雷達模擬器中的單片機應用.pdf

1、隨著雷達技術的發(fā)展,ARPA(Automatic Radar Plotting Aids自動雷達標繪儀)由于可以直接顯示目標船的航向、航速,同時可以直接得到目標船的DCPA和TCPA,因而得到了廣泛的應用.在航海船員培訓中,對雷達的培訓使用是一個重要的方面.航海雷達模擬器利用計算機仿真技術,模擬在能見度不良的情況下船舶的操縱和避碰,使學員應對復雜海況,做出正確的判斷.為此國際海事組織(IMO)通過了《STCW78/95公約》,特別強調了

2、海員的"適任性評估"的作用與要求,將雷達與ARPA培訓作為船舶駕駛員必須參加的強制性專業(yè)培訓項目,同時要求應用IMO認可的模擬器進行海運培訓和適任性評估,因而雷達模擬器的研究具有重要的意義.在目前的雷達模擬器上,進行雷達標繪通常都是采用手工幾何作圖的方法進行的,時間長,誤差大,而對于如何評價和確定被訓練者的成績,則必須有一個標準值即標準答案.目前的雷達模擬器上無法直接提供此標準值,造成評估的誤差.同時目前的雷達/ARPA上,只能求取DA

3、PA、TCPA等參數(shù),對于如何進行避碰時的改向、改速等問題,沒有明確的標示,無法給避碰決策提供太多幫助.該論文針對當前雷達模擬器標繪訓練中的不足,實現(xiàn)了利用單片機進行雷達模擬器標繪標準值的計算,主要成果有以下方面:首先,利用單片機計算得到了在預定點改變航向和改變航速的計算,求得預定點改向的新航向C<,N>和預定點變速的新速度V<,N>,恢復原航向和原航速的時機點的計算;在給定避碰的新航向、航速的條件下,計算出恢復原航向/航速的時機點H的

4、距離R<,H>和方位θ<,H>;目標船的六要素,即DCPA、TCPA、距離R(t)、方位θ(t)、真航速V<,T>和真航向C<,T>.其次,將初始數(shù)據和計算結果通過串口在單片機和計算機之間傳送,利用串口實現(xiàn)了和計算機的通信.由于數(shù)學解析的結果比較精確,可以將單片機計算的結果作為雷達模擬器訓練評估成績的準確值.同時現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,使船舶駕駛自動化逐漸成為現(xiàn)實,"無紙化"的人工標繪,即用計算機軟件模擬標繪的過程,在人機交互的界面下進行雷