ĐÁP ÁN Cac mon thuoc hang hai ky thuat

• Độ phân giải theo khoảng cách: - Độ phân giải theo khoảng cách là khả năng phân biệt giữa ảnh các mục tiêu đứng gần nhau ởhiện trường trên cùng phương vị, tức là các mục tiêu tách rời

Hàng Hải Kỹ Thuật

I Radar:

1 Nguyên lý hoạt động của radar xung Sơ đồ khối radar xung Nguyên lý đo khoảng cách, đogóc

2 Phân tích các thông số khai thác của radar, ý nghĩa ứng dụng của nó trong thực tế

3 Phân tích các thông số kỹ thuật của radar Khi chuyễn công tắc PULSE SW những thông số gìthay đổi

4 Anten khe radar, đặc điểm thông số kỹ thuật

5 Các bộ chuyển mạch anten Giải thích sử dụng TUNE, FTC, FTC

6 Sơ đồ khối máy phát radar Đèn Magnetron Các thông số cơ bản của máy phát

7 Vẽ, giải thích sơ đồ khối máy thu radar, cách điều chỉnh máy thu

8 Bộ dao động nội trong máy thu , bộ trộn đối xứng, cách điều chỉnh

9 Các mạch chống nhiễu STC, FTC, cách sử dụng trong thực tế

10 Vẽ, giải thích sơ đồ khối máy chỉ báo Radar, điều chỉnh máy chỉ báo bằng những núm nút nào

11 Sơ đồ khối các mạch đo khoảng cách Cách tăng độ chính xác khi đo khoảng cách

12 Mục tiêu Radar, các loại phản xạ sóng Radar Anh của RACON, RAMARK, SART

13 Các chế độ định hướng màn ảnh: HEAD UP, NORTH UP, COURSE UP Phân tích ưu nhượcđiểm Các chế độ hiện ảnh của radar, phân tích ưu nhược điểm

14 Đặc điểm màn ảnh chỉ báo chuyển động thật TM, nguyên tắc sử dụng Radar có màn chỉ báochuyển động thật

15 Giải thích sơ đồ trạm RADAR hàng hải

16 Các loại nhiễu trong radar, cách khắc phục

17 Nguyên tắc chung khởi động và điều chỉnh để duy trì chỉ báo trên màn hình Radar

18 Trình bày phương pháp cảnh giới bằng radar

19 Phương pháp nhận dạng ảnh của mục tiêu trên màn hình radar

20 Các tiêu chuẩn qui định của IMO đối với RADAR hàng hải

21 Khai thác sử dụng Radar JMA 510

22 Khai thác sử dụng Radar JMA 650

23 Khai thác sử dụng Radar JMA 2144

24 Khai thác sử dụng Radar FURUNO 1940

25 Khai thác sử dụng Radar ATLAT 8500A/CAS

Bài làmCâu 1 Nguyên lý hoạt động của radar xung Sơ đồ khối radar xung Nguyên lý đo khoảng cách,

đo góc.

• Nguyên lý hoạt động của xung radar: Để đo khoảng cách, radar xung sử dụng nguyên lý nhưsau: dùng sóng điện từ siêu cao tần (sóng radio) phát vào không gian dưới dạng xung radio vàthu lại sóng phản xạ từ mục tiêu trở về

• Nguyên lý đo khoảng cách: Nếu gọi t là khoảng thời gian từ khi phát xung và cho đến khi thuđược sóng phản xạ từ mục tiêu trở về radar, thì khoảng cách từ anten tới mục tiêu sẽ là:

trong đó:

- D : khoảng cách từ radar đến mục tiêu

- T : thời gian truyền sóng

- C : vận tốc truyền sóng trong môi trường

trong đó:

- d : khoảng cách từ tâm đến vị trí điểm sáng trên màn hình

- v : tốc độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn hình

Như vậy muốn đo khoảng cách từ tàu ta tới mục tiêu thì chỉ cần đo khoảng cách từ tâm màn hình tớiảnh mục tiêu qua cơ cấu biến đổi tỉ lệ

Nghĩa là ở thang tầm xa khác nhau thì tốc độ tia quét cũng khác nhau

• Nguyên lý đo góc: Để đo được góc mạn của mục tiêu, khi anten quay và phát sóng vào không gianthám sát mục tiêu, thì trên màn ảnh tia quét cũng quay Người ta thiết kế sao cho chúng quay đồngpha và đồng bộ với nhau, nghĩa là antenvà tia quét có cùng tốc độ quay, và khi búp phát trùng mặtphẳng trục dọc tàu thì tia quét chỉ đúng hướng 00 trên mặt chỉ báo

- Radar phải cùng lúc bao quát được cả khu vực quanh tàu, và đảm bảo phân biệt được từng mụctiêu ở các hướng khác nhau khi chúng không nằm dính vào nhau để thực hiện điềunày, người ta thiết kế sao cho anten quay tròn 3600 và có tính định hướng sóng phát:anten radar bức xạ sóng điện từ vào không gian có giản đồ phát hình búp (gọi là búp phátradar)

- Đặc trưng của búp phát là góc mở ngang αn và góc mở đứng αd, nghĩa là các góc theo mặt cắtngang và đứng Búp phát radar có αn << αđ để tập trung năng lượng vào góc mở đứng đồngthời đảm bảo phát hiện được các mục tiêu ngay khi tàu lắc Thông thường:

Câu 2 Phân tích các thông số khai thác của radar, ý nghĩa ứng dụng của nó trong thực tế.

