雷達(dá)模擬器中的單片機(jī)應(yīng)用.pdf

1、隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展,ARPA(Automatic Radar Plotting Aids自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀)由于可以直接顯示目標(biāo)船的航向、航速,同時(shí)可以直接得到目標(biāo)船的DCPA和TCPA,因而得到了廣泛的應(yīng)用.在航海船員培訓(xùn)中,對(duì)雷達(dá)的培訓(xùn)使用是一個(gè)重要的方面.航海雷達(dá)模擬器利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),模擬在能見(jiàn)度不良的情況下船舶的操縱和避碰,使學(xué)員應(yīng)對(duì)復(fù)雜海況,做出正確的判斷.為此國(guó)際海事組織(IMO)通過(guò)了《STCW78/95公約》,特別強(qiáng)調(diào)了

2、海員的"適任性評(píng)估"的作用與要求,將雷達(dá)與ARPA培訓(xùn)作為船舶駕駛員必須參加的強(qiáng)制性專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)項(xiàng)目,同時(shí)要求應(yīng)用IMO認(rèn)可的模擬器進(jìn)行海運(yùn)培訓(xùn)和適任性評(píng)估,因而雷達(dá)模擬器的研究具有重要的意義.在目前的雷達(dá)模擬器上,進(jìn)行雷達(dá)標(biāo)繪通常都是采用手工幾何作圖的方法進(jìn)行的,時(shí)間長(zhǎng),誤差大,而對(duì)于如何評(píng)價(jià)和確定被訓(xùn)練者的成績(jī),則必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值即標(biāo)準(zhǔn)答案.目前的雷達(dá)模擬器上無(wú)法直接提供此標(biāo)準(zhǔn)值,造成評(píng)估的誤差.同時(shí)目前的雷達(dá)/ARPA上,只能求取DA

3、PA、TCPA等參數(shù),對(duì)于如何進(jìn)行避碰時(shí)的改向、改速等問(wèn)題,沒(méi)有明確的標(biāo)示,無(wú)法給避碰決策提供太多幫助.該論文針對(duì)當(dāng)前雷達(dá)模擬器標(biāo)繪訓(xùn)練中的不足,實(shí)現(xiàn)了利用單片機(jī)進(jìn)行雷達(dá)模擬器標(biāo)繪標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算,主要成果有以下方面:首先,利用單片機(jī)計(jì)算得到了在預(yù)定點(diǎn)改變航向和改變航速的計(jì)算,求得預(yù)定點(diǎn)改向的新航向C<,N>和預(yù)定點(diǎn)變速的新速度V<,N>,恢復(fù)原航向和原航速的時(shí)機(jī)點(diǎn)的計(jì)算;在給定避碰的新航向、航速的條件下,計(jì)算出恢復(fù)原航向/航速的時(shí)機(jī)點(diǎn)H的

4、距離R<,H>和方位θ<,H>;目標(biāo)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(jù)和計(jì)算結(jié)果通過(guò)串口在單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間傳送,利用串口實(shí)現(xiàn)了和計(jì)算機(jī)的通信.由于數(shù)學(xué)解析的結(jié)果比較精確,可以將單片機(jī)計(jì)算的結(jié)果作為雷達(dá)模擬器訓(xùn)練評(píng)估成績(jī)的準(zhǔn)確值.同時(shí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使船舶駕駛自動(dòng)化逐漸成為現(xiàn)實(shí),"無(wú)紙化"的人工標(biāo)繪,即用計(jì)算機(jī)軟件模擬標(biāo)繪的過(guò)程,在人機(jī)交互的界面下進(jìn)行雷