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Ayuda automática para el trazado de radar

Un sistema ARPA/radar típico de a bordo.

Un radar marino con capacidad de ayuda automática al trazado de radar ( ARPA ) puede crear pistas utilizando contactos de radar. [1] El sistema puede calcular el curso, la velocidad y el punto de aproximación más cercano [2] (CPA) del objeto rastreado , sabiendo así si existe peligro de colisión con otro barco o masa de tierra.

El desarrollo del ARPA comenzó después de 1956, cuando el transatlántico italiano SS Andrea Doria chocó con el MS Stockholm en medio de una densa niebla y se hundió frente a la costa este de los Estados Unidos. Los radares ARPA comenzaron a surgir en la década de 1960, con el desarrollo de la microelectrónica . El primer ARPA disponible comercialmente se entregó al transatlántico de carga MV Taimyr en 1969 [3] y fue fabricado por Norcontrol  [no] , ahora parte de Kongsberg Gruppen . Los radares habilitados con ARPA ahora están disponibles incluso para yates pequeños.

Historia

La disponibilidad de microprocesadores de bajo coste y el desarrollo de tecnología informática avanzada durante los años 1970 y 1980 han hecho posible la aplicación de técnicas informáticas para mejorar los sistemas de radar marinos comerciales . Los fabricantes de radares utilizaron esta tecnología para crear las ayudas automáticas para el trazado de radares. Las ARPA son sistemas de procesamiento de datos de radar asistidos por ordenador que generan vectores predictivos y otra información sobre el movimiento de los barcos.

La Organización Marítima Internacional (OMI) ha establecido ciertas normas que modifican los requisitos del Convenio internacional para la seguridad de la vida humana en el mar en lo que respecta a la utilización de ayudas automáticas de radar adecuadas. La función principal de las ARPA se puede resumir en la declaración que se encuentra en las Normas de rendimiento de la OMI. En ella se establece un requisito de las ARPA: "mejorar el nivel de prevención de colisiones en el mar: reducir la carga de trabajo de los observadores permitiéndoles obtener información automáticamente de modo que puedan trabajar tan bien con múltiples objetivos como si estuvieran trazando manualmente un solo objetivo". Como podemos ver en esta declaración, las principales ventajas de las ARPA son una reducción de la carga de trabajo del personal del puente y una información más completa y rápida sobre los objetivos seleccionados.

Una función típica de ARPA ofrece una presentación de la situación actual y utiliza tecnología informática para predecir situaciones futuras. Un ARPA evalúa el riesgo de colisión y permite al operador ver las maniobras propuestas por su propio barco.

Si bien existen muchos modelos diferentes de ARPAs disponibles en el mercado, generalmente se ofrecen las siguientes funciones:

  1. Presentación de radar de movimiento verdadero o relativo.
  2. Adquisición automática de objetivos más adquisición manual.
  3. Lectura digital de objetivos adquiridos que proporciona rumbo, velocidad, alcance, rumbo, punto de aproximación más cercano (CPA) y tiempo hasta el CPA (TCPA).
  4. La capacidad de mostrar información de evaluación de colisión directamente en el Indicador de Posición del Plan (PPI), utilizando vectores (reales o relativos) o una pantalla gráfica de Área de Peligro Predicha (PAD).
  5. La capacidad de realizar maniobras de prueba, incluidos cambios de rumbo, cambios de velocidad y cambios combinados de rumbo y velocidad.
  6. Estabilización automática del terreno para fines de navegación. El ARPA procesa la información del radar mucho más rápidamente que el radar convencional, pero sigue estando sujeto a las mismas limitaciones. Los datos del ARPA son tan precisos como los datos que provienen de entradas como el giroscopio y el registro de velocidad.

ARPAs independientes e integrales

El desarrollo y diseño inicial de los ARPA eran unidades independientes, ya que estaban diseñados para ser un complemento de la unidad de radar convencional. Todas las funciones del ARPA se instalaban a bordo como una unidad independiente, pero era necesario interconectarlas con el equipo existente para obtener los datos básicos del radar. Los principales beneficios eran el ahorro de costes y tiempo para los barcos que ya estaban equipados con radar. Por supuesto, esta no era la situación ideal y, al final, el ARPA integral fue el que sustituyó a la unidad independiente.

La mayoría de los ARPA fabricados en el siglo XXI integran las características del ARPA con la pantalla del radar. El ARPA integrado moderno combina los datos del radar convencional con los sistemas de procesamiento de datos informáticos en una sola unidad. La principal ventaja operativa es que tanto los datos del radar como los del ARPA son fácilmente comparables.

