HỆ THỐNG VÔ TUYẾN DẪN ĐƯỜNG

M S M S M Do vậy khi dùng máy thu tại một vị trí trong khu vực bao phủ của hệ thống Loran A thì ta sẽ xác định đợc hệ thống các đờng hypecpol hiệu thời gian.. Để có thể so sánh pha của t

3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

3.3 Ch ơng trình phát tín hiệu trong hệ thống Loran A.

Các trạm phát Loran sẽ phát tín hiệu theo tần số lặp xung nhất định (PRF – pulserepetion frequency) hoặc (PRR – Pulse Repetition Rate - chu kỳ lặp xung nhất định).Chơng trình phát trong hệ thống Loran A

Trong hệ thống Loran A sử dụng 1 cặp trạm phát (1 trạm chính và 1 trạm phụ) đồng thờiphát tín hiệu trên cùng một tần số phát và tần số lặp xung

M S M S M

Do vậy khi dùng máy thu tại một vị trí trong khu vực bao phủ của hệ thống Loran A thì ta

sẽ xác định đợc hệ thống các đờng hypecpol hiệu thời gian Sử dụng với 2 cặp trạm

đồng thời ta sẽ xác định đợc vị trí tàu

Nhng hệ thống mang tính lỡng trị vì các đờng hypecpol sẽ đối xứng qua đờng trung trực

Do vậy hệ thống phải xây dựng một chơng trình phát để đảm bảo loại trừ đợc tính lỡng trịnày

Đầu tiên trạm chính M phát tín hiệu xung, khi tín hiệu đài chính tới đài phụ thì đài phụ giữchậm lại một khoảng thời gian nào đó rồi mới phát tín hiệu Khi tín hiệu đài phụ đến đàichính thì đài chính cũng giữ lại một khoảng thời gian rồi phát tín hiệu thứ 2 của mình

- Giả sử có 2 trạm M,S cách nơi thu R các khoảng tơng ứng là D1, D2

- Thời gian xung đi từ M đến R là tM = D1/c

- Thời gian xung đi từ M đến R là tS = D2/c

gọi τ’S là thời gian từ khi M phát đến khi máy thu R thu đợc tín hiệu của trạm phụ S.Hiệu thời gian t = τ’S - tM

Trong đó: τ’S = tMS + tG.C + tS

tMS : thời gian sóng đi từ trạm chính đến trạm phụ

1

tG.C : thời gian giữ chậm.

tG.C = Tx/2 + τC

Tx: chu kỳ lặp xung của tín hiệu phát

τC : thời gian chậm mã (bí mật của ngời xây dựng hệ thống)

Do trong hệ thống Loran A các xung phát là giống hệt nhau , cùng một tần số lặp xungnhng xung của trạm phụ chậm hơn trạm chính một lợng (tMS + tGC)

Tính toán chu kỳ lặp xung

Ngời ta thiết kế Tx phải thoả mãn 3 giá trị sau:

1) Sóng trời và sóng đất truyền từ trạm chính và phụ không đợc chồng chéo lênnhau tại bất kỳ nơi nào trong phạm vi bao phủ của hệ thống

Để thoả mãn điều kiện này thi Txmin = 2(tMS + tg)

Trong đó : tg là thời gian sóng trời đến chậm hơn sóng đất (Loran A chỉ sử dụngsóng đất)

Giải thích: Khi trạm chính phát xung đến trạm phụ, trạm phụ giữ lại một khoảng

thời gian là tg rồi mới phát xung, khi xung này đến trạm chính, trạm chính cũng

giữ lại một khoảng thời gian là tg mới phát.

