Câu hỏi ôn thi tốt nghiệp môn máy vô tuyến điện hàng hải

CÂU HỎI THI TỐT NGHIỆP MÔN MÁY VTĐ HÀNG HẢI (dành cho câu 3) Câu 1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS Nguyên lý xác định vị trí, cấu tạo và hoạt động của hệ thống? Cấu tạo và hoạt động của hệ thống GPS Hệ thống GPS bao gồm 3 khâu chính vệ tinh, hệ thống điều khiển và người sử dụng Khâu vệ tinh 24 vệ tinh được sắp xếp trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 550 so với mặt xích đạo có cao độ danh nghĩa là 20,183 Km Chu kỳ một ngày bay được 2 vòng quanh Trái Đất Mỗi vệ tinh phát ra 2 tần số vô tuyến phục vụ m.

CÂU HỎI THI TỐT NGHIỆP MÔN MÁY VTĐ HÀNG HẢI

(dành cho câu 3) Câu 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS: Nguyên lý xác định vị trí, cấu tạo và hoạt động của hệ thống?

- Cấu tạo và hoạt động của hệ thống GPS:

Hệ thống GPS bao gồm 3 khâu chính: vệ tinh, hệ thống điều khiển và người sử dụng

Các tần số sóng mang được điều biến bởi 2 mã ngẫu giả nhiên và một thông điệp dẫnhướng đường đi Các tần số sóng mang và công việc điều biến được điều khiển bởi những đồng

hồ nguyên tử đặt trên vệ tinh

Khâu điều khiển:

Giám sát hoạt động của các vệ tinh

- 1 trạm điều khiển chính tại trung tâm điều hành không gian thống nhất tại Colorado Spring, tiểubang Colorado Hoa Kỳ

- 4 trạm giám sát (monitor): Diego Grarreia, Đảo Ascension, Kwajalein và Hawaii

- Mục đích của khâu điều khiển là hiển thị sự hoạt động của các vệ tinh, xác định quỹ đạo củachúng, xử lý các đồng hồ nguyên tử, truyền các thông điệp cần phổ biến lên các vệ tinh

Khâu sử dụng:

Mục đích sử dụng cho cả quân sự và dân sự

Các máy thu riêng biệt được trang bị máy tính điện tử theo dõi các

mã hoặc phase của các sóng mang và trong hầu hết các trường hợp điều tiếp nhận các thông điệp phát tin ( broadcast message) từ

vệ tinh

Bằng cách so hàng tín hiệu từ vệ tinh tới bản sao của mã phát đượcghi trong máy thu, người ta có thể xác định được 3 giá trị tọa độ địa tâm của máy thu Đối với các công tác trắc địa chính xác, người ta còn

đo và ghi nhớ phase tần số của mã hoặc sóng mang để xử lý về sau

- Nguyên lý xác định vị trí của hệ thống:

- Giả sử rằng vị trí vệ tinh đã biết Đồng hồ điện tử của vệ tinh và người quan sát đồng bộ vớinhau Vệ tinh phát tín hiệu và người sử dụng nhận được tín hiệu t giây sau đó

- Như vậy quãng đường đi được là D = C.t

Do đó vị trí người quan sát ở trên một mặt cầu có bán kính R = C.t, tâm là vị trí vệ tinh vàothời điểm phát tín hiệu Giao của mặt này với mặt đất là một đường tròn có tâm là giao củađường nối tâm trái đất với vệ tinh và bề mặt trái đất

Thực hiện đồng thời như thế với một vệ tinh thứ hai nó cho ta một đường tròn vị trínữa (hình 11)

- Hai đường này sẽ giao nhau tại hai giao điểm, trong đó có vị tríngười quan sát Thường hai điểm này thường rất xa nhau nên dễdàng xác định được vị trí người quan sát dựa vào vị trí dự đoán.

- Như vậy với hai vệ tinh là đủ để xác định kinh vĩ độ Tuy nhiên thực

tế lại có một giá trị chưa biết khác đó chính là sai số giữađồng hồ của người quan sát với đồng hồ vệ tinh Do đó đòihỏi phải sử dụng 3 phương trình khoảng cách tới vệ tinh

- Ngoài ra đối với ngành hàng không còn phải xét độ cao so với mặtđất (ở tàu độ cao so với mặt biển luôn xác định

được) nên cần có ít nhất 4 vệ tinh

- Nhằm đạt độ chính xác cao, vị trí hình học của vệ tinh phải sao cho các đường vị trí cắt nhau tạo góc càng gần 900 càng tốt

Như vậy, để xác định vị trí, có 3 vấn đề chính cần phải giải quyết:

1) Xác định vị trí vệ tinh

2) Xác định khoảng cách chính xác từ máy thu đến vệ tinh

3) Xác định tọa độ người quan sát.

[Xác định vị trí vệ tinh :

Như đã nói ở trên, vị trí người quan sát có thể xác định bằng khoảng cách tới 4 vệ tinh khi biết vị trí các vệ tinh

đó vào thời điểm phát tín hiệu.

Ngược lại với 4 trạm quan sát có vị trí đã biết khi nhận được tín hiệu phát đi từ một vệ tinh sẽ xác định được vị trí của vệ tinh lúc phát Trạm điều khiển có thể tính toán dựa vào lịch “thiên văn” của vệ tinh và dự đoán vị trí của nó ở bất kỳ thời điểm nào trong nhiều vòng quỹ đạo sau đó.

Từng trạm quan sát sẽ xác định thời điểm đến của tất cả các tín hiệu vệ tinh nhận được và truyền thông tin này (dựa trên đồng hồ trạm theo dõi-in GPS time) đến trạm điều khiển Không chỉ xác định vị trí vệ tinh trong không gian 3 chiều mà cả thời điểm các tín hiệu rời vệ tinh Căn cứ trên các số liệu này, vị trí tương lai mới của vệ tinh, sai số đồng

hồ mới được xác định và các trạm phát dẫn động phát trở lại đến các vệ tinh Vệ tinh sẽ lưu lại thông tin này trong bộ nhớ của nó rồi phát đến người sử dụng ở những khoảng thời gian đều đặn.

Với độ cao 20,200 km các trạm theo dõi có thể thu được tín hiệu vệ tinh trong một thời gian dài ở mỗi vòng quỹ đạo Nhờ đó trạm điều khiển đủ khả năng quan sát và sát định lịch trình cho từng vệ tinh

Phương trình khoảng cách

tsv (theo GPS time) là tthời điểm vệ tinh phát tín hiệu tại thời điểm mà người sử dụng đã biết Giá trị hiệu chỉnh cho tsv được từng vệ tinh phát đến người sử dụng

tu là thời điểm đến của tín hiệu trên đồng hồ người sử dụng.

Nếu đồng hồ của vệ tinh và người sử dụng đồng bộ, khoảng cách lan truyền của tín hiệu sẽ là

C (tu - tsv).

Tuy nhiên có 1 độ lệch chưa biết của đồng hồ của người sử dụng so với đồng hồ vệ tinh đặt là tbias Như vậy thời gian truyền của tín hiệu là :

∆t = tu – tsv + tbias

Và khoảng cách giữa vệ tinh với người sử dụng là :

D = C.∆t = C(tu - tsv) + C.tbias (phương trình khoảng cách)

Trong công thức: C( tu -t sv ) gọi là khoảng cách giả

Khoảng cách không đổi C.tbias phải được thêm vào khoảng cách giả để bù cho sai khác giữa các đồng hồ (tbias = const).