• Tầm xa cực đại (tầm xa tác dụng) của radar: Dmax

- Tầm xa tác dụng của radar là khoảng cách lớn nhất mà trong giới hạn đó radar có thể pháthiện được mục tiêu, tức ảnh của mục tiêu còn xuất hiện đủ để quan sát trên màn hình

- Tầm xa cực đại tính theo công thức:

trong đó: Px :công suất phát xung của radar

Ga :hệ số phát định hướng của radar (=4π/αn αđ)

S0 :bề mặt hiệu dụng của mục tiêuh1, h2 :chiều cao của anten và mục tiêuPth.min :độ nhạy máy thu

λ :bước sóng

Công thức tính Dmax trong thực tế:

trong đó: Dmax : có đơn vị tính là dặm

h1, h2 :có đơn vị tính là mét

• Tầm xa cực tiểu (vùng chết) của radar: Dmin

- Tầm xa cực tiểu của radar là khoảng cách gần nhất từ radar tới mục tiêu mà radar còn có khảnăng nhận biết được mục tiêu Đối với những mục tiêu nằm ở khoảng cách gần hơn, radarkhông có khả năng phát hiện

- Tầm xa cực tiểu của radar phụ thuộc chiều dài xung phát, chiều cao anten và αd

- Theo chiều dài xung phát (τx)

- Theo chiều cao anten và αd:

+ Búp phát có góc mở đứng αđ giới hạn, do đó có 1 vùng gần anten sóng điện từ không tới đượcnên không phát hiện được mục tiêu

* Cách xác định Dmin trong thực tế: Đưa radar vào hoạt động, để ở thang cự li nhỏ nhất, sau đódùng 1 xuồng (có thể là xuồng cứu sinh) buộc dây rồi thả ra xa cho đến khi bắt được ảnh trên mànhình Sau đó dùng dây kéo từ từ xuồng lại gần tàu, quan sát trên màn ảnh radar tới khi nào ảnh củaxuồng mất đi Khi đó chiều dài dây cộng chiều dài xuồng là Dmin

• Độ phân giải theo khoảng cách:

- Độ phân giải theo khoảng cách là khả năng phân biệt giữa ảnh các mục tiêu đứng gần nhau ởhiện trường trên cùng phương vị, tức là các mục tiêu tách rời nhau thì ảnh của chúng không bịchập trên màn ảnh của radar

- Để ảnh của 2 mục tiêu không trùng nhau trên màn hình thì khoảng cách d giữa chúng phải là:

- Ngoài ra do điểm sáng trên mặt máy có kích thước nên độ phân giải theo khoảng cách phảiđảm bảo:

Trong đó: da : đường kính điểm sáng trên mặt chỉ báo

D : thang tầm xaDmax : đường kính màn ảnh

• Độ phân giải theo góc: Độ phân giải theo góc là khả năng phân biệt giữa ảnh các mục tiêu đứng gầntrên màn hình khi chúng có cùng khoảng cách tới tâm (tức là các mục tiêu đứng gần nhau, có cùngkhoảng cách tới radar ngoài thực tế)

- Điều kiện phân giải theo góc:

- Ngoài ra độ phân giải theo góc còn phụ thuộc vào đường kính điểm sáng và khoảng cách từtâm màn hình tới ảnh mục tiêu

Câu 3 Phân tích các thông số kỹ thuật của radar Khi chuyễn công tắc PULSE SW những thông

số gì thay đổi.

• Chiều dài bước sóng λ:Radar ngày nay dùng sóng có bước sóng cm, truyền thẳng toàn bộ đối vớimục tiêu lớn Thường có 3 loại bước sóng:

- Bước sóng dài thì tầm tác dụng lớn song độ phân giải kém, trái lại bước sóng ngắn

có tầm tác dụng nhỏ nhưng lại phân giải tốt hơn Vì vậy tùy từng loại radar mà chế tạo theo bướcsóng phù hợp Hiện nay radar dùng chủ yếu bước sóng 3.2 cm tức có tần số 9400 Mhz

• Chiều dài xung phát τ x :Với các loại radar khác nhau, sẽ có τx khác nhau τx càng lớn thì nănglượng của xung tới mục tiêu càng lớn, tăng tầm xa tác dụng nhưng giảm độ phân giải, tăng bánkính vùng chết Ngược lại, τx nhỏ, tầm xa tác dụng nhỏ, giảm bán kính vùng chết nhưng độ phângiải tốt hơn

• Chu kỳ lập xung T x Tần số lập xung Fx = 1/T x :Chu kỳ lập xung là khoảng thời gian giữa 2 lầnphát xung kế tiếp, tần số lập xunglà lượng xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian, phụthuộcvào tốc độ quay củaanten

• Công suất phát xung:Công suất phát xung Px là công suất máy phátphát đi trong thời gian τx

• Độ nhạy máy thu P th.min :Độ nhạy máy thu là công suất nhỏ nhất phản xạ từ mụctiêu trở về màmáy thu còn có khả năng khuếch đại lên đưa sang máy chỉ báo thể hiện thành ảnh trên màn hình

Độ nhạy máy thu tính theo công thức:

Trong đó: N: hệ số tạp âm

q: hệ số phân giải

K: hằng số Bozman (= 1.38 * 10-3J/độ)

∆f: độ rộng dãi lọt (dãi thông)

T: nhiệt độ tuyệt đối nơi thu (0K)

Trong máy thu, Pth.min càng nhỏ, độnhạy càng tốt, radar càng có khảnăng

khuếch đại tín hiệu mục tiêu ở xa Một số cách để tăng độ nhạy máy thu:

- Giảm hệ số tạp âm N: thay linh kiện điện tử bằng linh kiện bán dẫn

- Giảm độ rộng dãi lọt ∆f

- Giảm hệ số phân giải q

• Độ rộng dãi lọt (dãi thông) ∆f:Dãi thông là khoảng tần số mà trong đó máy thu thu được tín hiệu:

• Hệ số định hướng của anten G a :Đại lượng này đặc trưng cho khả năng tập trung năng lượng bức

xạ về 1 phía (trong 1 búp phát) của anten radar

• Tốc độ vòng quay của anten n (vòng / phút): Tốc độ thường được thiết kế trongcác loại anten

hiện nay là 18 - 30 vòng / phút Thông thường hay dùng n = 22 - 24 vòng / phút

• Khi chuyển công tắc PULSE SWICH: thì ta có thể chuyển máy về chế độ xung phát dài (LONG)

hay ngắn (SHORT) đi cùng với nó là sự hiện ảnh cũng thay đổi theo, ở một số máy nhật ngườithay bằng (NORMAL) và (NARROW)

Câu 5 Anten khe radar, đặc điểm thông số kỹ thuật.

