自動レーダープロット支援
海洋レーダー機能
典型的な艦上 ARPA/レーダー システム。

自動レーダープロット支援（ARPA）機能を備えた海洋レーダーは、レーダーコンタクトを使用して航跡を作成することができます。 [1] [2]このシステムは、追跡対象の進路、速度、最接近点[3] （CPA）を計算し、他の船舶や陸地との衝突の危険があるかどうかを知ることができます。

ARPAの開発は、1956年にイタリアの客船アンドレア・ドーリア号が濃霧の中でストックホルム号と衝突し、米国東海岸沖で沈没した後に始まりました。ARPAレーダーは、マイクロエレクトロニクスの発達とともに1960年代に登場し始めました。最初の市販ARPAは1969年に貨物船タイミール号に納入され[4] 、現在はコングスベルグ・グルッペンの一部である ノルコントロール社によって製造されました。ARPA対応レーダーは現在、小型ヨットにも利用可能です。

歴史

1970年代から1980年代にかけて、低価格のマイクロプロセッサの利用可能性と高度なコンピュータ技術の発展により、コンピュータ技術を商用海洋レーダーシステムの改良に応用することが可能になりました。レーダーメーカーはこの技術を用いて、自動レーダープロッティング支援装置（ARPA）を開発しました。ARPAは、予測ベクトルやその他の船舶の動静情報を生成する、 コンピュータ支援レーダーデータ処理システムです

国際海事機関（IMO）は、適切な自動レーダー探知補助装置の搭載に関する海上人命安全条約の要件を改正する基準を定めています。ARPAの主な機能は、IMO性能基準の声明に要約されています。この声明では、ARPAの要件として、「海上における衝突回避水準の向上：観測員が複数の目標に対しても、単一の目標を手動で探知する場合と同様に、自動的に情報を取得できるようにすることで、観測員の作業負荷を軽減する」ことが挙げられています。この声明からわかるように、ARPAの主な利点は、ブリッジ要員の作業負荷を軽減し、選択された目標に関するより完全かつ迅速な情報提供を可能にすることです。

典型的なARPA機能は、現在の状況を提示し、コンピュータ技術を用いて将来の状況を予測します。ARPAは衝突リスクを評価し、操船者が自船による提案された操船方法を確認できるようにします。

市場にはさまざまな ARPA モデルが存在しますが、通常は次の機能が提供されます。

  1. 真または相対運動レーダーの表示。
  2. ターゲットの自動取得と手動取得。
  3. 取得したターゲットのデジタル読み取りで、コース、速度、距離、方位、最接近点 (CPA)、CPA までの時間 (TCPA) が提供されます。
  4. ベクトル (真または相対) またはグラフィカルな予測危険領域 (PAD) 表示を使用して、衝突評価情報をプラン位置インジケータ(PPI)に直接表示する機能。
  5. コース変更、速度変更、コース/速度の組み合わせ変更などの試行操縦を実行する能力。
  6. 航行のための自動地上安定化。ARPAは従来のレーダーよりもはるかに高速にレーダー情報を処理しますが、依然として同様の制限があります。ARPAデータの精度は、ジャイロや速度ログなどの入力から得られるデータと同等です。

スタンドアロンおよび統合型ARPA

ARPAの初期開発・設計は、スタンドアロン型でした。これは、従来のレーダーユニットに追加して使用するように設計されていたためです。ARPAの機能はすべて独立したユニットとして船上に搭載されていましたが、基本的なレーダーデータを取得するには既存の機器と接続する必要がありました。主な利点は、既にレーダーを装備している船舶にとってコストと時間の節約でした。もちろん、これは理想的な状況ではありませんでした。最終的に、スタンドアロン型ARPAは一体型ARPAに置き換えられました。

21世紀に製造されるARPAの大部分は、ARPA機能をレーダーディスプレイに統合しています。最新の一体型ARPAは、従来のレーダーデータとコンピュータデータ処理システムを1つのユニットに統合しています。主な運用上の利点は、レーダーデータとARPAデータを容易に比較できることです。