Hiệu chỉnh cho thời điểm phát tín hiệu tsv:

Vệ tinh phát tín hiệu tại thời điểm tsv theo đồng hồ của mình Tuy nhiên thời điểm này có thể tăng hay giảm một lượng ∆tsv so với giờ chuẩn GPS được xác định bởi trạm điều khiển, và đồng phát cho từng vệ tinh riêng lẻ, rồi vệ tinh phát đến người sử dụng Máy thu của người sử dụng sẽ hiệu chỉnh giá trị này trong quá trình sau đó Với sai số là 1

nanogiây (1 nanosecond=10 -9 s) của tsv sẽ sinh ra sai số khoảng cách D = C.t = 3.10 8 10 -9 = 0,3m.

Như vậy việc xác định khoảng cách đến vệ tinh của máy thu GPS chính là việc xác định thời điểm điểm đến

của tín hiệu từ vệ tinh Nguyên tắc xác định thời điểm đến của tín hiệu được trình bày ở nội dung “Tín hiệu vệ tinh và

mã hóa tín hiệu”.]

Xác định vị trí người quan sát

Lập một hệ trục tọa độ vuông góc có gốc trùng tâm trái đất

Mặt phẳng tọa độ (x-y) º mặt phẳng xích đạo, trục x nằm trong mặt phẳng kinh tuyến Greenwich

Ta biết rằng với 2 điểm bất kỳ P1(x1, y1, z1), P1(x2, y2, z2)

P1 P2 được xác định bởi công thức :

Nếu coi trái đất là một mặt cầu bán kính R, thì phương trình mặt cầu là:

Khi đó chỉ còn có 3 ẩn, tức chỉ cần 3 phương trìng trình và 3 vệ tinh là đủ xác định vị trí người quan sát Nếu người quan sát có đồng hồ nguyên tử có khả năng xác định tbias thì chỉ cần 2 vệ tinh là đủ để định vị Điều này cho phép GPS có thể được sử dụng để định vị khi mà số lượng vệ tinh còn hạn chế

Câu 2: Vi phân GPS: Khái quát chung, cấu tạo và hoạt động của hệ thống? Khai thác Vi phân GPS trong hàng hải?

- Khái niệm về hệ thống DGPS:

có t a ọ độ chính xác DGPS có th c i thi n ể ả ệ độ chính xác t 15m c a tín hi u GPS bình th ừ ủ ệ ườ ng xu ng ố đế n 10cm trong i u ki n th nghi m t t nh t đ ề ệ ử ệ ố ấ

- Nguyên lý hoạt động

2.4.1 Cơ sở lý thuyết:

Vị trí dự đoán của vệ tinh sẽ có sai sót nhất định trong không gian ba chiều ,dẫn tới sai số

trong vị trí của người sử dụng

Nếu có một người sử dụng thứ hai ở khoảng cách nằm trong trạm vi phân GPS cũng sẽ chịusai số gần giống như thế Đó là do độ cao vệ tinh 20,200 km lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách

100 km giữa 2 người sử dụng, đường truyền tín hiệu từ vệ tinh tới người sử dụng sẽ gần như nhaunên sóng vô tuyến gần như chịu cùng sự khúc xạ của tầng Ion

Trường hợp kinh, vĩ độ và độ cao của trạm vi phân GPS đã biết chính xác tổng sai số trên cáchướng, khi đó có thể xác định với độ chính xác của trạm và vị trí tính toán từ việc thu tín hiệu của vệtinh để đưa ra 1 giá trị hiệu chỉnh Các trạm vi phân GPS không chỉ tính toán độ chênh lệch giữa vịtrí đo đạc và vị trí thật, mà còn tính số hiệu chỉnh đối với khoảng cách giả Số hiệu chỉnh vị trí hoặckhoảng cách giả

Vi phân GPS rất linh goạt khi yêu cầu định vị với độ chính xác cao, chẳng hạn hàng hải trong cảng, trên sông

và trong luồng hẹp, hoặc định vị dàn khoan dầu, khảo sát đo đạc và hải dương học, đi lại trên đất liền cũng như hạ cánh máy bay.

Bên cạnh độ chính xác định vị cao hơn, GPS vị phân còn nâng cao độ tin cậy hàng hải Nó đảm bảo với người

sử dụng tất cả các tín hiệu dùng để định vị và được kiểm tra và hiệu chỉnh Tính toàn vẹn của hệ thống được nâng cao bởi vì khi có một vài sai sót trong hiệu chỉnh vệ tinh và số hiệu chỉnh đồng hồ thì ngay tức khắc trạm GPS vi phân sẽ báo động và thông báo sai lệch.

2.4.2 Các phương pháp vi phân GPS:

 Trạm chỉ dẫn phát số hiệu chỉnh đối với khoảng cách giả:

Máy thu trong trạm chỉ dẫn đo khoảng cách giả tới tất cả các vệ tinh quan sát được (thườngxuyên là 7 vệ tinh) và tính toán hiệu số giữa khoảng cách tính toán và khoảng cách đo đạc Số hiệukhoảng cách giả đối với từng vệ tinh và được phát truyền đến người sử dụng Cần lưu ý rằng khoảngcách giả cũng được hiệu chỉnh thêm

Nhược điểm: đòi hỏi số lượng lớn phần mềm trong máy thu Như vậy giá thành máy thu sẽ cao hơn

Với quan điểm chuẩn hóa quốc tế GPS vi phân, Hội đồng vô tuyến Bắc Mỹ phục vụ hàng hải(RTCM) đã lập một ủy ban vào tháng 11/83 Ủy ban đó gọi là “Ủy ban đặc biệt 104 về NAVSTAR viphân/phục vụ GPS” với điều khoản hướng dẫn triển khai vi phân GPS, dữ kiện, tần số ủy ban lựachọn phương pháp thứ nhất coi đó là điều tiêu chuẩn của các trạm vi phân GPS tương lai

Tuy nhiên, trước khi vi phân GPS sử dụng rộng rãi trong hàng hải, vấn đề cấp bách là sử dụng viphân GPS ngay trong những vùng mật độ giao thông dày đặc, những nơi có nhiều chướng ngại nguyhiểm, kể cả những vùng dầu mỏ tập trung hoặc những nơi đang thăm dò dầu khí

 Vệ tinh giả (trạm mẫu chuẩn vi phân)

Trạm mẫu chuẩn vi phân là dạng đặc biệt của vi phân GPS Giống như vi phân GPS nó bao gồm

1 máy thu và 1 máy phát đặt ở vị trí đã định Trạm mẫu chuẩn tính toán tất cả các khoảng cách giảđến các vệ tinh quan sát được Tín hiệu vi phân GPS bao gồm số hiệu chỉnh khoảng cách giả đo đạc.Các trạm mẩu chuẩn vi phân phát số hiệu chỉnh ở tần số L1 giống như vệ tinh phát Do đó nó có têngọi là trạm mẫu chuẩn (Psendolites) hoặc vệ tinh giả (Psendo satellite)

Hệ thống trạm mẫu chuẫn vi phân phát 1 tín hiệu tương hợp với vệ tinh nghĩa là trên cùng 1 tần

số Như vậy không cần phải bổ sung phần mềm để lựa chọn và nhận dạng thông tin (vệ tinh giả).Tín hiệu của trạm mẫu chuẩn vi phân bị giới hạn bởi đường nhìn thấy gần 80Km trên bề mặt tráiđất Yêu cầu nghiêm ngặt đối với khả năng máy thu để điều khiển tín hiệu theo những công suấtkhác nhau Tín hiệu của trạm mẫu chuẩn thường có công suất lớn hơn tín hiệu vệ tinh