• Anten khe: Là loại anten trực tiếp bức xạ sóng vào không gian không cần loa bức xạ và gươngphản xạ

• Khe hẹp được khoét trên thành ống dẫn sóng ở thành rộng hay thành hẹp, khe có chiều dài λô/ 2, chiều rộng << λô

• Để khe hẹp có thể bức xạ sóng vào không gian, người ta khoét sao cho khe nằm cắt ngang chiềucủa dòng điện siêu cao tần chạy trên thành ống dẫn sóng tức là khe phảinằm trùng theo chiềuvector từ trường H hay cắt H với góc < 900Thông thường khe hẹp nghiêng góc 700với trục ốngdẫn sóng

• Điện từ trường bức xạ qua anten có búp phát phụ thuộc chiều dài và rộng anten:

Câu 6 Các bộ chuyển mạch anten Giải thích sử dụng TUNE, FTC, STC.

• Tác dụng của khối chuyển mạch mục đích là hạn chế hư hỏng của máy phát và máy thu vì khiphát và khi thu thi chúng sẽ tạo ra 1 năng lượng rất lớn nên phát ngắn quá trình thu khi phát vàquá trình phát khi thu

• Yêu cầu đối với bộ chuyển mạch:

- Khi máy phát phát sóng, công suất lọt vào máy thu < 0.2w

- Khi máy thu thu sóng, năng lượng lọt vào máy phát < 0.1% năng lượng sóng phản xạ

- Tính ì của bộ chuyển mạch phải nhỏ, khoảng 0.1 µs

- Độ tổn hao năng lượng nhỏ

• Các bộ chuyển mạch của anten:

- Chuyển mạch antenna điện tử ( dùng đèn phóng điện )

Ưu nhược điểm :

Ưu : gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ thay thế

Nhược : tính ì lớn do phụ thuộc vào thời gian phóng điện của đèn điện tử

- Mạch khử nhiễu giáng thủy FTC ( Fast Time Constant ): Khi có mưa, tuyết, giángthủy…

sẽ làm xuất hiện nhiễu vì các hạt nhỏ nhưng liên tục và dày nên nó cũng phản xạ lại đáng

kể sóng radar; sóng phản xạ này gây ra nhiễu giáng thủy Nó gây nhiễu xung quanh cácmục tiêu và mang tính chất hằng số Nhiễu giáng thủy làm chập các mục tiêu gần nhau

Để khử nhiễu mưa, người ta dùng mạch vi phân kết hợp với mạch lọc

+ Tín hiệu từ bộ khuếch đại trung tần gồm tín hiệu mục tiêu và nhiễu, sau khi qua mạchkhử nhiễu mưa sẽ được tách nhiễu ra và đưa tín hiệu mục tiêu sang khuếch đại xung ảnh

Để khắc phục, người ta sử dụng mạch chống nhiễu biển, thực chất là mạch điều chỉnh độ khuếchđại theo thang tầm xa, mục tiêu gần khuếch đại ít, mục tiêu xa khuếch đại nhiều Bằng cách tạo ra 1điện áp giảm dần theo hàm số mũ, đặt vào bộ khuếch đại trung tần Điều chỉnh mức độ khử nhiễu biểnphù hợp với trạng thái mặt biển qua việc điều chỉnh núm STC

- Sử dụng nút TUNE: dùng để điều hưởng tân số máy thu làm tăng khả năng làm sóng dội máythu.

+ bình thường nút điều hưởng đặt ở chế độ tự động (AUTO TUNE) Vì máy thu được điềuhưởng ngay khi lắp đặt radar nên nút này không nên để ở trên mặt máy khi máy được điềuhưởng thì chữ (AUTO TUNE) hiện lên trên màn hình Khi không thấy xuất hiện chứng tỏ máychưa được điền hưởng cần kiểm tra và chỉnh nút TUNE

+ các điểu chỉnh nút điều hưởng như sau:

- Bật nút điều hưởng về vị trí bằng tay

- Chuyển radar hoạt động ở thang tầm xa lớn nhất, chỉnh nhe TUNE đạt điều hưởng tốtnhất, tức vạch sáng trên đèn chỉ báo điều hưởng tốt nhất

- Chuyển nút điều hưởng về tự động (AUTO)

- Kiểm tra lại đèn chỉ báo điều hưởng

Câu 6 Sơ đồ khối máy phát radar Đèn Magnetron Các thông số cơ bản của máy phát.

• Sơ đồ khối máy phát:

- Xung từ bộ khởi động đến khởi động bộ điều chế

- Bộđiều chế (có kèm theo bộ tiền điều chế) sẽ tạo ra 1 xung vuông có bềrộng đểđưa vàocathode của đèn magnetron Độ rộng xung này tùy thuộc vào thang tầm xa và vị trí của công tắcchiều dài xung

- Đèn magnetron là bộ phận chủyếu trong máy phát, tạo ra các xung radiosiêu cao tần Đèn hoạtđộng trong khoảng thời gian tác động của τx tạo daođộng có tần số f = 9400 Mhz trong thời gian

τx (có khoảng 300 ÷ 500 daođộng hình sin) Xung này được đưa vào ống dẫn sóng, qua chuyểnmạchanten, tới anten và bức xạ ra không gian

• Các thông số cơ bản của máy phát:

- Công suất phát xung Px là công suất máy phát phát đi trong thời gian τx

- Công suất trung bình Ptb của máy phát trong cả chu kỳ Tx

- Do đó:

Câu 7 Vẽ, giải thích sơ đồ khối máy thu radar, cách điều chỉnh máy thu.

