受多种因素影响。如海水深度、海岸线的特征、海底地貌、风力及其持续时间、海浪的自由扩展与方向等等。绝大多数情况下，风浪变化的规律性不强。因此，船舶摇摆也是非常复杂的。这一复杂性还表现在船舶与海水构成一个水动力相互系统，即海浪能促使船舶摇摆，反过来，船舶摇摆也会改变其周围的海浪
45、结构。因此，要想评估摇摆条件下雷达的效能是很困难的。综上所述，当船舶在避碰过程中，雷达通过探测目标船所获得的回波信息对避让效果有着重大的影响，而由于大气衰减、海浪、雨雪等环境因素对雷达探测目标船舶时所产生的干扰，使雷达在探测目标船舶进行避让时所获得的回波信息的准确性有着严重的影响。23人为因素导致雷达在避碰中的局限性作为一个航海驾驶员来说，能否正确使用和操纵雷达是极为关键的，特别是在避碰过程中，能通过正确使用雷达获得避碰所需的船舶信息，很大程度的影响了驾驶员所做出的避碰决策。但如果由于驾驶员的态度、身体条件以及操作水平的原因，同样会导致雷达在避碰中的性能不能完全的发挥出来。进而会影响到避碰的效
46、果。231雷达的使用海况、天气和其他干扰源通常是指来自外界的海浪干扰、雨雪干扰、雷达同频干扰以及来自机内的电火花干扰、噪声干扰、明暗扇形干扰等干扰源。尤其是大范围的暴风雨或暴风雪对雷达观测所带来的影响严重,观看时甚至连大型物标的回波也无法辨认。这就要求雷达的操纵者应正确地调试各种“抗干扰旋扭”以及正确地调试“调谐”及其他有关旋扭，务必使雷达图像处于最佳状态，并做到既能有效地消除干扰回波，又能不至于抑制物标回波，尤其是近距离之内的一些小物标回波，倘若上述干扰无法予以有效地消除，又不能排除在干扰回波之内是否有其他物标回波的存在，则在能见度良好的情况下，一艘正确使用雷达的船舶，其行驶速度高于另一艘没
47、有雷达的船舶所容许的行驶速度，这通常被认为是正当的，但通常也不能以在能见度良好的情况下被认为是安全的那种速度行驶。第六条二款要求考虑许多因素,其中有些因素曾包括在1960年海上避碰规则的附件中，仅作为“关于运用雷达观测资料协助海上避碰的建议”而已5。能否充分发挥雷达的性能，很大程度上依赖于各开关、控扭的操作是否正确适当，操作不当，不能良好的发挥雷达的性能。在进行船舶避碰时，可以使用雷达探测船舶获得所需信息，但在探测船舶以及利用雷达进行避碰的过程中，能否良好的使用雷达，比如，在进行试操船时，如果没有很好的考虑到比如“海浪抑制”和“雨雪抑制”控扭的使用，如果抑制过大，同时会抑制了一些其他目标的回波
48、信息，从而有可能会导致船舶碰撞事故的发生，如果抑制太小，因为杂波干扰过多，与船舶的回波信息想回混淆，难以获得所需船舶的信息。所以，在利用雷达避碰时，驾驶员能否良好的使用雷达会导致不同的结果。232人员值班船舶航行时，避免碰撞事故的发生、防止船舶发生航行危险和预防海洋污染事故的至关重要因素是保持驾驶台安全值班。海上事故统计表明，在船舶装备不断现代化的今天，海难事故频繁发生的主要原因是认为因素和人为过失导致的，因此，在提高值班人员技术水平的同时，加强船舶航行安全值班，提高值班人员的责任心和责任意识，严格按照驾驶台工作9程序操纵船舶，就会使船舶更加安全，海上人命、财产和海洋环境将会更有保障。疲劳因素
49、对保证船舶安全有很大的影响。疲劳是人们在经过体力活脑力劳动后，全身机能下降的一种因素。疲劳的发生，除身体累的感觉外，还将在不同程度上表现出工作能力下降，注意力和记忆力减弱，听觉和视觉以及思维变得迟钝，动作不灵活，对外界事态的变化和发展判断不准确。驾驶员在疲劳情况下工作，动作和思维都会变得迟钝，注意力也会急剧下降，这样会导致对雷达的使用不能达到最佳的效果，进而会影响利用雷达避碰的决策和效果。3改善雷达在船舶避碰中局限性的措施31雷达与AIS的结合使用运用雷达与AIS协助船舶避碰的比较1漏警与虚警方面雷达电磁波具有直线船舶的特性，因此雷达对目标的探测区存在阴影区，另外受雷达天线高度与垂直波束宽度的限制，以及雷达发射脉冲与收发开关恢复时间的限制，雷达存在盲区。这样近距离目标、遮挡物后的目标有可能探测不到，另外对于反射性能不好的目标在发现方面亦存在欠缺，APAR对目标的跟踪还存在目标丢失与误跟踪现象。而AIS对所有安装了AIS装置的物体，在有效范围内，探测能力大大增强。例如，从黄浦江驶出的船舶与从海入长江或由长江入海的船舶之间，往往由于岬角形成的阴影，雷达难以探测，而AIS可以有效探测，甚至从AIS静态信息中可以知道目标船上下水意图，但AIS也存在很大漏警问题，对于未安装AIS的目标船、地理坐标（如浮筒等）都不能探测，应考虑补充手段。2避碰