Do vậy tại bất cứ nơi nào trong phạm vi bao phủ của hệ thống cũng phân biệt

đ-ợc tín hiệu đài chính và đài phụ

2) Tại bất cứ nơi nào thì tín hiệu đài chính và đài phụ có thể phân biệt đợc

Để thoả mãn điều này thì xung của trạm chính và trạm phụ trong một chu trình phải > Tx/2 hay là : tGC = Tx/2 + τC

Do tg << tGC

Nh vậy Tx ≥ 2tMS + Tx/2 + τC + tg

- Chu kỳ lặp xung phải là nhỏ nhất để trong một đơn vị thời gian

vậy Tx =2( 2tMS + Tx/2 + τC + tg.)

Trong máy thu Loran A bao giờ cũng chia làm 2 đờng quét, chiều dài mỗi đờng

là Tx/2 Xung của trạm chính bao giờ cũng nằm bên trên, xung trạm phụ nằm bên dới

3.4 Đặc điểm của hệ thống.

1.4.1 Chế độ làm việc của các trạm phát trong hệ thống:

- Các trạm phát trong hệ thống có 2 chế độ làm việc: chế độ độc lập theo từng cặp vàchế độ đồng bộ.

+ ) Chế độ độc lập: 2 trạm (1 chính và 1 phụ ) chia thành 1 cặp riêng biệt làmviệc độc lập với các cặp khác

+) Chế độ đồng bộ: sau này phát triển thành hệ thống loran C, gồm một trạmchính và các trạm phụ tạo thành các mắt xích Trạm chính sẽ chỉ huy hoạt động của cáctrạm phụ

1.4.2 Phân biệt các cặp trạm trong hệ thống loran A

- Tần số phát:

- các trạm phát loran A làm việc trên các tần số sóng mang

Kênh I: 1950khz

Kênh II: 1900khzKênh III: 1850khzKênh IV: 1750khz

- Tần số lặp xung: PRF

Hệ thống sử dụng 3 nhóm lặp xung cơ bản ký hiệu

H (high) S (Sepecial)

L (Low)Trong mỗi nhóm lại chia thành 8 tần số lặp xung riêng biệt ký hiệu từ 0 - 7

Ban đêm nếu sử dụng sóng trời : 1200 - 1400 hải lý

- Độ chính xác thấp hơn Decca Ban ngày: 1-3km, ban đêm 2 – 10km

1.4.4 Nguyên tắc đo hiệu thời gian trên máy thu

- Phơng pháp chia vạch điện tử

Khi tín hiệu xuất hiện trên máy chỉ báo ta chỉ cần đếm số vạch sẽ suy ra hiệu thời gian

- Phơng pháp làm trùng đờng bao tín hiệu

Để làm đợc điều này thì máy thu sử dụng ống phóng tia điện tử tạo ra 2 dòng quét trên mặt chỉ báo, độ dài mỗi dòng là Tx/2 đồng thời tạo ra 2 xung nền trên 2 dòng quét.

- Khi xung nền A, B thẳng hàng với vị trí 0 của cơ cấu Muốn đo dùng núm di chuyểnxung nền B về trùng với xung nền A, sau đó di chuyển xung nền B tiến tới tín hiệu trạmphụ, sao cho sờn trái của xung nền B trùng với tín hiệu đài phụ Qua cơ cấu chỉ báo ta

sẽ xác định đợc hiệu thời gian

Ngoài ra để tăng độ chính xác ngời ta còn thiết kế 3 chế độ quét

- Tốc độ quét chậm

- Tốc độ quét trung bình

- Tốc độ quét nhanh

3

2.5) Cách phân biệt cụm đài trong hệ thống Loran C.

2.6) Nguyên tắc đo hiệu thời gian trong hệ thống Loran C

2.7) Một số nguyên nhân gây ra sai số trong hệ thống Loran C

2.8) Phạm vi bao phủ của hệ thống Loran C

2.9) Hải đồ Loran C

2.1) Lịch sử phát triển hệ thống.