*Cách điều chỉnh máy thu:

- Điều hưởng bằng tay TUNING: Trên thực tế do nhiều nguyên nhân làm cho bộ khuếch đại trung tầnhoạt động kém hiệu quả, hình ảnh của mục tiêu trên Radar sẽ bị kém đi Để khắc phục tình trạng này,ngoài mạch tự động điều chỉnh tần số, trên Radar còn có nút điều chỉnh tần số bằng tay gọi là nút điềuhưởng – TUNING Chỉnh nút điều hưởng sao cho khe hở tối trên đèn chỉ thị điều hưởng đẹp nhất, ta sẽ

có sự điều hưởng tốt nhất trong máy thu và hình ảnh trên Radar cũng trở nên tốt nhất

- Điều chỉnh độ lợi – GAIN : là sự điều chỉnh độ khuếch đại của tâng khuếch đại trước trung tần, nútGain nên chỉnh ở mức độ vừa phải, không nên chỉnh ở mức độ quá lớn có thể tạo ra tạp âm trên mànảnh Chỉ chỉnh ở mức độ vừa phải, ở mức độ sao cho hình ảnh hiển thị trên màn nảh Radar đầy đủ, rõràng, và sắc nét.

- Nút khử nhiễu biển- Sea clutter: Sóng biển nổi lên xung quanh tàu cũng phản xạ sóng Radar Loạinhiễu nay sẽ làm mất sóng dội của các mục tiêu nhỏ như tàu thuyền nhỏ xung quanh tàu…Để khácphục, ta dùng nút khử nhiễu biển –STC để làm giảm bớt sự ảnh hưởng của nhiễu biển Bản chất làgiảm độ lợi trong khoảng thời gian rất ngắn, tức là giảm độ khuếch đại của các mục tiêu gần Điềuchỉnh sao cho phù hợp với trạng thái mặt biển

- Nút khử nhiễu mưa- Rain clutter: Các hạt mưa dày đặc cũng phản xạ sóng Radar, chúng sẽ làm nhiễutín hiệu của các mục tiêu khác, làm dính các mục tiêu ở gần nhau Điều chỉnh phù hợp với mắt người

sử dụng

Câu 8 Bộ dao động nội trong máy thu , bộ trộn đối xứng, cách điều chỉnh

- B ộ dao độ ng nội :

ạ ch ch ố ng nhi ễu mưa - FTC:

10.Vẽ, giải thích sơ đồ khối máy chỉ báo Radar, điều chỉnh máy chỉ báo bằng những núm nút nào.

*Điều chỉnh máy chỉ báo:

-VRM- vòng cự li di động

-EBL- đường phương vị điện tử

-CONTRAST- Điều chỉnh độ tương phản

-BRILIANCE- điều chỉnh độ sáng

-SHM- dấu mũi tàu

Câu 11 Sơ đồ khối các mạch đo khoảng cách Cách tăng độ chính xác khi đo khoảng cách

Câu 12 Mục tiêu Radar, các loại phản xạ sóng Radar Anh của RACON, RAMARK, SART

Câu 13.Các chế độ định hướng màn ảnh: HEAD UP, NORTH UP, COURSE UP Phân tích ưu nhược điểm Các chế độ hiện ảnh của radar, phân tích ưu nhược điểm.

- Các ch ế độ hi ệ n ả nh:

Câu 14.Đặc điểm màn ảnh chỉ báo chuyển động thật TM, nguyên tắc sử dụng Radar có màn chỉ

báo chuyển động thật

Chuyển động thật: TRUE MOTION

-Chuyển động tương đối- Relative motion:

ảnh của các mục tiêu đứng yên trên màn hình Radar sẽ chuyển động ngược lại với chuyển động của tàu

nhưng với vận tốc bằng vận tốc tàu.

Các chuyển động khác là chuyển động tương đối

15.Giải thích sơ đồ trạm RADAR hàng hải 16.Các loại nhiễu trong radar, cách khắc phục

-Nhiêu do phản xạ nhiều lần:

- Nhiễu do búp phát phụ:

-Nhiếu do phản xạ thứ cấp:

- Nhiếu giao thoa:

-Nhiễu do ảnh hưởng của mây:

Câu 17.Nguyên tắc chung khởi động và điều chỉnh để duy trì chỉ báo trên màn hình Radar.

- Cho radar chuẩn bị bằng cách vặn nút Standby theo hướng dẫn chảu nhà sản xuất

-Chỉnh nút độ lợi –Gain và nút nhiễu biển-sea clutter về vị trí nhỏ nhất-off, chỉnh công tắc thang tầm

xa –range scale ở tầm xa lớn hoặc trung bình

-Chỉnh nút độ sáng cho tới khi vừa nhìn thấy tia quét trên màn hình, nhưng không chỉnh sáng quá.-chỉnh nút hội tụ tia quét (nếu có) sao cho tia quét thật mảnh.

