1. 海洋探測(cè)雷達(dá)
船用雷達(dá)是一種傳統(tǒng)的無線電導(dǎo)航設(shè)備,,在船舶近海定位,、引導(dǎo)船舶進(jìn)、出港,,窄航道航行以及在避碰中發(fā)揮作用,。GPS導(dǎo)航儀在海洋船舶中已普遍使用,它與雷達(dá)相比具有全球,、連續(xù),、實(shí)時(shí)、高精度,、多功能等優(yōu)點(diǎn),。隨著海用信標(biāo)差分GPS(DGPS)基臺(tái)的不斷建立,可將使用GPS C/A碼的定位精度提高到米量級(jí),。因此,,還可應(yīng)用DGPS或GPS導(dǎo)航儀來改善雷達(dá)的使用性能,測(cè)定雷達(dá)測(cè)距,、測(cè)向精度,,彌補(bǔ)雷達(dá)在避碰和錨位監(jiān)視等方面的某些局限性。
2 GPS與雷達(dá)的定位與導(dǎo)航功能
2.1 定位功能
船用雷達(dá)發(fā)射無線電波,,并接收該電波從目標(biāo)反射的回波,,在顯示器上一目了然地顯示周圍物標(biāo)相對(duì)于本船的圖像。測(cè)定一個(gè)或幾個(gè)固定物標(biāo)相對(duì)于本船的方位和距離,,可在海圖上作出船位。由此可見,,雷達(dá)對(duì)于船舶在近岸海區(qū)或窄航道上安全航行發(fā)揮重要作用,,特別是在霧航中更加顯示它的重要性。但是,,由于受到雷達(dá)電波傳播的視距所限,,探測(cè)物標(biāo)的距離通常只有幾至幾十海里,不能用于遠(yuǎn)洋定位,。 GPS導(dǎo)航儀同時(shí)跟蹤3顆或4顆衛(wèi)星信號(hào),,測(cè)定到達(dá)衛(wèi)星的偽距,,通過導(dǎo)航儀內(nèi)部計(jì)算機(jī)解算,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí),、連續(xù),、全球、高精度定位,,可彌補(bǔ)雷達(dá)不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋定位以及定位不連續(xù),、定位操作工作量大等缺點(diǎn)。
2.2 導(dǎo)航功能
30m左右的中型引航船,??紤]到天津港冬季多大風(fēng),
錨地?zé)o遮蔽,,以及在海況好時(shí)的工作方便,,可考慮配置1艘不小于40m的大型子母引航船。天氣及海況不好時(shí),,可單獨(dú)執(zhí)行任務(wù),;海況好時(shí),可將其攜帶的2艘高速艇放下,,共同執(zhí)行任務(wù),。如子母船的設(shè)想不能成立,也可只配置1艘大型引航船,,另配置2艘高速艇,。 無論任何型號(hào)的引航船(艇),在設(shè)計(jì)上必須考慮到靠船的要求和引航員上,、下船的方便,。
3.3 對(duì)速度和操縱性能的要求 引航船在速度上不能低于16kn。 高速艇一般不能低于20kn,。 從操縱靈活的要求出發(fā),,采用可變螺距船;駕駛操縱系統(tǒng),,應(yīng)以方便1人操作為原則,;大型引航船,還應(yīng)加裝首側(cè)推器,。
3.4 要配置先進(jìn)的雷達(dá)及通信設(shè)備
另外,,船身應(yīng)為白色,并在明顯處標(biāo)注英文“引航(PILOT)”,。
以上僅是對(duì)引航船提出一些的初步設(shè)想,,根據(jù)規(guī)范化及國(guó)際大港口的要求來考慮,配置專用引航船是非常必要的,。