Vào đầu năm 1970, Bộ giao thông vận tải của Mỹ, thông qua sự đồng ý của cục phòng

vệ Mỹ đã quyết định thay thế hệ thống Loran A bằng hệ thống có tính năng u việt hơn đó

là hệ thống Loran C

Hệ thống Loran C là hệ thống VTDĐ đo hiệu khoảng cách từ nơi thu tới 2 trạm phátthông qua việc đo hiệu thời gian thông qua 2 giai đoạn:

- Làm trùng hợp các đờng bao tín hiệu

- Làm trùng hợp các sóng mang chứa trong đờng bao tín hiệu tức là đo hiệu pha tín hiệu

Nh vậy hệ thống Loran C kết hợp cả nguyên lý của hệ thống Loran A và hệ thống Decca nên còn có tên gọi là hệ thống xung pha.

Nh vậy nếu nh ta đo đợc hiệu pha ∆Φ thì ta xác định đợc ∆t và xác định đợc một đờng vịtrí hypecpol

- Trong hệ thống Loran C thì (nT) đợc xác định bằng cách làm trùng đờng bao tín hiệu

nh Loran A Phần T

Π

2

φ đợc xác định bằng cách so sánh pha sóng mang.

2.3) Bố trí cụm đài trong hệ thống.

- Cụm đài Loran C gồm 3 - 5 đài phát gồm 1 trạm chính và 3 - 4 trạm phụ Đờng cơ sở 1cặp đài từ 500 - 700 hải lý Tên của các trạm phụ thờng đợc ký hiệu là W, X, Y, Z

Cụm đài trong hệ thống Loran C hoạt động một cách đồng bộ nên đảm bảo cùng mộtlúc có thể đo đợc hiệu khoảng cách của 2 cặp trạm

2.4) Chơng trình phát trong hệ thống.

Các đài trong cùng một cụm loran C phát tín hiệu đồng bộ theo một trật tự nhất định từ

đài chính đến đài phụ Các đài phát từng bó xung chiều dài mỗi xung là 250às, giãn cáchgiữa các xung là 1000às Đài phụ phát một lúc 8 xung, khoảng cách giữa các xung là1000às, đài chính phát 9 xung và xung thứ 9 cách xung thứ 8 là 2000às

Trong hệ thống Loran C thì các trạm hoạt động theo chu kỳ lặp nhóm định sẵn gọi là

GRI (Group repetition interval) Các xung trạm phụ đợc phát theo một chu kỳ lặp nhómgiống nh trạm chính nhng chậm hơn một khoảng thời gian nhất định sao cho:

- Hiệu thời gian nhỏ nhất giữa trạm chính và trạm phụ là 10900às

- Hiệu thời gian nhỏ nhất giữa 2 trạm phụ là > 9900às

- Hiệu thời gian lớn nhất có giá trị bằng GRI - 9900às

Do bố trí chơng trình phát nh vậy thì trên máy chỉ báo sẽ xuất hiện lần lợt tín hiệu

đài chính và các đài phụ.

2.5)Cách phân biệt các cụm đài trong hệ thống.

Để phân biệt các cụm đài trong hệ thống Loran C ngời ta sử dụng tần số lặp xung Trong hệ thống Loran C ngời ta chia làm 3 tần số lặp xung cơ bản.

5: tần số lặp xung riêng biệt.

2.6) Nguyên tắc đo hiệu thời gian trên máy thu loran C.

Trong hệ thống loran C để tăng thêm độ chính xác trong việc xác định hiệu thời gian ngời ta sử dụng 2 phơng pháp đó là làm trùng đờng bao tín hiệu (pulse matching) và trùng pha 2 tín hiệu (cycle matching).

Phơng pháp làm trùng đờng bao tín hiệu

Là phơng pháp đo hiệu thời gian giống nh hệ thống loran A Hình dáng của đờng bao tín hiệu trạm chủ và phụ đợc tách sóng và khuếch đại và đợc cung cấp cho bộ

đo thời gian trễ.