-chỉnh nút độ sáng-briliance ở mức độ rất nhỏ sao cho tia quét vừa mất hoặc hiển thị rất mờ nhạt.-chuyển Radar từ chuẩn bị sang hoạt động, máy phát bắt đầu phát sóng Chỉnh nút độ lợi-gain cho tớikhi thấy các đốm sáng lăn tăn của tạp âm, nhưng không được chỉnh quá sáng Vì nút này chỉnh quásáng sẽ gây nhiễu, khó khăn cho việc quan sát màn ảnh

-chuyển công tắc thang tầm xa sang thang tầm xa gần Tiến hành chỉnh nút điều hưởng-tuning bằng vớiđồng hồ chỉ thị điều hưởng Nếu không có nút điều hưởng thì chỉnh sao cho đạt đến mức cực đại củanhiễu biển trên màn ảnh

-điều chỉnh nút nhiễu biển cho tới khi vừa loại trừ được khu vực có độ sáng bão hoà do sóng biển gây

ra và loại trừ được vùng có độ lợi kém(do vùng tối gây ra)

- chuyển sang thang tầm xa theo yêu cầu quan sát, chỉnh lại gain và briliance sao cho phù hợp vớithang tầm xa hiện tại

- chuyển radar sang chế độ hiển thị true motion hoặc relative motion theo yêu cầu thực tế

 Đối với chế độ hiển thị chuyển động tương đối-relative motion:

-kiểm tra việc định tâm màn ảnh-centering, nếu cần thiết thì chỉnh lại tâm

-bật nút hướng mũi tàu-heading marker nếu hoạt động ở chế độ chỉ hướng head up Chỉnh sao cho dấumũi tàu chỉ dúng vạch 0 Dùng nút “quay hình” picture rotate để điều chỉnh Một số Radar có thể chỉnh

tự động

- nếu hoạt động ở chế độ chỉ hướng North up thì chỉnh dấu mũi tàu theo hướng đi của tàu rồi bật nút

“Manual/Compass” sang Compass

đối với chế độ hiển thị chuyển động thật-True motion:

-chọn phương pháp nhập tốc độ vào radar, điều chỉnh tốc độ đưa vào máy phù hợp với tốc độ tàu

- áp đặt hướng đi của tàu vào Radar

-chọn vị trí khởi điểm của tàu ta trên màn ảnh bằng các nút điều chỉnh vị trí N-S và E-W

- Điều chỉnh nút “Trôi và giạt” nếu cần thiết

 Khi tắt Radar, các nút có thể giữ nguyên nhưng nên chuyển công tắc thang tầm xa sang thang tầm

xa gần để tiện lợi khi cho radar hoạt động trở lại

Câu 18.Trình bày phương pháp cảnh giới bằng radar.

Trên tàu, Radar là một thiết bị hỗ trợ hành hải hết sức quan trọng.Tuy nhiên Radar vân tồntại một số hạn chế

-Cảnh giới bằng Radar:

*Tăng cường quan sát bằng Radar:

- không những cảnh giới bằng Radar khi tầm nhìn xa hạn chế mà khi tàu chạy trong luồng lạch hẹp,Hành trình trong đêm, khu vực đông tàu bè, gần cầu cảng, tại điểm chuyển hướng cũng phải dùngRadar quan sát, hỗ trợ nắm bắt tình hình

- Tầm quan sát của con người đối với các tàu mục tiêu thông thường không vượt quá khoảng cách

15-16 Nm.Tuy nhiên với sự hỗ trợ của Radar, ta có thể phát hiện sóng dội của nó rất sớm, điều đó rất cóích cho công tác cảnh giới

-Trong hành trình nếu có sự biế đổi bất thường của thời tiết, dùng Radar ta có thể phát hiện được phạm

vi khu vực mù, khu vực mưa bão, phán đoán được trạng thái thời tiết.

-Khi chạy trong khu vực sương mù nếu trong Radar phát hiện được mục tiêu tiếp cận tàu ta, nhưng nólại áp dụng một phương pháp điều động không phù hợp thì có nghĩa là Radar của tàu đó không pháthiện được tàu ta hoặc đó có thể chỉ là một mục tiêu Trong trường hợp này rất cần sự tập trung của sỹquan trực ca

-Từ sự di động của sóng dội trên màn hình Radar, ta có thể dễ dàng phán đoán được hướng di chuyểncủa tàu mục tiêu Thông qua hướng di chuyển tương đối của tàu mục tiêu và hướng của tàu ta trên mànhình Radar ta có thể dự đoán gần đúng được hướng đi thật của tàu mục tiêu

Câu 19 Phương pháp nhận dạng ảnh của mục tiêu trên màn hình radar

Câu 20 Các tiêu chuẩn qui định của IMO đối với RADAR hàng hải

II GPS

26 Cấu trúc hệ thống GPS (khâu vệ tinh, khâu điều khiển và khâu sử dụng) Ứng dụng chủ yếucủa hệ thống GPS

27 Nguyên lý định vị (xác định vị trí tàu) của hệ thống GPS Giải thích HDOP

28 Trình bày nguyên lý họat động của hệ thống vi phân GPS Trình bày các chức năng báo độngtrên máy thu KODEN KGP-913 Khai thác máy thu Furuno GP-80 ở chế độ vi phân GPS, cho

ví dụ minh họa

29 Trình bày các nguồn sai số trong máy thu GPS Trình bày quy trình chung để khai thác máy thuGPS ở chức năng hàng hải theo điểm, theo tuyến, ví dụ minh họa trên một máy cụ thể

30 Giải thích, sử dụng các chức năng báo động của máy thu GPS Koden KGP – 913

31 Giải thích và sử dụng các chức năng báo động của máy thu GPS Furuno GP-80

32 Các chế độ màn hình của máy thu GPS Koden KGP – 913

33 Các chế độ màn hình của máy thu GPS Furuno GP – 80

34 Phương pháp khai thác máy thu vệ tinh ở các chế độ MOB, EVENT, báo động có hiệu quả;những lưu ý khi khai thác và sử dụng