Exhibiciones ARPA

Desde que se introdujo el radar hasta la actualidad, la imagen del radar se ha presentado en la pantalla de un tubo de rayos catódicos . Aunque el tubo de rayos catódicos ha conservado su función a lo largo de los años, la forma en que se presenta la imagen ha cambiado considerablemente. A partir de mediados de la década de 1980 aparecieron las primeras pantallas de barrido de trama . El indicador de posición del plano (PPI) de barrido radial fue reemplazado por un PPI de barrido de trama generado en una pantalla tipo televisión. Los equipos de radar ARPA integrados y los radares convencionales con una pantalla de barrido de trama reemplazarán gradualmente a los equipos de radar de barrido radial.

El desarrollo del radar marino comercial entró en una nueva fase en la década de 1980, cuando se introdujeron pantallas de escaneo rasterizado que cumplían con las normas de rendimiento de la OMI.

La imagen de radar de una pantalla sintética de barrido rasterizado se produce en una pantalla de televisión y está formada por un gran número de líneas horizontales que forman un patrón conocido como raster. Este tipo de pantalla es mucho más compleja que la pantalla sintética de barrido radial y requiere una gran cantidad de memoria. Hay una serie de ventajas para el operador de una pantalla de barrido rasterizado y al mismo tiempo también hay algunas deficiencias. La ventaja más obvia de una pantalla de barrido rasterizado es el brillo de la imagen. Esto permite al observador ver la pantalla en casi todas las condiciones de luz ambiental. De todos los beneficios que ofrece un radar de barrido rasterizado es esta capacidad la que ha asegurado su éxito. Otra diferencia entre las pantallas de barrido radial y de barrido rasterizado es que esta última tiene una pantalla rectangular. El tamaño de la pantalla se especifica por la longitud de la diagonal y el ancho y la altura de la pantalla con una relación aproximada de 4:3. Los tubos de televisión de barrido rasterizado tienen una vida útil mucho más larga que un tubo de rayos catódicos (CRT) de radar tradicional. Aunque los tubos son más baratos que sus homólogos, la complejidad del procesamiento de la señal los hace más caros en general.

PPI de escaneo de trama

Las normas de rendimiento de la OMI para radares permiten ofrecer una pantalla plana con un diámetro de pantalla efectivo de 180 mm, 250 mm o 340 mm, según el tonelaje bruto del buque. Una vez elegidos los parámetros de diámetro, el fabricante debe decidir cómo organizar la colocación de los datos numéricos digitales y los indicadores de estado de control. La pantalla de barrido de trama facilita a los ingenieros de diseño la forma en que se pueden escribir los datos auxiliares. La información de acimut se digitaliza a partir de la trama.

La trama cuando el propio barco maniobra

En condiciones normales, su ARPA hace todo automáticamente, pero aquí encontrará más información sobre cómo planificar realmente su barco. Cuando se decide (después de evaluar el plan inicial) que es necesario que el propio barco maniobre, es esencial determinar el efecto de esa maniobra antes de su ejecución y asegurarse de que dará como resultado una distancia de adelantamiento segura. Una vez que se haya completado la maniobra, se debe continuar con el plan para asegurarse de que la maniobra esté teniendo el efecto deseado.

La trama cuando el propio barco altera el rumbo solamente

Debido al tiempo que tarda un cambio de velocidad en tener algún efecto sobre la línea de movimiento aparente, el navegante con frecuencia seleccionará un cambio de rumbo si con ello logrará una distancia de adelantamiento satisfactoria.

Esto tiene algunas ventajas distintivas:

  1. Su efecto es rápido.
  2. El buque conserva la dirección.
  3. El encuentro podrá solucionarse más rápidamente.
  4. Es más probable que se detecte si el otro barco está conspirando.

Ejemplo. Con el barco propio gobernando 000° a una velocidad de 12 nudos, se observa un eco como el siguiente:

  1. 0923 el eco marca 037° (T) a 9,5 millas náuticas
  2. 0929 el eco marca 036° (T) a 8,0 millas náuticas
  3. 0935 el eco marca 034° (T) a 6,5 ​​millas náuticas

A las 09.35 se pretende cambiar el rumbo 60° a estribor (suponemos que esto será instantáneo).

  1. Predecir el nuevo CPA y TCPA
  2. Predecir el nuevo CPA y TCPA si la maniobra se retrasa hasta las 0941.
  3. Predecir el alcance y el rumbo del eco a las 0935, si la maniobra (instantánea) se realiza a las 0941.

Véase también

Referencias

  1. ^ La definición del diccionario de contacto en Wikcionario
  2. ^ La definición del diccionario de punto de aproximación más cercano en Wikcionario
  3. ^ "Historia marítima de Kongsberg". Marítimo de Kongsberg . Consultado el 28 de marzo de 2009 .
  1. ^ BOLE, A., DINELEY, B., WALL, A., Manual de radar y Arpa. Oxford, Elsevier, 2005, pág. 312.