普通船用雷達(dá)要獲得航速,、航向航跡等航行數(shù)據(jù),,需通過幾次定位,由人工標(biāo)繪實(shí)現(xiàn),。自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀(ARPA)雖然自動(dòng)顯示上述數(shù)據(jù),,但存在跟蹤延遲和雷達(dá)、計(jì)程儀,、羅經(jīng)等傳感器引入的誤差,。另外,由于ARPA設(shè)備昂貴,,不能在所有的船上安裝,。 GPS導(dǎo)航儀采用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù),可實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示航速,,航向,,航跡偏差,風(fēng),、流壓差,,還具有設(shè)置航路點(diǎn)、計(jì)劃航線,、顯示到達(dá)航路點(diǎn)的距離,、時(shí)間等導(dǎo)航功能。
3 GPS的避碰功能
船用雷達(dá)測(cè)定海上運(yùn)動(dòng)物標(biāo)和靜止物標(biāo)的距離,、方位等相對(duì)參數(shù),,通過人工標(biāo)繪得到最近會(huì)遇距離(CPA)和到達(dá)最近會(huì)遇點(diǎn)的時(shí)間(TCPA)等避碰數(shù)據(jù),駕駛員根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)采取避讓措施,。但是,,有些物標(biāo)反射回波微弱,操作人員難以看清它們的回波圖像,,ARPA有可能對(duì)它們漏跟蹤或錯(cuò)誤跟蹤而不能提供避碰數(shù)據(jù),。在氣象條件惡劣時(shí),出現(xiàn)嚴(yán)重的海浪回波干擾或雨,、雪回波干擾,,上述丟失物標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)。對(duì)于未露出海面的暗礁,、沉船,、淺灘等潛在物標(biāo),雷達(dá)更是無能為力,。根據(jù)海圖和航海通告事先查出在航線附近水面危險(xiǎn)的小物標(biāo)和水下的潛在障礙物,把它們作為航路點(diǎn)在GPS導(dǎo)航儀中存貯,,并根據(jù)障礙物和船舶狀況設(shè)置報(bào)警范圍,。在航行中,,駕駛員可以隨時(shí)檢查這些物標(biāo)相對(duì)于本船的距離和方位。一旦船舶進(jìn)入所設(shè)定的報(bào)警范圍的邊界,,GPS導(dǎo)航儀立即發(fā)出報(bào)警,,駕駛員作出避讓措施。
4 GPS輔助雷達(dá)定位
雷達(dá)定位的難點(diǎn)是正確識(shí)別物標(biāo),,對(duì)于不大熟悉雷達(dá)觀測(cè)的駕駛員更是如此,。若用雷達(dá)觀測(cè)幾個(gè)比較接近的非獨(dú)立物標(biāo),由于物標(biāo)回波圖像邊緣擴(kuò)大,、失真等原因,,這些物標(biāo)的回波圖像難以清楚分開,因而觀測(cè)雷達(dá)圖像找不出與海圖所對(duì)應(yīng)的物標(biāo),,或把一物標(biāo)回波圖像錯(cuò)認(rèn)為另一物標(biāo)的回波圖像,,獲得錯(cuò)誤的雷達(dá)船位或造成不能允許的船位誤差。又由于在海圖上查找雷達(dá)回波反射點(diǎn)要耽誤時(shí)間,,因而定位是不連續(xù),、不實(shí)時(shí)的,獲取船位的時(shí)間滯后于實(shí)測(cè)船位的時(shí)間,。滯后時(shí)間的大,、小與觀測(cè)者對(duì)雷達(dá)觀測(cè)的熟練程度有關(guān)。