Thông qua việc ứng dụng các trạm mẫu chuẩn vi phân GPS trong hàng không – nó càng hấp dẫnđối với hàng hải Vấn đề thời sự hàng chục năm nay trong hàng hải là nâng cao độ chính xác vị tríxác định trong cảng, vùng hẹp vùng mật độ tàu qua lại nhiều

Từ trước tới nay chưa hệ thống hàng hải nào đáp ứng một cách trọn vẹn Duy có hệ thống định vịtoàn cầu với vi phân GPS hoặc hệ thống trạm mẫu chuẩn vi phân hỏa mãn một cách triệt để các yêucầu dẫn tàu trong vùng hẹp, ven bờ

*Ưu điểm:

Tín hiệu của trạm vi phân chuẩn được đồng bộ chính xác với thời gian chuẩn iPS và người sửdụng có thể nhập được số đọc khoảng cách giả bổ sung bằng cách sử dụng trạm vi phân chuẩn thaythế vệ tinh Tính nhân tạo này làm tăng vùng bao phủ của vệ tinh và tăng đặc tính hình học hàng hải.Như thế hàng hải chính xác có thể thực hiện ngay trong trường hợp vùng bao phủ bị giảm

- Chỉ cần 3 vệ tinh để xác định vị trí hàng hải

- Tiết kiệm được 1 máy thu bổ sung để nhận số hiệu chỉnh vi phân từ trạm chỉ dẫn Như vậyphương án trạm mẫu chuẩn vi phân có giá thành rẻ hơn so với phương án khác của GPS vi phân

- Khai thác máy trong chế độ DGPS ở máy cụ thể

Câu 3: Anh hãy trình báy tổng quan về hệ thống AIS

- Khái quát chung về hệ thống AIS

- Các thông số kỹ thuật chính của hệ thống AIS:

- Cấu tạo của một trạm AIS trên tàu

Các bộ phận chính của AIS

 Anten

 Một máy phát VHF

 Hai máy thu VHF đa kênh

 Một máy thu VHF kênh 70 để quản lý knh

 Một bộ xử lý trung tâm (CPU)

 Một máy thu hệ thống xác định vị trí điện tử, GNSS để xác định thời gian…

 Giao diện cho thiết bị đo hướng, đo tốc độ và các cảm biến khác của tàu

 Giao diện cho RADAR/ARPA, hải đồ điện tử và hệ thống hiển thị hải đồ điện tử

và thông tin (ECD/ECDIS) và hệ thống hng hải tích hợp (INS)

 Bộ thử kết nối BIIT

 Thiết bị hiển thị tối thiểu và thiết bị nhập dữ liệu

Kết nối hệ thống AIS

- Kết nối với một màn chỉ báo phụ ngoại vi (màn hình đồ hoạ loại lớn, rađa, hải đồ điện tử)

- Kết nối với một thiết bị hàng hải xách tay ngoại vi do hoa tiêu mang lên tàu, hiển thị các mục tiêu cần thiết cho công tác hoa tiêu

- Kết nối với thiết bị ngoại vi liên lạc tầm xa (nhờ AIS có giao diện hai chiều để kết nối)

Phân loại thiết bị AIS:

Theo khuyến cáo ITU:

o Loại A: thoả mãn đầy đủ các yêu cầu của IMO

o Loại B: loại bỏ bớt các chức năng không cần thiết nhằm hạ giá thành sản xuất Loại Bcũng gần giống như loại A trừ các thơng tin sau đây không cần phát đi:

• Tần suất phát báo thấp

• Không phát số hiệu IMO, hô hiệu, trạng th á i h à ng hải , tốc độ quay tàu, mớn

nước tàu, ETA, cảng tới,

• Chỉ thu nhận mà không phát bản tin an tòan

• Không phát Các dữ liệu trao đổi giữa các trạm AIS với nhau

Thông tin AIS

Thông tin mà thiết bị AIS của tàu phát đi có thể chia làm 3 loại khác nhau như sau:

- Các thông tin cố định (tĩnh), chúng được cài đặt vào máy sau khi lắp ráp máy lên tàu, chỉ thay đổi khi đổi tên tàu, hoặc tàu trải qua sự hoán cải rất lớn

- Thông tin động, ngoại trừ thông tin về trạng thái hàng hải , các thông tin này được tự động cập nhật thông qua các bộ cảm biến nối với AIS

- Thông tin có liên quan đến hành trình được đưa vào thiết bị bằng tay và cập nhật cững bằng tay suốt hành trình

2. Thời gian tương ứng với vị trí theo giờ UTC

3. Hướng đi qua đất (COG)

4. Tốc độ qua đất (SOG)

5. Hướng mũi

6. Trạng thái hành hải: thông tin về trạng thái hàng hải do SQTC cài đặt vào máy bằng tay

và thay đổi khi cần, ví dụ:

ix. Đang chạy bằng buồmTrong thực tế, vì tất cả những vấn đề kể trên đều có liên quan đến COLREGs, cho nên bất cứ sự thay đổi nào cũng phải đồng thời thay đổi đèn và dấu hiệu tương ứng

7. Tốc độ quay trở (ROT): cập nhật tự động từ bộ cảm biến ROT của tàu hoặc từ la bàn con quay

Liên quan đến hành trình

1. Mớn nứớc của tàu: cài đặt bằng tay khi hành trình bắt đầu, sử dụng mớn nước cực đại

và thay đổi khi cần (chẳng hạn mớn nước bơm bỏ ballast trước khi vô cảng)

2. Cảng tới và ETA

3. Kế hoạch chạy tàu (các điểm hẹn)

Các bản tin ngắn liên quan đến an toàn

Cài đặt bằng tay các bản tin ngắn theo mẫu tự do nhằm tới một địa chỉ riêng biệt (MMSI) hoặc phát cho tất cả các tàu và các trạm bờ

Tần suất phát thông tin

Các dữ liệu được gửi đi một cách tự động theo các tần suất cập nhật khác nhau:

- Các thông tin động phụ thuộc vào sự biến đổi của tốc độ và hướng đi

- Các dữ liệu tĩnh và các dữ liệu liên quan đến hành trình phát 6 phút một lần hoặc theo yêu cầu (Thiết bị AIS tự động phản hồi không cần hành động của người sử dụng)

Loại tàu Giãng cách thời gian phát báo

tổng quát

Tàu chạy 0-14 knots và đang đổi

Tàu chạy 14-24 knots và đang đổi

Tàu chạy > 23 knots và đang đổi

Điều này cải tiến chất lƣợng thông tin cho sĩ quan trực ca (SQTC) trên buồng lái và cho các trạm kiểm soát trên bờ Không những chất lượnng thông tin đượcc cải tiến mà số lượnng thông tin cũng tăng lên rất phong phú

*Nhược điểm:

- SQTC phải làm việc nhiều với AIS nghĩa là phải cung cấp thông tin cho các tàu khác đồng thời cũng thu nhận liên tục thông tin từ tàu khác

Điều này dẫn đến việc thiếu cập nhập thông, cập nhập sai, ảnh hưởng độ tin cậy

- Những lưu ý khi sử dụng AIS:

- Không phải tất cả các tàu đều có lắp AIS, ngay cả những tàu có lắp thiết bị AIS theo quy định bắt buộc cũng có thể đang tắt máy

- Không quá tin tưởng vào AIS

- Sĩ quan phải chịu trách nhiệm cho những thông tin mình đã cập nhập

- Có thể tắt AIS nếu thuyền trường cảm thấy cần thiết, ảnh hưởng an ninh, an toàn của tàu (cướp biển) Phải ghi lại nhật ký và bật thiết bị sau khi nguy hiểm qua đi

- Kiểm tra các dữ liệu đầu vào cho máy (GPS, la bàn, máy đo tốc độ…)

Câu 5: Nguyên lý hoạt động của Radar hàng hải: Sơ đồ khối nguyên lý của Radar, nguyên lý

đo khoảng cách và nguyên lý đo góc của Radar?