35 Trình bày việc khai thác máy thuGPS Koden KGP-913 ở chế độ hàng hải theo điểm và hànghải theo tuyến, cho ví dụ minh họa

36 Trình bày việc khai thác máy thu GPS Furuno GP-80 ở chế độ hàng hải theo điểm và hàng hảitheo tuyến, cho ví dụ minh họa

III AIS

37 Trình bày tổng quan về hệ thống AIS Khai thác các chức năng cơ bản của máy AIS FA-100

38 So sánh AIS và RADAR Khai thác các chức năng cơ bản của máy AIS JHS-182

Bài LàmCâu 26: Cấu trúc hệ thống GPS ứng dụng chủ yếu của hệ thống GPS

Cấu trúc

Hệ thống GPS bao gồm 3 khâu:

- Khâu vệ tinh: Phần không gian gồm 24 vệ tinh (21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng) nằm trêncác quỹ đạo xoay quanh trái đất Chúng cách mặt đất 20.200 km, bán kính quỹ đạo 26.600 km Chúngchuyển động ổn định vá quay hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ với vận tốc 7 nghìndặm một giờ.Các vệ tinh trên quỹ đạo được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặt đất có thể nhìnthấy tối thiểu 4 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào.Các vệ tinh được cung cấp bằng n ăng lượ ng Mặ t Tr ời.Chúng có các nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sángM

ặt Trời Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định

- Khâu điều khiển: Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ đạo và thôngtin thời gian chính xác Có 5 trạm kiểm soát đặt rải rác trên trái đất Bốn trạm kiểm soát hoạt động mộtcách tự động, và một trạm kiểm soát là trung tâm Bốn trạm này nhận tín hiệu liên tục từ những vệ tinh

và gửi các thông tin này đến trạm kiểm soát trung tâm Tại trạm kiểm soát trung tâm, nó sẽ sửa lại dữliệu cho đúng và kết hợp với hai an-ten khác để gửi lại thông tin cho các vệ tinh Ngoài ra, còn mộttrạm kiểm soát trung tâm dự phòng và sáu trạm quan sát chuyên biệt.Trạm trung tâm cũng có thể truycập từ các ăng-ten mặt đất của U.S Air Force Satellite Control Network (AFSCN) và các trạm quan sátNGA (National Geospatial-Intelligence Agency) Các đường bay của vệ tinh được ghi nhận bởi cáctrạm quan sát chuyên dụng của Không quân Hoa Kỳ đặt ở Hawaii, Kwajalein, Đả o Ascension, DiegoGarcia, Colorado Springs, Colorado và Cape Canaveral, cùng với các trạm quan sát NGA được vậnhành ở Anh, Argentina, Ecuador, Bahrain, Úc và Washington DC.[5] Thông tin đường bay của vệ tinh

đi được gởi đến Air Force Space Command's MCS ở Schriever Air Force Base 25 km đông đông nam

của Colorado Springs, do 2nd Space Operations Squadron (2 SOPS) của U.S Air Force vận hành Sau

đó 2 SOPS liên lạc thường xuyên với mỗi vệ tinh GPS thông qua việc cập nhật định vị sử dụng cácăng-ten mặt đất chuyên dụng hoặc dùng chung (AFSCN)(các ăng-ten GPS mặt đất chuyên dụng đượcđặt ở Kwajalein, đảo Ascension, Diego Garcia, và Cape Canaveral) Các thông tin cập nhật này đồng

bộ hóa với các đồng hồ nguyên tử đặt trên vệ tinh trong vòng một vài phần tỉ giây cho mỗi vệ tinh, vàhiệu chỉnh lịch thiên văn của mô hình quỹ đạo bên trong mỗi vệ tinh Việc cập nhật được tạo ra bở bộlọc

Kalman sử dụng các tín hiệu/thông tin từ các trạm quan sát trên mặt đất, thông tin thời tiết khônggian, và các dữ liệu khác.[6]

- Khâu người sử dụng: Máy thu GPS tiếp nhận tín hiệu từ vệ tinh và cho biết vị trí hiện tại của người

sử dụng

ứng dụng chủ yếu của hệ thống GPS là xác định vị trí

Câu 27: Nguyên lý định vị của hệ thống GPS giải thích HDOP

Hệ thống GPS xác định vị trí bằng phương pháp sau: Giả sử vị trí của vệ tinh đã biết, cả vệ tinh và máythu được trang bị đồng hồ đồng bộ với nhau, vì thế máy thu biết được thời điểm vệ tinh phát tín hiệu vàthời điểm tín hiệu tới Từ đó sẽ tính được khoảng thời gian truyền sóng trong không gian là ∆t.Khoảng cách từ máy thu tới vệ tinh được tính:

- Đối với mục đích dân sự độ chính xác của hệ thống là 100m

- Đối với mục đích quân sự: độ chính xác của hệ thống là 16m

HDOP (horizontal position dilution of precision) là độ suy giảm chính xác theo phương ngang 2d

Câu 28 Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống vi phân GPS Trình bày các chức năng báo động trên máy KODEN KGP913 Khai thác máy thu GP 80 ở chế độ vi phân GPS, cho ví dụ minh họa.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống vi phân GPS:

Vị trí dự đoán của vệ tinh sẽ có sai số nhất định trong không gian 3 chiều Nếu có 1 máy thu thứ 2

ở khoảng cách giả sử 100km so với máy thu hứ 1 (trạm vi phận DGPS) thì máy thu này cũng chịu sai

số gần gống như thế Kinh độ, vĩ độ, cao độ của trạm DGPS đã biết chính xác, căn cứ vào vị trí củatrạm để tính ra sai số chung, xác định số hiệu chỉnh và lập ra các định dạng tín hiệu Các trạm phát sẽphát đi các dữ liệu trên cho từng khu vực riêng biệt Máy thu GPS của người sử dụng ở khu vực lâncận sẽ tiếp nhận số hiệu chỉnh từ trạm chuẩn và hiệu chỉnh dữ liệu đo đạc của GPS; nhờ đó việc xácđịnh vị trí được nâng cao độ chính xác