ARPAディスプレイ

レーダーが初めて導入されて以来、今日に至るまで、レーダー画像はブラウン管（CRT）の画面に表示されてきました。CRTは長年にわたってその機能を維持してきましたが、画像の表示方法は大きく変化しました。1980年代半ば頃から、最初のラスタースキャンディスプレイが登場しました。ラジアルスキャン方式のプラン位置表示器（PPI）は、テレビのようなディスプレイで生成されるラスタースキャンPPIに置き換えられました。一体型ARPAとラスタースキャンディスプレイを備えた従来のレーダーユニットは、ラジアルスキャンレーダーセットに徐々に取って代わっていくでしょう

商用海洋レーダーの開発は、IMO パフォーマンス基準に準拠したラスター スキャン ディスプレイが導入された 1980 年代に新たな段階に入りました。

ラスタースキャン合成表示のレーダー画像はテレビ画面上に生成され、ラスターと呼ばれるパターンを形成する多数の水平線で構成されています。このタイプの表示はラジアルスキャン合成表示よりもはるかに複雑で、大量のメモリを必要とします。ラスタースキャン表示の操作者にとって多くの利点がありますが、同時にいくつかの欠点もあります。ラスタースキャン表示の最も明白な利点は画像の明るさです。これにより、観察者はほぼあらゆる周囲光の条件下で画面を見ることができます。ラスタースキャンレーダーが提供するすべての利点の中でも、この機能が成功を決定づけています。ラジアルスキャン表示とラスタースキャン表示のもう1つの違いは、後者の画面が長方形であることです。画面サイズは、対角線の長さと画面の幅と高さの比率で指定され、おおよそ4:3の比率になります。ラスタースキャンテレビのブラウン管は、従来のレーダーCRTよりもはるかに長寿命です。真空管は同等の製品よりも安価ですが、信号処理が複雑なため、全体的には高価になります。

ラスタースキャンPPI

IMOレーダー性能基準は、船舶の総トン数に応じて、有効表示直径が180mm、250mm、または340mmの平面表示を提供することを規定しています。直径パラメータが既に選択されているので、製造業者はデジタル数値データと制御ステータスインジケータの配置方法を決定する必要があります。ラスタースキャン表示により、設計エンジニアは補助データの書き込みが容易になります。方位情報からラスターをデジタル化します

自船が操縦するときのプロット

通常、ARPAはすべてを自動的に行いますが、ここでは実際に自船の航跡をプロットする方法について詳しく説明します。（初期プロットの評価後に）自船の操船が必要であると判断された場合、操船を実行する前にその効果を判断し、安全な航過距離を確保することが重要です。操船が完了した後も、操船が期待通りの効果を上げていることを確認するために、プロットを継続する必要があります。

自分の船が進路を変えたときのみのプロット

速度の変更が見かけの運動線に影響を及ぼすまでには時間がかかるため、船員は十分な通過距離が達成できる場合、進路変更を選択することが多い。

これにはいくつかの明確な利点があります:

  1. 効果はすぐに現れます。
  2. 船舶は操舵方向を維持します。
  3. 遭遇がより早く解決されるかもしれません。
  4. 他の船が計画している場合は、検出される可能性が高くなります。

例：自船が12ノットの速度で000°の舵角で航行している場合、次のようなエコーが観測されます。

  1. 0923 エコーベア 037° (T) 9.5 北マイル
  2. 0929 エコーベアーズ 036° (T) 8.0 北マイル
  3. 0935 エコーベアーズ 034° (T) 6.5 北マイル

0935に、右舷に60°進路を変更する予定です（これは瞬間的なものと想定しています）。

  1. 新しいCPAとTCPAを予測する
  2. 操縦が 09:41 まで延期された場合の新しい CPA と TCPA を予測します。
  3. 09:41 に（瞬間的な）操縦が行われた場合、09:35 のエコーの距離と方位を予測します。

参照

参考文献

  1. ^ ウィクショナリーの「contact」の辞書定義
  2. ^ BOLE, A., DINELEY, B., WALL, A.,レーダーとアルパのマニュアル.オックスフォード、エルゼビア、2005年、312ページ。
  3. ^ ウィクショナリーにおける「closest point of approach」の辞書定義
  4. ^ 「コングスベルグ海事史」.コングスベルグ・マリタイム。2009 年 3 月 28 日に取得。

参考文献

  • 米国国家地理空間情報局出版物1310、レーダー航法・機動委員会マニュアル、第5章。オンラインで入手可能
  • 21世紀のレーダー
  • ロシア全港のARPAレーダー用電子地図
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Automatic_radar_plotting_aid&oldid=1318167875」より取得