普通的GPS導(dǎo)航儀,,除了直接存貯任一位置的經(jīng),、緯度以外,還可輸入當(dāng)前位置到達(dá)雷達(dá)測(cè)量位置的距離,、方位,,計(jì)算并顯示物標(biāo)的所在位置的經(jīng)、緯度,。若把雷達(dá)測(cè)定的物標(biāo)的距離,、方位數(shù)據(jù)迅速輸入GPS導(dǎo)航儀,根據(jù)它顯示的經(jīng),、緯度數(shù)據(jù),,可迅速在海圖上找到對(duì)應(yīng)的物標(biāo),由此作出雷達(dá)船位,。用此方法取得的雷達(dá)船位比用常規(guī)法作得的船位準(zhǔn)確、可靠,,避免因識(shí)別反射物標(biāo)錯(cuò)誤而引起雷達(dá)船位錯(cuò)誤或偏差,,標(biāo)繪所用的時(shí)間也可明顯縮短。如果將雷達(dá)測(cè)定的距離和方位數(shù)據(jù)通過接口和控制裝置輸入GPS導(dǎo)航儀,導(dǎo)航儀就不需人工干預(yù)直接顯示相應(yīng)物標(biāo)所在位置的經(jīng),、緯度,。
5 錨位監(jiān)視功能
在船舶錨泊時(shí),船用雷達(dá)可通過測(cè)定陸標(biāo)的方位和距離監(jiān)視本船的錨位偏離狀況,,也可通過測(cè)定到達(dá)他船的方位和距離監(jiān)視他船的漂移狀況,,一旦發(fā)現(xiàn)本船和他船走錨,便可采取相應(yīng)的措施避免發(fā)生事故,。GPS的錨位監(jiān)視是以錨位點(diǎn)為中心,,輸入的設(shè)定距離為半徑,一旦天線所在位置超出此范圍,,即被認(rèn)為走錨而發(fā)出報(bào)警,。監(jiān)控半徑大、小的選擇要根據(jù)GPS導(dǎo)航儀的定位精度,、周圍環(huán)境及船舶狀況而定,。由于GPS具有較高的定位精度,可以減小設(shè)置監(jiān)控半徑,,提高監(jiān)控靈敏度。若采用DGPS可進(jìn)一步減小監(jiān)控半徑,,提高監(jiān)控靈敏度,。通常,GPS導(dǎo)航儀的最小設(shè)置監(jiān)控半徑為0.1n mile,。 雖然GPS不能監(jiān)視他船的錨移狀況,,但對(duì)本船的錨移監(jiān)視具有不需通過測(cè)定物標(biāo)定位,、監(jiān)視靈敏度高、快速實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn),。GPS與雷達(dá)相結(jié)合的錨位監(jiān)控手段,對(duì)防止大風(fēng)造成的損失可起到很大的作用,。
6 DGPS測(cè)定船用雷達(dá)測(cè)向,、測(cè)距誤差
7 GPS與雷達(dá)配合應(yīng)用需注意的問題
2. 海底雷達(dá)探測(cè)范圍
雷達(dá)探測(cè)范圍是雷達(dá)能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的空間范圍,。
影響范圍的因素
雷達(dá)性能,、陣地地形、氣象條件,、目標(biāo)的高度,、大小和反射特性
主要與雷達(dá)性能,、陣地地形、氣象條件,、目標(biāo)的高度,、大小和反射特性等因素有關(guān),。一般用不同方位的雷達(dá)作用距離與仰角之間的關(guān)系以曲線圖表示。是使用雷達(dá)遂行任務(wù)和部署雷達(dá)網(wǎng)的重要依據(jù),。
3. 對(duì)海探測(cè)雷達(dá)
目前,,在美國(guó)最先進(jìn)的雷達(dá)是海洋宏眼SBX-1海洋X波段。設(shè)置在海上,,美國(guó)雷達(dá)擺脫尷尬的情況,,陸基固定雷達(dá)不能移動(dòng)。固定式陸基雷達(dá)只能探測(cè)到其所覆蓋的空間,,這種海底大眼可以移動(dòng),,可以有效地補(bǔ)充這種情況。陸地雷達(dá)不能探測(cè)到距離,,其探測(cè)范圍大于5000公里,。