Trong máy KGP 913 có 6 chế độ báo động

- Báo động mất vị trí GPS: xuất hiện khi vị trí tàu không xác định được biểu hiện trên màn hình làgiá trị N/S hay E/W nhấp nháy

- Báo động DGPS: xuất hiện khi không nhận được tín hiệu,biểu hiện trên màn hình là ở 4 chế độNAV1,NAV2,NAV3 và PLOT giá trị D nhấp nháy

- Báo động neo: máy cho thiết lập một vòng tròn báo động trôi neo khi tàu vượt ra khỏi vòng tròncài đặt Báo động neo chỉ được cài đặt khi cài đặt vị trí neo vào máy Để cài đặt báo động neothì vào MENU vào ALARM vào ANCW sau đó cài đặt thang báo động giá trị lớn nhất củathang là 9.99 nm

- Báo động điểm đến: máy cho ta thiết lập một vòng tròn quoanh điểm waypoit kế tiếp, khi tàu

tiến vào vòng tròn này thì còi sẽ kêu Báo động này được cài đặt khi cài đặt điểm waypoit tiếptheo Để cài đặt báo động này thì vào MENU và ALARM rồi vào PROX sau đó nhập giá trịbán kính vòng tròn mình cần

- Báo động trôi dạt: khi trong tuyến hành trình hay khi tiến đến điểm waypoit kế tiếp do tác độngcủa sóng gió mà tàu không chay theo một đường thẳng nối từ waypoit trước tới waypoit tiếptheo khi đó sẽ có báo động Để cài đặt báo động này vào MUNU vào ALARM vào XTE sau đócài đặt giá trị báo động dạt

- Báo động góc lệch: tàu có hướng đến điểm waypoint tiếp theo ko ổn định ta có thể cài đặt gócbáo động khi hướng của tàu đến waypoit tiếp theo quá lớn Vào MENU vào ALARM vào CDI

và nhập giá trị góc mình cần

Câu 29 : Trình bày nguồn sai số trong máy thu GPS Trình bày quy trình chung để khai thác máy thu GPS ở chức năng hàng hải theo điểm, theo tuyến , ví dụ minh họa trên một máy cụ thế.

* Các nguồn sai số trong máy thu GPS:

Máy thu GPS chủ yếu có 2 yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác khi định vị: Sự suy giảm độ chínhxác do cấu hình vị trí vệ tinh và máy thu khi đo đạc, và độ chính xác khi đo đạc (sai số khoảng cách đođạc được)

+ Sự suy giảm độ chính xác do cấu hình học vị trí vệ tinh

Sự suy giảm độ chính xác do cấu hình học vị trí vệ tinh ở mức nhỏ nhất khi các đường vị trí cắtnhau 90o và lớn nhất khi các vệ tinh lựa chọn ở quá gần nhau

Nguyên nhân của điều này là do sai số khoảng cách đo đạc từ máy thu tới vệ tinh Sai số khoảngcách từ máy thu đến mỗi vệ tinh sẽ lần lượt là ∆D1, ∆D2; theo hình vẽ ta thấy được nếu đường vị trí củacác vệ tinh cắt nhau ở 90o thì diện tích sai số sẽ nhỏ nhất, còn các vệ tinh quá gần nhau sẽ tạo ra vùng sai

số sẽ lớn hơn

Các loại suy giảm độ chính xác do cấu hình vị trí vệ tinh

- VDOP: Sự suy giảm ĐCX theo chiều cao

- HPOP: Sự suy giảm ĐCX theo phương ngang

- PDOP: Sự suy giảm ĐCX theo không gian 3 chiều

- TDOP: Sự suy giảm ĐCX theo thời gian

- HTDOP: Sự suy giảm ĐCX theo phương ngang và thời gian

- GDOP: Sự suy giảm ĐCX theo không gian 3D và thời gian

+ Sai số khoảng cách đo đạc được:

Nguyên nhân chủ yếu khiến cho máy thu không đo được chính xác khoảng cách từ máy thu đếm

vệ tinh là sự chênh lệch của hệ thống đo thời gian chuẩn của hệ thống GPS và hệ thống đo thời giancủa máy thu (sai số đồng hồ vệ tinh); và sai số trễ khi truyền sóng, do ảnh hưởng của tầng điện li kéodài thời gian truyền sóng

Quy trình chung để khai thác máy thu GPS ở chức năng hàng hải theo điểm và hàng hải theo tuyến làkhi tàu đang hành trình thì chọn waypoit hay tuyến mình cần để kích hoạt

Hàng h ải theo điểm trong máy KGP 913

Để dùng được chức năng này thì trong máy đã có lưu điểm waypoint Muốn hàng hải theo điểm thì tadùng MODE để vào một trong 4 chế độ màn hình NAV1,NAV2,NAV3 và PLOT vào trang thứ 5 củamột chế độ màn hình nào đó chọn WPT sau đó nhập điểm waypoit mà mình cần đi tới (từ 001-399).Xong nhấn ENT

Hàng h ải theo tuyến

Dùng được chức năng này khi máy đã cài đặt tuyến trước.Dùng nút MODE để vào 1 trong 4 màn hìnhNAV1,NAV2,NAV3 hay PLOT vào màn hình thứ 5 của mỗi chế độ vào RTE sau đó chọn tuyến mìnhcần dùng Khi chọn tuyến xong ta có thể dùng con trỏ để điều chỉnh tiến đến hay lùi lại trong mộttuyến