Phơng pháp làm trùng pha 2 tín hiệu

Là phơng pháp làm đồng bộ pha 2 tín hiệu Trong hệ thống Loran C sử dụng tần

số phát là 100khz hay chu kỳ T=10às Chiều dài 1 xung là 250às nên trong một xung có 25 chu kỳ Để có thể so sánh pha của tín hiệu thì các máy phát trong hệ thống loran C đợc trang bị các bộ dao động nguyên tử để tạo ra các dao động có tần số ổn định và đồng pha Thông thờng các chu kỳ đầu tín hiệu rất yếu máy thu thờng loại bỏ và sử dụng chu kỳ thứ 3.

Trong máy thu loran C việc đo hiệu thời gian tiến hành thông qua 2 bớc

- Đo thô: Đo sơ bộ hiệu thời gian bằng cách làm trùng đờng bao để xác định đợc phầnnT

- Đo tinh: tiến hành đo pha các dao động

> 9900às

Hiệu thời gian đợc xác định nh sau: hiệu thời gian xác định bằng trùng đờng bao tín hiệu

là 52700às và hiệu thời gian xác định bằng đo pha là 4.3às thì hiệu thời gian là52704.3às

2.7) Một số nguyên nhân gây ra sai số trong hệ thống loran C.

1) Sóng trời và sóng đất:

Bởi vì xung loran C có chiều dài 250às nên sóng trời và sóng đất của một xung có thể trùng lên nhau Tuy nhiên hiệu thời gian giữa sóng trời và sóng đất là >30às trong hệ thống tại bất cứ vị trí nào Do đó việc sử dụng 30às đầu tiên của xung để xác định hiệu thời gian đã loại bỏ đợc ảnh hởng này ở những khoảng cách > 1000 hải lý ngoài tầm với của sóng đất thì sóng trời có thể sử dụng nhng phải hiệu chỉnh.

2) ảnh h ởng của môi tr ờng truyền sóng

Vận tốc truyền của sóng loran C là phụ thuộc vào môi trờng mà nó truyền qua Sự thay

đổi về vận tốc truyền sóng sẽ gây ra sự sai khác về hiệu thời gian Sự sai lệch này đợcgọi là AFS (additional secondary factor)

Tuy nhiên chúng ta không cần phải hiệu chỉnh trên hải đồ Loran ở vùng Bắc Mỹ vì khithiết kế ngời ta đã cho thêm lợng hiệu chỉnh này vào các đờng đẳng trị

2.8 Phạm vi bao phủ của hệ thống Loran C.

- Biểu đồ phạm vi bao phủ của hệ thống Loran C đợc chuẩn bị và xuất bản bởi US Defense Mapping Agency, biểu đồ này chỉ ra sự phân bố và phạm vi bao phủ của các mắt xích Loran C và khu vực đợc bao phủ bởi sóng trời và sóng đất.

- Phạm vi hoạt động của hệ thống Loran C là vùng bắc bán cầu

- Tuyến đờng giữa Bắc Mỹ, Châu â, đông á là đợc bao phủ bởi Loran C

2.9 Hải đồ Loran C

Hải đồ Loran C là các hải đồ hàng hải trên đó có in các đờng đẳng trị hypecpol hiệu thời gian Các dữ kiện hàng hải nh độ sâu và các đèn biển cũng đợc in trên các hải đồ này Các hải đồ này thờng đợc sử dụng để xác định vị trí tàu nhng không đợc sử dụng làm hải đồ hàng hải Các hải đồ loran C đợc xuất bản bởi

- Cục khảo sát đại dơng quốc gia của Mỹ (US National Ocean Survey) cho hải đồ venbiển Mỹ

- US Defense Mapping Agency Cho hải đồ toàn cầu

- Canadian Hydro graphic Service cho hải đồ vùng biển Canada

- Bristish Hydrographer of the Navy của Anh cho hải đồ ven biển Anh

Không phải tất cả các đờng đẳng trị hiệu thời gian đợc in trên hải đồ nà chỉ các những ờng đẳng trị có hiệu thời gian cách nhau 10às đợc in trên hải đồ