俄羅斯是僅次于美國(guó)的軍事強(qiáng)國(guó),。雖然近年來經(jīng)濟(jì)不景氣,,但全國(guó)GDP只相當(dāng)于廣東省的GDP,而瘦駱駝比馬大,。俄羅斯的軍事力量是世界上最好的蘇聯(lián)之一,,是超級(jí)大國(guó)。羅斯最先進(jìn)的雷達(dá)是沃羅涅茲-M超級(jí)雷達(dá),,俄羅斯共有三臺(tái)這樣的雷達(dá),,部署在俄羅斯,探測(cè)范圍可達(dá)6000公里,,可探測(cè)彈道導(dǎo)彈,。
目前,中國(guó)最先進(jìn)的相控陣?yán)走_(dá)采用與俄羅斯雷達(dá)相似的技術(shù),。它可以探測(cè)遠(yuǎn)距離高空目標(biāo)和低空高速飛行目標(biāo),。距離達(dá)到5500公里。與美國(guó)和俄羅斯相比,,我國(guó)雷達(dá)的成就并不遜色,。
4. 海洋探測(cè)雷達(dá)有哪些
節(jié)肢動(dòng)物是動(dòng)物中最大的一個(gè)門類,在已知的100多萬種動(dòng)物中,,它約占85%,。該門類動(dòng)物的身體分為頭、胸、腹三部分,,附肢分節(jié),,故名節(jié)肢動(dòng)物。在中國(guó)海共記錄節(jié)肢動(dòng)物4362種,,約占中國(guó)海全部海洋生物種的1/5,。鱟(音hòu)的長(zhǎng)相既像蝦又像蟹,人稱之為“馬蹄蟹”,,是一類與三葉蟲(現(xiàn)在只有化石)一樣古老的動(dòng)物,。
鱟的祖先出現(xiàn)在地質(zhì)歷史時(shí)期古生代的泥盆紀(jì),當(dāng)時(shí)恐龍尚未崛起,,原始魚類剛剛問世,,隨著時(shí)間的推移,與它同時(shí)代的動(dòng)物或者進(jìn)化,、或者滅絕,,而惟獨(dú)只有鱟從4億多年前問世至今仍保留其原始而古老的相貌,所以鱟有“活化石”之稱,。
每當(dāng)春夏季鱟的繁殖季節(jié),,雌雄一旦結(jié)為夫妻,便形影不離,,肥大的雌鱟常馱著瘦小的丈夫蹣跚而行,。
此時(shí)捉到一只鱟,提起來便是一對(duì),,故鱟享“海底鴛鴦”之美稱,。鱟有四只眼睛。頭胸甲前端有0.5毫米的兩只小眼睛,,小眼睛對(duì)紫外光最敏感,,說明這對(duì)眼睛只用來感知亮度。
在鱟的頭胸甲兩側(cè)有一對(duì)大復(fù)眼,,每只眼睛是由若干個(gè)小眼睛組成,。
人們發(fā)現(xiàn)鱟的復(fù)眼有一種側(cè)抑制現(xiàn)象,也就是能使物體的圖像更加清晰,,這一原理被應(yīng)用于電視和雷達(dá)系統(tǒng)中,,提高了電視成像的清晰度和雷達(dá)的顯示靈敏度。
為此,,這種億萬年默默無聞的古老動(dòng)物一躍而成為近代仿生學(xué)中一顆引人矚目的“明星”,。
鱟的血液中含有銅離子,它的血液是藍(lán)色的,。這種藍(lán)色血液的提取物——“鱟試劑”,,可以準(zhǔn)確,、快速地檢測(cè)人體內(nèi)部組織是否因細(xì)菌感染而致病,;在制藥和食品工業(yè)中,,可用它對(duì)毒素污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外,,鱟的肉,、卵均可食用。
在海邊潮間帶??勺サ揭环N頭胸甲好似京戲中關(guān)公臉譜的蟹,,名為關(guān)公蟹。
關(guān)公蟹常用足抓住石塊或樹葉,,把自己身體遮蓋住以便把自己巧妙地偽裝起來而避開敵害。蜘蛛蟹長(zhǎng)相丑陋,,為何在頭胸甲上或大螯上戴上幾朵艷麗的鮮花,?不,那不是花,,那是??追Q“海菊花”,。
蜘蛛蟹靠觸手上有毒的??麃肀Wo(hù)自己,以避敵害,,同時(shí)也可美化自己丑陋的身軀,。
有一種海綿動(dòng)物常附著在寄居蟹的貝殼上海綿長(zhǎng)滿貝殼,只留下殼口讓寄居蟹自由進(jìn)出寄居蟹便靠這海綿分泌的臭昧來御敵,。