- Vẽ sơ đồ khối, thuyết minh nguyên lý hoạt động của RADAR hàng hải:

- Diễn giải:

- máy phát tạo ra 1 xung điện

từ siêu cao tần, qua chuyển mạch, tới anten, bức xạ vào không gian

- Xung radio gặp mục tiêu phản xạ trở về, qua mạch vào máy thu, qua bộ khuếch đại và sửa đổi tín hiệu cho ta tín hiệu quan sát được trên màn hình.

- Trình bày nguyên lý đo khoảng cách:

Radar phát xung radio bắt đầu từ anten lan truyền vào không gian thám sát mục tiêu đồng thời điểmsáng (trên tia quét) cũng chạy từ tâm ra biên màn ảnh Khi xung gặp mục tiêu phản xạ trở về thì điểm sángcũng chạy được 1 khoảng trên bán kính của màn ảnh tương ứng tỉ lệ với khoảng cách ngoài thực tế Tạiđiểm đó, điểm sáng sẽ sáng hơn lên do có tín hiệu của mục tiêu đưa vào cathode của ống phóng tia điện tử.Như vậy sóng phản xạ từ mục tiêu về sẽ gây 1 vùng sáng trên màn hình có hình dáng, kích thước phụ thuộchình dáng, kích thước của mục tiêu

Do đó chỉ cần nhìn vị trí vùng sáng trên màn ảnh là có thể xác định được khoảng cách thực tế củamục tiêu ngoài thực địa Mục tiêu ở xa thì đốm sáng ở gần biên màn ảnh, ngược lại mục tiêu ở gần thì đốmsáng ở gần tâm nàn ảnh (vị trí tàu ta) Độ sáng của ảnh phụ thuộc mức độ phản xạ của mục tiêu

Nếu gọi t là khoảng thời gian từ khi phát xung và cho đến khi thu được sóng phản xạ từ mục tiêu trở

về radar, thì khoảng cách từ anten tới mục tiêu sẽ là:

2

* t C

D= trong đó: - D: khoảng cách từ radar đến mục tiêu.- t: thời gian truyền sóng

- C: vận tốc truyền sóng trong môi trường

2

* =

= trong đó: d:khoảng cách từ tâm đến vị trí điểm sáng trên màn hình v: tốc độ dịch chuyển của điểm sáng trên màn hình.

Như vậy muốn đo khoảng cách từ tàu ta tới mục tiêu thì chỉ cần đo khoảng cách từ tâm màn hình tớiảnh mục tiêu qua cơ cấu biến đổi tỉ lệ

rC

D2

Nghĩa là ở thang tầm xa khác nhau thì tốc độ tia quét cũng khác nhau.

Minh họa điều trên như sau: giả sử có 2 mục tiêu 1 & 2 cùng nằm trên 1 đường phương vị so với tàu

ta Khi đó các mục tiêu 1 & 2 sẽ có ảnh tương ứng là I & II trên cùng đường phương vị trên màn hình Các khoảng cách d 1 & d 2 của I & II so với tâm màn hình tỉ lệ với khoảng cách D 1 & D 2 của các mục tiêu 1 & 2 so với radar trong thực tế.

- Trình bày nguyên lý đo góc

- Người ta thiết kế sao cho anten quay và phát sóng vào không gian thám sát mục tiêu, và tia quét trênmàn ảnh chúng quay đồng pha và đồng bộ với nhau, nghĩa là anten và tia quét có cùng tốc độ quay,

và khi búp phát trùng mặt phẳng trục dọc tàu thì tia quét chỉ đúng hướng 00 trên mặt chỉ báo

- Radar phải cùng lúc bao quát được cả khu vực quanh tàu, và đảm bảo phân biệt được từng mục tiêu

ở các hướng khác nhau khi chúng không nằm dính vào nhau để thực hiện điều này, người ta thiết kếsao cho anten quay tròn 3600 và có tính định hướng sóng phát: anten radar bức xạ sóng điện từ vàokhông gian có giản đồ phát hình búp (gọi là búp phát radar)

- Đặc trưng của búp phát là góc mở ngang α n và góc mở đứng α đ, và α n << α đ để tập trung năng lượngvào góc mở đứng đồng thời đảm bảo phát hiện được các mục tiêu ngay khi tàu lắc Thông thường:

Như vậy theo nguyên lý trên ta đo được góc mạn của mục tiêu

Độ sáng của ảnh trên màn hình phụ thuộc:

- sự tăng, giảm độ sáng (do người dùng thay đổi)

- sóng phản xạ, khoảng cách tới mục tiêu, thời tiết…

Câu 6: Phân tích các thông số khai thác của Radar hàng hải?

- Định nghĩa, phân tích các thông số:

- Tầm xa cực đại:

- Tầm xa cực tiểu

- Độ phân giải theo góc

- Độ phân giải theo khoảng cách

a) Thông số khai thác:

Khoảng cách lớn nhất mà trong giới hạn đó radar có thể phát hiện được mục tiêu.

Mục tiêu ở xa nhất là mục tiêu có sóng phản xạ về anten yếu nhất mà bộ thu của radar còn có khảnăng khuếch đại lên đủ lớn thành tín hiệu mục tiêu

8

2 min th

4 2 1 0

2 a x max

P

)h.h.(

S.G.P.4D

λ

π

= trong đó: P Gx – công suất phát xung của radar.a – hệ số phát định hướng của radar

(=4π/αn αđ)

S0 – bề mặt hiệu dụng của mục tiêu

h1, h2 – chiều cao anten và mục tiêu

Pth.min – độ nhạy máy thu

λ - bước sóng

Ta thấy rằng tầm xa cực đại của radar không chỉ phụ thuộc vào khoảng cách định sẵn trên màn ảnh

mà còn phụ thuộc vào: độ nhạy máy thu; công suất máy phát; điều kiện môi trường; độ cao anten và mụctiêu; kích thước, hình dáng, cấu tạo của mục tiêu

Hai hiện tượng chính ảnh hưởng đến Dmax:

(a) Đường chân trời radar:

Trong điều kiện bình thường, chân trời radar xa hơn chân

trời thị giác khoảng 6% Nếu mục tiêu không cao hơn đường

chân trời, sóng điện từ phát đi từ radar không thể phản xạ từ

mục tiêu trở về

Trong khi ta có thể thấy các mục tiêu thấp ở gần thì radar

lại có thể bắt được các mục tiêu ở xa hơn mà cao trên mặt nước

Hơn nữa, radar được lắp đặt càng cao thì càng tăng khả năng

phát hiện mục tiêu ở xa Tuy nhiên lắp đặt anten quá cao sẽ làm tăng nhiễu biển

Công thức tính Dmax trong thực tế:

trong đó: Dmax – có đơn vị tính là hải lý

h1, h2 – có đơn vị tính là mét

(b) Tính chất của mục tiêu:

Kích thước và bề mặt phản xạ (cấu tạo)