đ-Khi xác định vị trí tàu bằng hải đồ Loran C ta phải chú ý một số điểm sau:

- Hiệu chỉnh sai số AFS

- Hiệu chỉnh sai số do dùng sóng trời

Việc hiệu chỉnh sai số AFS chỉ cần thiết khi ta trờng hợp khi ta cần chuyển đổi vị trí từthiết bị điện tử sang toạ độ địa lý

Ví dụ:

7

- Trong trờng hợp chúng ta xác định đợc hiệu thời gian cho cặp 9960 - W là 12153.31às

và cặp 9960- Y là 44451.83às, máy tính trong máy chỉ báo tính cho ta biết vị trí tàu là

44015.1’N, 67025.1’W Ta tra vào bảng phụ lục cho phần W với phần kinh vĩ độ gần vớikinh vĩ độ vừa xác định

2.10) Sử dụng bảng loran C để lập các đờng đẳng trị.

Các bảng Loran C cung cấp toạ độ dùng để thiết lập các đờng thẳng thay thế cho các đờng đẳng trị Hypecpol Mỗi một bảng dùng cho một cặp trạm trong mắt xích

đợc xác định bằng số xuất bản và số tiếp theo Ví dụ Pub.221 (2016) là cho cặp

5990 ã Y của mắt xích phía tây vùng biển Canada.

Ví dụ: vào lúc 15h30 phút vị trí tàu là 48 0 35’N, 30 0 17’W Hớng tàu là 70 0 , vận tốc là

30 hải lý Đo hiệu thời gian trên máy thu loran C xác định nh sau.

15h30’ 7930 ã X T g 29523.8

15h30’ 7930 ã Z T g 48635.7

Tìm vị trí xác định bằng bảng loran C.

Tiến hành Ta tìm trong bảng tra cho cặp trạm đó tại vị trí có hiệu thời gian T và có

giá trị kinh vĩ độ gần nhất với hiệu thời gian T g và kinh vĩ độ dự đoán.

Ta xác định đợc giá trị nh sau.

Lat Tabulated ∆ Long

(Global Positioning System)

3.1 Khái niệm về vệ tinh nhân tạo và hệ thống GPS:

Vệ tinh nhân tạo ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Các ứngdụng chủ yếu của vệ tinh nhân tạo bao gồm:

+) Thăm dò khí tợng, nghiên cứu khoa học

định tốc độ vệ tinh và chu kỳ của quĩ đạo

Có thể phân loại vệ tinh nhân tạo theo một số phơng pháp nh sau:

+) Theo góc nghiêng của mặt phẳng quĩ đạo đối với mặt phẳng xích đạo của Trái

đất (i) Nếu i = 0o, ta có quĩ đạo xích đạo

Nếu i = 90o, ta có quĩ đạo cựcNếu 0o < i < 90o, ta có quĩ đạo nghiêngTrong hệ thống GPS, góc i ≈ 55o

+) Theo độ cao của quĩ đạo so với bề mặt Trái đất (h)

Nếu h < 5000 km: ta gọi là vệ tinh bay thấpNếu h > 5000 km: ta gọi là vệ tinh bay cao Nếu độ cao càng thấp thì chu kỳ bay quanh quĩ đạo của vệ tinh càng nhỏ

vệ tinh này lệch với mặt phẳng xích đạo một góc nhỏ thì ngời quan sát trên trái đất sẽnhìn thấy vệ tinh này vẽ thành một hình số 8, một hình parabol Các vệ tinh này (8-orbitsatellite) cũng đợc sử dụng để định vị trong một phạm vi hẹp trên bề mặt Trái đất