背腹扁平,、全身披盔戴甲的蝦蛄,色彩斑斕,,十分好看,,長(zhǎng)著一對(duì)酷似螳螂的大螯,俗稱“螳螂蝦”,。
見到深夜在靜靜的海底觀察動(dòng)靜,、伺機(jī)捕食的蝦蛄,就會(huì)使人聯(lián)想起靜伏山崗,、只待一躍而起的獅虎,。
蝦蛄平時(shí)喜歡穴居于泥沙質(zhì)的淺海底,常只露出頭用來觀察敵情一旦獵物靠近便伸出雙鉗,,迅速出擊,,只聽“喀嚓”一聲便可將獵物一分為二,,顯示了蝦蛄兇狠、殘暴的面貌,。
它不僅善于“力擒”而且懂得“智取”,,它往往把自己的洞穴變成一個(gè)隱蔽的場(chǎng)所,甚至不辭勞苦,,從遠(yuǎn)處搬來沙,、石在自己居住的沙穴旁筑起幾條回旋的通道,一旦海底動(dòng)物闖進(jìn)猶如陷進(jìn)迷宮,,自投羅網(wǎng),。
蛙形蟹的外形像一只青蛙,常把自己掩埋在泥沙里,,只露出兩只眼睛觀察動(dòng)靜,,尋覓食物。
蝦蟹是節(jié)肢動(dòng)物的另一家族,,同屬于甲殼綱的十足目,。這類動(dòng)物與人類有著十分密切的關(guān)系,有些是主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖或捕撈對(duì)象,,其中尤以蝦,、龍蝦和蟹等,在我國(guó)海洋漁業(yè)捕獲物中產(chǎn)量相當(dāng)大,,特別是對(duì)蝦,、毛蝦、梭子蟹等,,營(yíng)養(yǎng)豐富,,產(chǎn)值很高,地位更為重要,。我國(guó)的蝦蟹種類非常多,,通過大量的調(diào)查研究,已發(fā)現(xiàn)的約有1000多種,,其中蝦類400多種,,蟹類600多種。對(duì)蝦是我國(guó)沿海的重要蝦類,,因它主要產(chǎn)于黃海,、渤海,是黃海,、渤海的海鮮特產(chǎn),,所以被人們視為“黃海、渤海的珍品”,。生活在我國(guó)南海的斑節(jié)對(duì)蝦,,大的個(gè)體一個(gè)就有0.5公斤重,。體長(zhǎng)達(dá)40厘米左右的龍蝦,個(gè)體通常重l公斤~1.5公斤,,大的可達(dá)3公斤~4公斤,,最大的可達(dá)5公斤堪稱“蝦中之王”。生活在我國(guó)海洋里的蟹的種類也特別多,,有肉細(xì)味美的梭子蟹,,有行走如飛的沙蟹,有能上樹的椰子蟹,,還有背甲溝紋似關(guān)公臉譜的關(guān)公蟹等等,。但是,蟹中之王卻是生活在日本海和白令海的高腳蟹,。高腳蟹的身體有30多厘米長(zhǎng),,一條腿就有1.5米左右,兩邊的腿伸直了差不多有4米,,體重約7公斤是世界上最大的蟹,。人們只知道蝦、蟹的肉味鮮美,,而對(duì)它的甲殼卻棄而不用,這是一種極大的浪費(fèi),。要知道,,從蝦、蟹的甲殼中能提取許多有用的東西,。例如,,用蝦、蟹的殼可以制成很好的紡織品漿料,,這種用“蝦皮蟹蓋”制成的漿料,,顏色鮮明,不易被水洗掉,,而且成本低,,可以節(jié)約大量面粉。此外,,還可以從富含幾丁質(zhì)的甲殼中提取用途廣泛的幾丁胺,,幾丁胺具有吸附作用,是凈化水質(zhì)的一種沉降吸咐劑,。幾丁胺還可以制成醫(yī)用手術(shù)縫合線,,這種縫合線具有不會(huì)感染,能夠被人體吸收而不用拆線等優(yōu)點(diǎn),。當(dāng)我們?cè)诤I漫步時(shí),,就會(huì)看到巖石上一簇簇灰白色,、有石灰質(zhì)外殼的小動(dòng)物,這些小動(dòng)物是節(jié)肢動(dòng)物大家族中又一分支,,叫藤壺,。藤壺的形狀有點(diǎn)像馬的牙齒,所以生活在海邊的人們常叫它“馬牙”,。藤壺不但附著在礁石上,,而且還能固著在船體上,任憑驚濤駭浪的打擊也沖刷不掉,。它們?yōu)槭裁茨芾卫蔚馗街趲r礁和船體上呢,?這是因?yàn)樘賶卦诿恳淮瓮懫ぶ螅鸵置谝蝗φ承缘奶賶爻跎z,,這種膠含有多種生化成分和極強(qiáng)的粘著力,。藤壺的這種奇特膠著力已引起人們的關(guān)注。一旦開發(fā)成功,,這種“藤壺”粘合劑,,將在水下?lián)岆U(xiǎn)補(bǔ)漏工作中大顯威力。