30 Giải thích sử dụng các chức năng báo động trong máy thu GPS KODEN KGP 913

- Báo động điểm đến: máy cho ta thiết lập một vòng tròn quoanh điểm waypoit kế tiếp, khi tàutiến vào vòng tròn này thì còi sẽ kêu Báo động này được cài đặt khi cài đặt điểm waypoit tiếptheo Để cài đặt báo động này thì vào MENU và ALARM rồi vào PROX sau đó nhập giá trịbán kính vòng tròn mình cần

- Báo động trôi dạt: khi trong tuyến hành trình hay khi tiến đến điểm waypoit kế tiếp do tác độngcủa sóng gió mà tàu không chay theo một đường thẳng nối từ waypoit trước tới waypoit tiếptheo khi đó sẽ có báo động Để cài đặt báo động này vào MUNU vào ALARM vào XTE sau đócài đặt giá trị báo động dạt

- Báo động góc lệch: tàu có hướng đến điểm waypoint tiếp theo ko ổn định ta có thể cài đặt gócbáo động khi hướng của tàu đến waypoit tiếp theo quá lớn Vào MENU vào ALARM vào CDI

Khi tàu tiếp cận vòng báo động thì còi kêu và trên màn hình có thông báo là Arrival alarm lúc này bấmCLEAR để tắt tiếng còi

Báo động neo

Chỉ sử dụng được khi cài vị trí hiện tại và cài điểm neo

Máy cho phép tao ra một vùng báo động vùng báo động này được tao ra bởi 2 vòng tròn có bán kình là

vị trí neo Để cài đặt ta vào MENU ESC bấm 4 và dùng phím ▼ chọn Arrival/Anchor bấm ◄ đểchọn Acn sau đó bấm ▼ để cài đặt bán kính xong bấm NU/CU ENT để quay lại MENU ESC

Khi bị dạt neo sẽ có tiếng còi và xuất hiện thông báo Anchor Alarm bấm CLEAR để tắt tiếng còi

Báo động dạt

Do tác động của gió hay dòng chảy mà tàu không chạy trên một đường thẳng vì thế máy cho phép tacài đặt giới hạn của sự dạt này

Bấm MENU ESC và bấm 4 để vào cài đặt Dùng ▼ để chon XTE bấm ◄ để tắt hay mở chế độnày dùng ▼ để cài đặt giá trị dạt để xác nhận bấm NU/CU ENT quay lại bấm MENU ESC

Khi tàu bị trôi dạt sẽ có âm thanh bấm CLEAR để tắt

Báo động khoảng cách chạy

Bấm MENU ESC sau đó bâm 4 để vào cài đặt bấm ▼ để qua trang tiếp theo và chọn Trip bấm ◄

để bật báo động bấm ▼ để cài đặt giá trị xác nhận giá trị cài đặt bấm NU/CU ENT khi tàu chạy đượckhoảng cách cài đặt thì còi kêu lúc này bấm MENU ESC

Báo động nước nóng

Báo động khi nước nóng hơn hay lạnh hơn giá trị cài đặt Bấm MENU ESC rồi bấm 4 để cài đặt báođộng bấm ▼ để chọn Water Temp bấm ◄ để chọn In hay Over bấm ▼ để cài đặt giá trị thao táctắt báo động như những báo động khác

Báo động độ sâu

Khi tàu vào vùng nước có độ sâu cao hơn hay thấp hơn mực nước mà mình cài đặt thì máy sẽ báođộng Cài đặt vào MENU ESC bấm 4 để vào ALARM dùng ▼ để chọn Water Temp dùng ◄ đểchọn In hoặc Over dùng ▼ để chỉnh giá trị độ sau mà mình cần(gồm giá trị độ sâu dưới và độ sâu trên)nhập giá trị xong bấm NU/CU ENT để xác nhận kết thúc bấm MENU ESC khi máy có tiếng còi kêu đểtắt báo động bấm CLEAR lúc còi kêu trên màn hình có thông báo Depth alarm

Báo động DGPS

Khi mất tín hiệu DGPS thì máy phát tín hiệu Để cài đặt bấm MENU ESC sau đó bấm 4, dùng ▼ đểchọn DGPS Alarm dùng ◄ để bật báo động dùng  để tắt báo động Xong bấm NU/CU ENT để xácnhận kết thúc bấm MENU ESC

Câu 32 Các chế độ màn hình máy thu KGP 913

Máy KGP 913 có 4 chế độ màn hình là NAV1,NAV2,NAV3,PLOT

Câu 33 Các ch ế độ màn hình trong máy GP 80

Có 5 chế độ màn hình

Câu 34 Phương pháp khai thác máy thu vệ tinh ở chế độ MOB, EVENT báo động có hiệu quả,

những lưu ý khi khai thác và sử dụng

Chế độ MOB là chế độ làm việc khi có người rơi xuống nước Khi có người rơi xuống nước thì nhấnphim MOB trên bàn phím ngay lập tức máy sẽ lưu vị trí hiện tại và chuyển tới màn hình MOB Tàutiến tới gần điểm MOB thì còi sẽ kêu

Chế độ EVENT : khi đang hành hải mà muốn lưu vị trị hiện tại tàu đi qua thì bấm nút EVENT

Câu 35 Trình bày việc khai thác máy thu KGP 913 ở chế độ hàng hải theo điểm và hàng hải theo tuyến

Hàng h ải theo điểm trong máy KGP 913

Để dùng được chức năng này thì trong máy đã có lưu điểm waypoint Muốn hàng hải theo điểm thì tadùng MODE để vào một trong 4 chế độ màn hình NAV1,NAV2,NAV3 và PLOT vào trang thứ 5 của