Nếu vệ tinh có độ cao khoảng 1100 km thì chu kỳ của nó là 103 mi, tốc độ 7,3km/s, vùng nhìn thấy khoảng 60o Vệ tinh này gọi là vệ tinh chuyển dịch nhanh, sử dụngtrong hệ thống hàng hải vệ tinh cũ Transit (NNSS)

Hệ GPS sử dụng các vệ tinh bay cao có h = 20200 km Chiều cao này đợc lựachọn sao cho vệ tinh có chu kỳ bằng 1/2 ngày sao (11h57m57,26s) Tốc độ vệ tinh khoảng3,9 km/s Do bay cao nên vệ tinh ít bị ảnh hởng của lớp vật chất gần Trái đất

Để xác định vị trí tàu bằng vệ tinh có các phơng pháp sau:

+) Phơng pháp đo độ cao và phơng vị vệ tinh tơng tự nh trong thiên văn Phơngpháp này hiện không sử dụng

+) Phơng pháp đo độ dịch tần số Doppler, từ đó suy ra hiệu khoảng cách từ tàu

đến hai vị trí nhất định của 1 vệ tinh Phơng pháp này sử dụng trong hệ thống Transit cũ

9

+) Phơng pháp đo khoảng cách tới vệ tinh, hiện đang sử dụng trong hệ thống

GPS

Trong các hệ thống hàng hải vệ tinh, vấn đề chính là phải luôn xác định đợc

chính xác toạ độ của vệ tinh trong không gian 3 chiều tại bất kỳ thời điểm nào Công việc

này do các máy tính đảm nhiệm Ngoài ra còn các yêu cầu về độ ổn định và đo thời gian

chính xác

Hệ thống GPS là hệ thống xác định vị trí tàu bằng cách đo khoảng cách từ tàu

đến vệ tinh Đo thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu, nhân

với tốc độ truyền sóng đợc khoảng cách và đợc 1 vòng tròn vị trí I Kết

hợp với vệ tinh thứ 2 cho ta vòng tròn vị trí II 2 vòng này giao nhau

trên bề mặt Trái đất cho ta vị trí tàu P

Để thực hiện việc đo khoảng cách đợc chính xác cần giải

quyết đợc các vấn đề sau:

+) Xác định đợc mối quan hệ giữa đồng hồ máy thu và đồng hồ

vệ tinh, cụ thể là phải xác định đợc sai số của đồng hồ máy thu so với

đồng hồ vệ tinh Giả sử nếu hai đồng hồ sai khác nhau 1 micrô giây

thì khoảng cách đo đợc đã chịu sai số là 300 mét

+) Đo thời gian truyền sóng với độ chính xác cao Máy thu phải sử dụng phơng

pháp đặc biệt để đo thời gian truyền sóng

3.2 Cấu tạo của hệ thống GPS:

Hệ thống GPS, hay bất kỳ một hệ thống vụ tuyến dẫn đường nào, đều phải bao gồm 3 bộ

phận: Phần phỏt tớn hiệu, phần điều khiển và phần mỏy thu Hệ GPS bao gồm:

+) Khõu vệ tinh gồm cỏc vệ tinh trong khụng gian

+) Khõu điều khiển nằm trờn mặt đất

+) Khõu mỏy thu là những đối tượng sử dụng mỏy thu GPS để xỏc định vị trớ

1 Khõu vệ tinh:

Theo thiết kế ban đầu, chựm vệ tinh GPS sẽ

cú 21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự trữ cú

thể đưa vào hoạt động bất cứ lỳc nào nhờ điều

khiển từ mặt đất Nhưng hiện tại tổng số vệ tinh

đang trờn quĩ đạo là 28 ( năm 1999 ) Cỏc vệ

tinh cú độ cao 20200 km, chu kỳ khoảng 12h và

chia làm 6 mặt phẳng quĩ đạo, bỏn kớnh quĩ đạo

26560 km Gúc nghiờng của mặt phẳng quĩ đạo

với mặt phẳng xớch đạo là 55o Cỏc điểm nỳt lờn

và nỳt xuống của cỏc mặt phẳng quĩ đạo lệch

nhau 60o Cỏc vệ tinh cú một hệ thống đẩy để

duy trỡ vị trớ trờn quĩ đạo và điều chỉnh cho ổn

định Như vậy, bất cứ thời điểm nào từ an ten

P

D

1

D2I

II

Satellite 1

Satellite 2

máy thu cũng có thể nhìn thấy khoảng 10 - 11 vệ tinh nên nó cho phép máy thu lựa chọn được các