Cấu tạo của vỏ tàu mục tiêu có ảnh hưởng đến tầm xa

phát hiện Một con tàu có vỏ bằng kim loại sẽ cho tín hiệu phản

xạ tốt, ngược lại vỏ tàu bằng gỗ hay sợi thủy tinh sẽ cho tín hiệu

phản xạ yếu hơn

Các mục tiêu thẳng đứng như vách núi, là các mục tiêu

tốt Các bề mặt nằm ngang, phẳng như bãi bùn, bờ cát… là các mục tiêu xấu vì chúng làm khúc xạ sóng hơn

là phản xạ sóng

Những tín hiệu phản xạ từ các công trình xây dựng, cầu cảng… là những tín hiệu mạnh bởi ít phụthuộc vào sự thay đổi hình dạng Chúng có 3 mặt rộng, phẳng và vuông góc với nhau; và người ta lợi dụngcách sắp xếp này đối với các phao radar để tăng khoảng cách nhận biết của chúng

Khoảng cách gần nhất từ radar tới mục tiêu mà radar còn có khả năng nhận biết được mục tiêu Đối

với những mục tiêu nằm ở khoảng cách gần hơn, radar không có khả năng phát hiện

Tầm xa cực tiểu của radar phụ thuộc chiều dài xung phát, chiều cao anten và αđ

(a) Theo chiều dài xung phát τx: là thời gian khi bắt đầu phát xung và

Sau khi phát hết xung phát có chiều dài xung τx cộng thêm thời gian ì τI để bộ chuyển mạch hoạt động thìmới có thể nhận xung phản xạ của mục tiêu Nếu xung phản xạ trở về trước thời gian đó thì sẽ không nhậnđược tín hiệu Do đó:

Dmin= ½ C.(τx + τI)

Thông thường: τx = 0.3µs

τi = 0.2µs

Do đó Dmin = 75 m

(b) Theo chiều cao anten và αđ

Búp phát có góc mở đứng αđ giới hạn, do đó có 1 vùng gần anten sóng điện từ không tới được nênkhông phát hiện được mục tiêu

Dmin = h * cotg ½ αđ

• Cách xác định Dmin trong thực tế:

Dựa vào sự xuất hiện và biến mất của các mục tiêu (xuồng hoa tiêu, tàu cá lân cận, mục tiêu quan sátđược trên rada…)

3- Độ phân giải theo khoảng cách:

Độ phân giải theo khoảng cách là khả

năng phân biệt giữa ảnh các mục tiêu đứng

gần nhau ở hiện trường trên cùng phương

vị, tức là các mục tiêu tách rời nhau thì ảnh

của chúng không bị chập trên màn ảnh của

tử cuối cùng phản xạ từ A chưa rời khỏi A thì sóng phản xạ của 2 mục tiêu sẽ nối tiếp nhau về anten gây nên

1 vệt sáng của cả 2 mục tiêu trên màn chỉ báo, vì vậy không phân biệt được ảnh của 2 mục tiêu này

Để ảnh của 2 mục tiêu không trùng nhau trên màn hình thì khoảng cách d giữa chúng phải là:

2

* C

d> τ x

Ngoài ra do điểm sáng trên mặt máy có kích thước nên độ phân giải theo khoảng cách phải đảm bảo:

max

5.0

*2

*

D

D d C

4- Độ phân giải theo góc:

Độ phân giải theo góc là khả năng phân biệt giữa ảnh các mục tiêu đứng gần trên màn hình khichúng có cùng khoảng cách tới tâm (tức là các mục tiêu đứng gần nhau, có cùng khoảng cách tới radar ngoàithực tế)

Trường hợp 2 mục tiêu có cùng khoảng cách tới radar và nằm gần nhau, ảnh của chúng trên màn hình bịchập làm một

• Điều kiện phân giải theo góc:

Nếu 2 mục tiêu có cùng khoảng cách tới radar, góc kẹp giữa chúng với radar  αng thì ảnh của chúng

là 1 vệt sáng nối liền nhau do tín hiệu phản xạ về kế tiếp nhau, không phân biệt được Để ảnh của 2 mục tiêunày không trùng nhau thì góc kẹp giữa chúng:

α0 > αng

Ngoài ra độ phân giải theo góc còn phụ thuộc vào đường kính điểm sáng và khoảng cách từ tâm màn hình tới ảnh mục tiêu.

α0 > αng + 57.3da/D

b) Thông số kỹ thuật:

1- Chiều dài bước sóng :

Người ta chọn bước sóng  (tương ứng tần số f = C/) sao cho thỏa mãn các yêu cầu: sóng truyền thẳng, tập trung năng lượng vào 1 búp phát hẹp, có khả năng định hướng cao và loại bỏ được ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng thủy văn Đồng thời để cho sóng có thể mang đủ năng lượng đi xa thì trong chiều dài xung phát τ x phải có từ

300 ÷ 500 dao động toàn phần.

Tuy nhiên để tăng độ phân giải theo khoảng cách thì phải giảm τ x tức giảm  (tăng f) Radar ngày nay dùng sóng có bước sóng cm, truyền thẳng toàn bộ đối với mục tiêu lớn Thường có 3 loại bước sóng:

 = 10 cm  = 3.2 cm  = 0.8 cm Bước sóng dài thì tầm tác dụng lớn song độ phân giải kém, trái lại bước sóng ngắn có tầm tác dụng nhỏ nhưng lại phân giải tốt hơn Vì vậy tùy từng loại radar mà chế tạo theo bước sóng phù hợp Hiện nay radar dùng chủ yếu bước sóng 3.2 cm tức có tần số 9400 Mhz.

2- Chiều dài xung phát τx :

Với các loại radar khác nhau, sẽ có τ x khác nhau τ x càng lớn thì năng lượng của xung tới mục tiêu càng lớn, tăng tầm xa tác dụng nhưng giảm độ phân giải, tăng bán kính vùng chết Ngược lại, τ x nhỏ, tầm xa tác dụng nhỏ, giảm bán kính vùng chết nhưng độ phân giải tốt hơn.

Ngày nay radar được sản xuất với 2 chế độ xung dài và ngắn, tùy thang tầm xa và yêu cầu thực tế hàng hải mà chuyển chế độ xung phát cho phù hợp Người ta tạo ra công tắc chuyển đổi chế độ PULSE SWITCH với 2 chế độ LONG

và SHORT (với một số máy của Nhật thì 2 chế độ này là NORMAL và NARROW)

Thông thường τ x = 0.01 ÷ 3 µ s

3- Chu kỳ lập xung Tx Tần số lập xung F x = 1/T x :

Chu kỳ lập xung là khoảng thời gian giữa 2 lần phát xung kế tiếp, tần số lập xung là lượng xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian, phụ thuộc vào tốc độ quay của anten.

Để thu được sóng phản xạ từ mục tiêu xa nhất (ở thang cự li đang sử dụng) thì trong thời gian thu xung:

Tx ≥ 2Dmax/C (do τ x << Tx nên có thể coi Tx là thời gian thu xung)

⇒ 2 D* max

C

F x ≤

Ngoài ra để ảnh mục tiêu luôn hiện rõ và tốt trên màn hình, phải đảm bảo trong 1 vòng quay của anten phải

có từ 8  12 xung đập vào mục tiêu (giá trị 8  12 xung được gọi là Nmin) Vậy tần số lập xung tối thiểu:

Fxmin = 6Nmin* n / α ng Như vậy tần số lập xung để phát hiện mục tiêu ở Dmax là:

6Nmin * n / α ng ≤ Fx ≤ C / 2Dmax trong đó: n: tốc độ quay của anten (vòng / phút)

N: số xung đập vào mục tiêu trong một vòng quay của anten

Tần số lập xung của các radar hiện nay:

Fx = 400  3200 xung / giây

4- Công suất phát xung:

Công suất phát xung Px là công suất máy phát phát đi

trong thời gian τ x.

x x

x

Pdt P

T

P

=

5- Độ nhạy máy thu Pth.min :

Độ nhạy máy thu là công suất nhỏ nhất phản xạ từ mục tiêu trở về mà máy thu còn có khả năng khuếch đại lên đưa sang máy chỉ báo thể hiện thành ảnh trên màn hình Độ nhạy máy thu tính theo công thức:

Pth.min = N * q * K * f * T Trong đó: N: hệ số tạp âm

q: hệ số phân giải K: hằng số Bozman (= 1.38 * 10 -3 J/độ) f: độ rộng dãi lọt (dãi thông)

T: nhiệt độ tuyệt đối nơi thu ( 0 K) Trong máy thu, Pth.min càng nhỏ, độ nhạy càng tốt, radar càng có khả năng khuếch đại tín hiệu mục tiêu ở xa Một số cách để tăng độ nhạy máy thu:

- Giảm hệ số tạp âm N: thay linh kiện điện tử bằng linh kiện bán dẫn

- Giảm độ rộng dãi lọt f

- Giảm hệ số phân giải q.