5. 海洋監(jiān)測(cè)雷達(dá)
中國(guó)的海洋監(jiān)視衛(wèi)星上面就有雷達(dá),。
6. 海面探測(cè)雷達(dá)
一部分被吸收了,,一部分被反射了比如預(yù)警機(jī)就會(huì)收到反射的雜波
一般測(cè)距的話有超聲波測(cè)距、雷達(dá)(電磁波)測(cè)距,、激光測(cè)距幾個(gè)方案,這幾種波從空氣發(fā)射到水面都會(huì)發(fā)生反射.如果測(cè)量的距離不長(zhǎng)的話,從成本和難易程度上說,超聲波測(cè)距是首選.
7. 雷達(dá)型海洋監(jiān)視衛(wèi)星
2015年,,中國(guó)成功發(fā)射了四顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,共完成了19次宇航發(fā)射,,長(zhǎng)征六號(hào),,長(zhǎng)征十一號(hào)新型運(yùn)載火箭成功首飛。
2016年,,完成22次宇航發(fā)射,,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室,神舟十一號(hào)載人飛船,,新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào),,合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星高分三號(hào),三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射,。
2017年,,完成17次宇航發(fā)射,通訊衛(wèi)星實(shí)踐十三號(hào),,慧眼衛(wèi)星發(fā)射,,天宮一號(hào)貨運(yùn)飛船的發(fā)射。
2018年,,完成38次宇航發(fā)射,,中法航天合作首顆衛(wèi)星中法海洋衛(wèi)星發(fā)射成功,。
2019年,完成32次宇航發(fā)射,,高分七號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功,。
2020年一2021年完成55次宇航發(fā)射。
2022年,,高分三號(hào)衛(wèi)星發(fā)射,,浦江二號(hào)和天鯤二號(hào)衛(wèi)星發(fā)射,銀河航天02批衛(wèi)星6顆衛(wèi)星發(fā)射成功,,一顆商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射成功,。
神舟十一號(hào)飛船航天員為景海鵬,陳冬,。
8. 海洋探測(cè)雷達(dá)原理
雷達(dá)避障的原理是什么,?
雷達(dá)號(hào)稱千里眼,能探測(cè)到數(shù)千公里遠(yuǎn)的目標(biāo),。
一般雷達(dá)是由天線,、接收機(jī)、發(fā)射機(jī),、波導(dǎo)管和顯示屏組成,。雷達(dá)的工作原理是通過發(fā)射機(jī)發(fā)射出高頻的無線電磁波,這些無線電磁波在遇到磁場(chǎng),、導(dǎo)電物或者其它反射波時(shí),,接收機(jī)就會(huì)收到反射過來的無線電電磁波,計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算出前方障礙物的距離,,并在雷達(dá)顯示屏上顯示出來,從而提前作出規(guī)避,。