vệ tinh có đặc tính hình học tốt nhất để xác định vị trí tàu

Các vệ tinh phát sóng trên 2 tần số L1 = 1575,42 MHz và L2 = 1227,6 MHz Mỗi máyphát của vệ tinh đều có bộ dao động tạo tần số 10,23 MHz ổn định nhờ đồng hồ nguyên tử Cesi.Tần số này được nhân 154 lần để được L1 (có λ = 19 cm), nhân 120 lần để được L2 (λ = 24 cm)

Tín hiệu phát GPS bao gồm 2 mã hiệu là mã P (Pseudo-random) và mã C/A (CoarseAcquisition)

Mã P (Pseudo-random) là 1 dãy các phần tử (chip) gồm các số 0 và 1, tần số phần tử là10,23 Mbit, chiều dài mỗi phần tử là 99,75 ns (nano second) Chiều dài 1 dãy phần tử ở mã P là 1tuần Hàng tuần vào 00h00 UT thứ bảy/chủ nhật lại bắt đầu 1 dãy/chuỗi mới như vậy chuỗi phần

tử của mã P rất dài và không lặp lại gây khó khăn cho việc đồng pha và xác định thời gian truyềnsóng, nhưng nó có ưu điểm là nâng cao được độ chính xác và có thể hạn chế việc sử dụng mã Pchỉ cho một số đối tượng người sủ dụng nhất định (các mục đích quân sự) Mã P cung cấp vị trívới độ chính xác cao 10-16m (Chế độ định vị chính xác Precise Positioning Service - PPS) chỉ cócác máy thu đặc biệt mới có thể thu được tín hiệu mã P và từ đó có được vị trí có độ chính xáccao Tín hiệu mã P được phát trên cả 2 tần số L1 và L2

Mã C/A (Coarse Acquisition) là 1 dãy các phần tử, tần số phần tử là 1,023 Mbit, chiềudài mỗi phần tử là 0,9975 micrôsecond (gấp 10 lần so với mã P), chiều dài dãy là 1 ms vàdãy(chuỗi) phần tử được lặp lại sau mỗi ms đó Mã C/A cung cấp vị trí với độ chính xác kém hơn

mã C/A 1,023 Mbit/s

50 bit/s

mã i u ch đ ề ếP10,23 Mbit/s

L

2

Đồng hồ nguyên tử của vệ tinh sinh ra tần số 10,23 MHz, đưa qua các bộ nhân,

nhân với 154 và 120 để tạo ra các tần số L1 = 1575,42 MHz và L2 = 1227,6 MHz

mã P, khoảng dưới 50m (Chế độ định vị tiêu chuẩn Standard Positioning Service - SPS) Nhưngthực tế hàng hải coi như độ chính xác là nhỏ hơn 100 m Chế độ định vị này áp dụng cho mọiloại máy thu dân dụng Mã C/A chỉ phát trên tần số L1.