6- Độ rộng dãi lọt (dãi thông) f

Dãi thông là khoảng tần số mà trong đó máy thu thu được tín hiệu:

f = (0.8  1.2) / τ x ≅ 1 / τ x

7- Hệ số định hướng của anten Ga :

Đại lượng này đặc trưng cho khả năng tập trung năng lượng bức xạ về 1 phía (trong 1 búp phát) của anten radar.

Hệ số này phụ thuộc vào góc mở của búp phát ( α ng và α đ).

Ga = 4 / ( α ng * α đ) Đối với anten khe có chiều dài l, độ rộng d thì α ng và α đ tính theo:

α ng = 70 / l α đ = 70 / d

8- Tốc độ vòng quay của anten: n (vòng / phút)

Tốc độ thường được thiết kế trong các loại anten hiện nay là 18  30 vòng / phút.

Thông thường hay dùng n = 22  24 vòng / phút.

Câu 7: Anh hãy trình bày các loại ảnh ảo, ảnh không mong muốn và ảnh của mục tiêu nhân tạo trong Radar hàng hải

- Trình bày điều kiện phát sinh, phân tích và vẽ hình minh họa các loại ảnh ảo

1- Anh ảo do phản xạ nhiều lần.

Khi tàu ta đi gần các mục tiêu lớn phản xạ sóng tốt, thì

sóng phản xạ qua lại giữa tàu và mục tiêu nhiều lần dẫn tới

ngoài ảnh thật ra còn có 1 hoặc nhiều ảnh ảo nằm phía sau

ảnh thật Đặc điểm các ảnh ảo này là cách xa tâm và nhỏ

dần, ảnh thật nằm gần tâm và lớn nhất Các ảnh này nằm

trên cùng 1 hướng và cách đều nhau Tín hiệu phản xạ nhiều

lần có thể giảm hay loại bỏ bằng cách giảm độ khuếch đại

hay chỉnh đúng A/C SEA.

2- Ảnh ảo do búp phát phụ:

Mỗi khi bộ phận quét quay, một vài năng lượng

bức xạ sẽ vượt ra khỏi giới hạn của búp phát được gọi là

các búp phát phụ Nếu có 1 mục tiêu xuất hiện ở nơi mà

búp phát chính cũng như búp phát phụ phát hiện được

nó, các tín hiệu do búp phát phụ gây nên sẽ xuất hiện ở

2 bên ảnh thật ở cùng 1 khoảng cách tới tàu Các búp

phát phụ thường chỉ ảnh hưởng ở khoảng cách ngắn và

từ các mục tiêu cho sóng phản xạ mạnh Ta có thể giảm

hay loại bỏ bằng cách giảm độ khuếch đại hay chỉnh

đúng A/C SEA.

3- Anh do phản xạ thứ cấp:

Nếu gặp những mục tiêu phản xạ tốt như đê

chắn sóng, cầu… thì sóng từ radar đập vào các mục

tiêu đó rồi phản xạ tới các mục tiêu khác Tới gặp mục

tiêu sau này nó lại phản xạ về mục tiêu 1, sau đó mới

phản xạ trở về anten Như vậy tín hiệu phản xạ sau khi

phản hồi từ mục tiêu sẽ về anten bằng con đường gián

tiếp.

Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện ảnh ảo của mục

tiêu thứ 2, có cùng hướng với bề mặt phản xạ và có

khoảng cách tới tàu khác so với tín hiệu phản xạ trực

tiếp, cách bề mặt phản xạ với khoảng cách từ mục tiêu

thật tới bề mặt này Anh ảo này không xác định, khi vị trí tương đối giữa tàu ta và mục tiêu thay đổi thì ảnh này mất.

4- Anh ảo do nhiễu giao thoa:

Nếu tàu ta đi gần tàu khác mà trên tàu đó có radar đang hoạt động có cùng tần số với

radar tàu ta thì nhiễu do radar tàu đó gây nên đối với tàu ta là những đường cong đứt nét

chạy từ tâm ra biên màn ảnh Để khử nhiễu này, trên radar có nút IR (Interference

rejection).

5- Anh của mây:

Khi tàu chạy trong vùng có thời tiết xấu, trời có nhiều mây thấp, khi bật radar thì trên màn hình cũng bắt được ảnh của chúng do chùm búp phát cũng chụp vào các đám mây và các đám mây này cũng phản xạ tín hiệu sóng radar

về anten Anh của chúng là những đám sáng trôi bồng bềnh không cố định Để giảm ảnh do mây ta giảm thang tầm xa.

- Các loại ảnh nhân tạo (RACON, RAMARK, SART)

Các trạm này thường lắp đặt ở những khu vực nhiều tàu qua lại hay gần những vùng hành hải nguy hiểm như bãi ngầm, bãi cạn hay những mục tiêu xung quanh mà radar khó phát hiện.

2- Ảnh của RACON:

Racon là 1 trạm thu phát sóng, phát ra 1 dấu hiệu dễ phân biệt khi được khởi

động bởi xung đến từ radar Khi sóng radar truyền tới anten của Racon thì trạm này

thu tín hiệu đó đồng thời phát ngay tín hiệu của mình trên cùng tần số với radar Tín

hiệu Racon hiện trên màn hình là 1 đường xuyên tâm có gốc là 1 điểm nằm ngay bên

ngoài phao tiêu radar, hoặc là tín hiệu mã Morse được thể hiện xuyên tâm ngay từ

phía ngoài phao tiêu Trạm Racon cho biết khoảng cách và phương vị từ tàu ta đến

trạm Khi mở các mạch FTC hay IR những dấu hiệu của trạm Racon có thể mất.

3- Ảnh của SART:

SART là phương tiện chính trong GMDSS dùng

xác định vị trí tàu thuyền đang gặp nạn Nó hoạt

động ở dãi tần số 9 Ghz, phát ra tín hiệu khi được

khởi động bởi sóng tới từ bất kỳ radar nào đang

hoạt động trên tàu hay trên máy bay ở dãi tần số

này Trên màn hình, ảnh của nó là những chấm,

bắt đầu từ vị trí của trạm SART, kéo dài theo

đường phương vị, khoảng cách giữa các chấm là

0.6 nm Để dễ phân biệt, nên sử dụng thang tầm xa 6  12 nm Khi tàu cứu hộ đến gần SART ở khoảng cách 1 nm thì các chấm chuyển thành các cung tròn, và thậm chí khi quá gần SART chúng sẽ biến thành các đường tròn để báo cho tàu cứu hộ biết và xử lý.

Câu 8: Anh/Chị hãy trình bày các khái niệm trong Radar hàng hải: Vùng chết, vùng râm (rẻ quạt mù), góc chết Cách xác định chúng?

- Trình bày khái niện

Là vùng bị các cấu trúc của tàu như ống khói, cần

cẩu… che không cho sóng của radar vượt qua dẫn tới toàn

bộ khu vực phía sau các cấu trúc đó không nhận được sóng

radar Do đó radar không phát hiện được các mục tiêu nằm

trong khu vực đó.

2 Vùng râm:

Là vùng cũng do ảnh hưởng của các cấu trúc trên tàu nên sóng radar bức xạ rất yếu, dẫn tới việc là radar lúc phát hiện được lúc không phát hiện được các mục tiêu nằm trong khu vực đó.

4 Góc chết:

Do tàu ta đi gần những vật thể hay mục tiêu có kích thước lớn ngăn không

cho sóng radar vượt qua dẫn tới radar không phát hiện được các mục tiêu nằm

sau vật thể đó Góc bị ngăn bởi mục tiêu mà radar không phát hiện được gọi là

góc chết.

Câu 9: Các chế độ chuyển động, các chế độ định hướng của

Radar hàng hải, khai thác chúng trong Hàng hải?

- Trình bày các chế độ chỉ hướng (có vẽ hình minh họa), phân tích ưu, nhược điểm của các chế độ:

• HEAD UP

• NORTH UP

• COURSE UP

(a) Chế độ chỉ hướng mũi tàu: HEAD UP

Trên màn ảnh radar, dấu mũi tàu SHM luôn cố định tại vạch 0 0 của vòng khắc độ cố định Khi tàu quay trở, SHM vẫn đứng yên, ảnh các mục tiêu cố định sẽ quay ngược huớng quay trở của tàu.

Ưu điểm:

- sự phân bố của ảnh các mục tiêu trên màn hình giống thực tế hiện trường khi nhìn từ buồng lái trên tàu

về phía mũi, thường sử dụng khi điều động tàu, khi ra vào luồng hay hành hải ở nơi đông tàu thuyền qua lại.

Khuyết điểm:

- Khi tàu quay trở, ảnh các mục tiêu bị nhòe, làm khó quan sát, không xác định được các mục tiêu gần nhau, đo thiếu chính xác.

- Không cho biết hướng thật 1 cách trực quan (hiện nay thì có thể)

- Chỉ đo được góc mạn ( phương vị tương đối ) của mục tiêu Muốn xác định được phương vị của mục tiêu phải lấy giá trị góc mạn cộng hướng đi, hoặc ở một số radar có thể kết hợp việc sử dụng vòng phương vị

- Màn ảnh xoay đi 1 góc đúng bằng hướng chạy tàu nên dễ gây cảm giác sai nhất là khi chạy hướng Nam.

- Quang cảnh thực tế phía trước mũi tàu và màn hình khác nhau, không dùng để ra vào luồng.

(c) Chế độ chỉ hướng lái tàu: COURSE UP

Chế độ là chế độ mà trong đó màn hình được cài đặt ở 1 hướng nào đó, thường là hướng chạy tàu Vì thế khi quan sát trên màn hình ta thấy chế độ này tương tự chế độ chỉ hướng mũi tàu, chỉ khác là vạch dấu mũi tàu sẽ dao động khi tàu bị đảo hướng quanh.

Ưu điểm : tương tự như chế độ hướng mũi tàu Ngoài ra, khi tàu quay trở, vì dấu mũi tàu quay còn các mục tiêu đứng yên nên màn ảnh không bị nhòe.

Chú ý : ở chế độ này khi tàu thay đổi hướng ở góc lớn, ta phải cài đặt lại hướng cho màn hình.

- Trình bày các chế độ chuyển động trong RADAR hàng hải, khai thác chúng trong hàng hải

TM: Chuyển động thật là chế độ hiển thị ảnh của mục tiêu đúng với thực tế của nó ngoài hiện trường nghĩa là các mục tiêu chuyển động thì ảnh của chúng cũng chuyển động với hướng và tốc độ tương ứng, các mục tiêu cố định sẽ đứng yên Tàu ta (tâm tia quét) cũng chuyển động tương ứng hướng và tốc độ ngoài thực tế.

Nhờ vào cơ cấu chuyển động thật tín hiệu tốc độ từ tốc độ kế hay đặt bằng tay và tín hiệu hướng đi từ la bàn con quay (hay nhận 2 loại tín hiệu này từ GPS) được thu lại Sau đó nó sẽ phân tích, biến đổi các tín hiệu này thành các tín hiệu đưa vào các cuộn dây gây lệch để tạo ra từ trường điều khiển tâm quét Do đó ảnh của các mục tiêu di chuyển tương ứng ngoài thực tế Căn cứ sự di chuyển ảnh các mục tiêu trên màn hình ta có hướng đi và vận tốc thực tế của nó.

RM: Ở chế độ này, vị trí tàu ta, tâm tia quét luôn cố định tại một điểm trên màn hình Các mục tiêu trên màn ảnh sẽ chuyển động với hướng và tốc độ tương đối so với tàu ta.

Các radar hiện nay hầu hết đều có chức năng dịch tâm tia quét đến các vị trị tùy ý trên màn hình Khi đó có thể

mở rộng tầm quan sát về một phía nào đó mà không cần tăng thang tầm xa

Câu 10: Khai thác cơ bản RADAR, khai thác chức năng ARPA (nếu có), cho ví dụ cụ thể

- Chuẩn bị mở máy (đảm bảo an toàn cho người và cho máy)

- Mở máy (theo quy trình)

- Điều chỉnh (bằng tay) cho RADAR hiển thị được mục tiêu là tốt nhất

- Đo được thông số phương vị và khoảng cách của mục tiêu

- Sử dụng chức năng ARPA

- Quy trình tắt máy

(có thể sử dụng cataloge của radar cụ thể)

QUY TRÌNH KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG RADAR:

1 Kiểm tra:

- Nguồn cấp

- Anten có bị vướng hoặc có người đang làm việc?

- Các nút Gain, A/C sea-rain, Brilliance ở vị trí giá trị nhỏ nhất

2 Hoạt động:

- Bật nút POWER cung cấp nguồn cho Radar (trên màn hình xuất hiện thời gian đếm ngược: thời gian đốt nóng đèn Magnetron)

- Chờ cho màn hình xuất hiện “ST-BY”

- Ấn nút ST-BY/X-MIT, radar bắt đầu phát xung

- Điều chỉnh thang tầm xa (Range) thích hợp

- Điều chỉnh Brilliance thấy được tia quét quay (vào ban đêm), phù hợp với mắt (vào ban ngày)

- Điều chỉnh Tune thấy rõ mục tiêu (nếu có) hoặc đạt giá trị lớn nhất trên Tunning bar Sau 10-15 phút chỉnh lại lần nữa

- Chỉnh khuếch đại (Gain): quan sát được mục tiêu rõ trên màn hình Lấm tấm nhiễu rãi đều và nhiềuhơn ở tâm tia quét

- Sử dụng các nút A/C Rain, A/C Sea để khử nhiễu do mưa, biển:

Nhiễu biển gây vùng sáng quanh tâm tia quét, che lấp mục tiêu ở gần Điều chỉnh cho đến khi ảnh mục tiêu tách rõ ra và còn ít lấm tấm nhiễu ở đó Nếu không có mục tiêu, khủ hết nhiễu ở mạn dưới gió, mạn trên gió còn lấm tấm nhiễu Chú ý để ở thang tầm gần (3Nm)

Nhiễu mưa

- Sử dụng các vòng RR, VRM để đo khoảng cách; EBL để đo phương vị…

- Sử dụng các chức năng khác trên Radar

3 Tắt Radar:

- Vặn nút Gain, Range, Brill, A/C Sea, A/C Rain về nhỏ nhất, tránh công suất quá lớn cho lần khởi động sau

- Nhấn nút ST-BY/X-MIT đưa radar về trạng thái Stand by

- Nếu cần thiết tắt Radar thì ấn POWER để tắt

Câu 11: Khai thác cơ bản, khai thác chức năng hàng hải theo điểm và hàng hải theo tuyến, Cho ví dụ cụ thể

- Bật máy điều chỉnh và cài đặt ban đầu

- Những lưu ý khi cài đặt điểm/Waypoint và tuyến/RT

- Kính hoạt hàng hải theo điểm hoặc tuyến

- Cài đặt các cảnh báo có liên quan

- Giải thích một số từ viết tắt liên quan tới màn hính GPS

Câu 12: Trình bày chức năng và quy định về trang bị cho các vùng biển của GMDSS.

- Nêu và giải thích các chức năng của GMDSS

Chức năng: phát và thu Tùy đối tượng, tính chất thì được chia theo nhóm

1 Nhóm chức năng phục vụ mục đích tìm kiếm, cứu nạn trên biển (Distress):

• Báo động cấp cứu (distress alert) theo các hướng: từ tàu đến bờ (Distress call), từ bờ

đến tàu (Distress relay) và giữa tàu với tàu.

(hệ thống cho phép thực hiện

o Theo cả 3 chiều: từ tàu đến bờ, từ tàu đến tàu và từ bờ đến tàu.

o Trên tất cả các vùng biển bằng ít nhất 2 thiết bị độc lập nhau, sử dụng cả

hệ thống thông tin mặt đất và vệ tinh

o Tín hiệu cấp cứu chứa đựng các thông tin về nhận dạng, toạ độ tàu bị nạn , tình trạng tàu bị nạn, tính chất tai nạn …

o Tín hiệu cấp cứu được thông báo khẩn cấp tới một cơ sở có chức năng phối hợp tìm cứu RCC và RCC sẽ phát chuyển tiếp tín hiệu báo nạn này tới một đơn vị tìm cứu SAR và các tàu lân cận vùng có tàu bị nạn bằng hệ thống thông tin mặt đất hoặc vệ tinh ở các tần số quy định theo chế độ gọi vùng

để tránh việc báo động tràn lan sang những vùng quá xa một cách không cần thiết.

o Khi tàu bị nạn phát tín hiệu báo nạn bằng thiết bị DSC ở các dải tần VHF,

MF và HF thì các tàu trong vùng phủ sóng đêu thu được.

o Khởi động phát tín hiệu báo nạn và báo nhận được thao tác bằng nhân công Nhưng khi tàu bị chìm thì các thiết bị báo nạn sẽ tự động hoạt động.

• Thông tin tìm kiếm cứu nạn (SAR communications)

o Là những thông tin cần thiết cho sự phối hợp giữa các tàu và máy bay tham gia hoạt động tìm cứu, giữa RCC và người điều hành tại hiện trường.

o Thực hiện trao đổi hai chiều bằng đàm thoại hoặc telex qua vệ tinh hay hệ thống liên lạc mặt đất tuỳ thuộc thiết bị trên tàu và vùng xảy ra tay nạn.

• Thông tin hiện trường (on-scene communications)

o Trao đổi bằng đàm thoại hoặc telex ở các dải tần MF, VHF trên các tần số quy định riêng

o Khi có máy bay tham gia vào việc thông tin này chúng thường dùng các tần

số 3203, 4125 và 5680 Khz và máy bay này còn có được trang bị để liên lạc

ở tần số 2182 KHz, 156,8 MHz ( CH:16)

• Thông tin xác định vị trí (locating)

o Là việc đánh dấu vị trí người bị nạn, một tàu, phương tiện… được thực hiện bởi tiêu vô tuyến định vị khẩn cấp EPIRB 121,5 MHz, 406 MHz qua hệ thống COSPAS-SARSAT, tiêu vô tuyên sử dụng băng L của hê thống INM E.

o Tiêu radar tại hiện trường_SART

2 Nhóm chức năng phục vụ mục đích an toàn hàng hải (Safety):

• Thông tin an toàn hàng hải MSI.

o Thông tin về thời tiết, dự báo và những thông tin khẩn cấp về an toàn hành hải MSI.

o Phát bằng phương thức điện báo in trực tiếp dải hẹp NBDP ở chế độ hiệu chỉnh sai số thuận FEC trên tần số 518 Khz ( NAVTEX quốc tế).

o Phát bằng phương thức gọi chọn nhóm tăng cường EGC qua vệ tinh INM C ( còn gọi là hệ thống safety NET)

o Phương thức sử dụng HF/TELEX

• Thông tin từ buồng lái tới buồng lái:

o thông tin liên lạc cho mục đích an toàn hàng hải, được thực hiện bằng đàm thoại trên dải tần VHF

3 Nhóm chức năng thông tin công cộng (Public):

o thông tin phục vụ mục đích quản lý , dịch vụ khai thác tàu Sử dụng bất cứ kênh thích hợp.

- Nêu các quy định về phân chia vùng biển Ý nghĩa

- A1: nằm trong tầm hoạt động của ít nhất một trạm đài bờ VHF thoại có trực canh liên tục DSC, bán kính khoảng 25 - 30 hải lý (tiêu chuẩn là 15Nm)

- A2: nằm ngoài vùng A1, nhưng trong tầm hoạt động của ít nhất một trạm đài bờ MF thoại có trực canh liên tục DSC, bán kính khoảng 150 - 200 hải lý.

- A3 : nằm ngoài vùng A1, A2, thuộc vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh INMARSAT Giới hạn thường từ 70 0 N đến 70 0 S.

- A4 : Là vùng còn lại trừ vùng A1, A2, A3 Về cơ bản đó là các phần địa cực.

- Nêu các quy định về trang bị cho các tàu hoạt động ở các vùng biển

2.2.1.1.Qui định chung cho tất cả cac tàu hoạt động trên biển:

2.2.1.2.Trang thiết bị vô tuyến điện cho tàu chạy vùng biển A1.

o VHF: kênh 16, có khả năng thu phát và trực canh liên tục bằng DSC trên kênh 70.

o SART (9GHz)

o Thiết bị thu nhận và xử lý thông tin an toàn hàng hải (MSI)

+ Máy thu Navtex.

+ Thiết bị có chức năng EGC

o EPIRB: phát báo động cấp cứu qua vệ tinh quĩ đạo cực hoạt động trên tần số 406 Mhz

o VHF cầm tay phục vụ cho mục đích tìm kiếm và cứu nạn (121.5 Mhz và 123.1 Mhz)

2.2.1.3.Trang thiết bị vo tuyến điện cho tàu chạy vùng biển A1 và A2.

o Thiết bị MF: trên tần số 2182 KHz, có trực canh DSC trên tần số 2187.5 KHz.

2.2.1.4.Trang thiết bị vo tuyến điện cho tàu chạy vung biển A1, A2 và A3.

Câu 13: Hành động xử lý của tàu khi nhận được cuộc gọi báo nạn DSC trên thiết bị VHF/MF – DSC và HF-DSC?

- Thuyết minh các trình tự theo sơ đồ

- Giải thích các yêu cầu liên quan của từng bước

- Nêu các quy định liên quan về sử dụng tần số (kênh)

- Minh họa nội dung các cuộc gọi (DSC, RT, Telex)