Cả 2 mã P và C/A đều chứa các bản tin vệ tinh (satellite message) có tốc độ dữ liệu là 50bit/s

Như vậy, các máy thu dân dụng sử dụng chế độ định vị tiêu chuẩn bằng mã C/A sẽ có độchính xác kém so với chế độ định vị chính xác bằng mã P vì một số nguyên nhân sau:

+) Chuỗi tín hiệu của mã P rất dài và không lặp lại gây khó khăn cho việc đồng pha đểxác định thời gian truyền sóng, các máy thu thông thường cũng không có khả năng tạo chuỗi môhình giống như chuỗi thật, nên không thể thu được mã P

+) Mã P được phát trên 2 tần số, do các tần số khác nhau nên sự khúc xạ của sóng khi quacác tầng khí quyển của Trái đất Máy thu quân sự có thể thu được cả 2 tần số này, so sánh kết quả

và tính toán được khoảng cách đúng từ vệ tinh đến máy thu Trong khi máy thu thông thường chỉthu tần số L1 nên không loại trừ được sai số khúc xạ nói trên

+) Mã tín hiệu C/A chịu một sai số do các bản tin vệ tinh bị cố ý làm sai lệch đi, máy thukhông thể xác định chính xác thời gian truyền sóng từ vệ tinh đến máy thu, do đó độ chính xáccủa vị trí tàu bị suy giảm đi

+) Đồng hồ của máy thu đặc biệt đôi lúc cũng là loại đồng hồ nguyên tử có độ chính xácrất cao, cao hơn nhiều so với đồng hồ điện tử của máy thu thông thường Chiều dài chip của mã Pchỉ bằng 1/10 so với mã C/A, do đó nó có thể đo thời gian truyền sóng với độ chính xác cao hơnnhiều so với mã C/A

Để cải thiện độ chính xác, các máy thu thông thường có thể sử dụng kỹ thuật vi phânGPS (Differential GPS) sẽ trình bày ở phần sau Chế độ này cho phép xác định vị trí tàu với độchính xác cao dưới 10 m

2 Khâu điều khiển:

Gồm các trạm kiểm tra đặt rải rác các nơi trên Trái đất, Trung tâm điều khiển đặt tại vùngColorado Spring (Mỹ) và các trạm dẫn động Các trạm kiểm tra có nhiệm vụ theo dõi các vệ tinhkhi chúng ở trong vùng nhìn thấy, kiểm tra việc phát tín hiệu của vệ tinh, độ ổn định của đồng hồ,các thông số của quĩ đạo vệ tinh Sau đó truyền các dữ liệu thu được về trung tâm điều khiển.Trung tâm điều khiển tính toán các thông số về quĩ đạo sắp tới của vệ tinh, các số hiệu chỉnh thờigian tập hợp trong bản tin phát cho vệ tinh 3 lần trong 1 ngày thông qua các trạm dẫn động Các

vệ tinh lưu trữ các bản tin này, phát cho người sử dụng các thông tin cần thiết cho đến khi nhậnđược các số liệu thay thế

Trạm điều khiển sẽ cố ý làm sai lệch các bản tin vệ tinh nhằm mục đích chỉ cho phép cácđối tượng sử dụng dân sự xác định được vị trí với độ chính xác kém hơn, khoảng 50 mét Sai số

do chủ định thay đổi bản tin vệ tinh như vậy gọi là Selective Availability (SA) Theo các thông

tin gần đây thì từ ngày 1 tháng 5/2000 thì Bộ quốc phòng Mỹ đã huỷ bỏ việc phát SA, khi đó theothiết kế thì các máy thu GPS thu mã C/A có thể xác định vị trí với độ chính xác tới 15 - 20 mét.

Dù sao người sử dụng vẫn luôn phải giả định rằng bất cứ thời điểm nào vị trí tàu cũng có thể đangchịu ảnh hưởng của sai số S/A nói trên

3 Khâu máy thu:

Gồm tất cả các máy thu trên mặt đất, trên biển, trên không, được trang bị an ten và máy thu

xử lý gắn máy tính điện tử Máy thu có thể thu nhận đồng thời hoặc liên tiếp tín hiệu từ ít nhất 4

vệ tinh Các máy thu xử lý sẽ lựa chọn ra để theo dõi các vệ tinh có đặc tính hình học tốt nhất.Máy thu có khả năng loại bỏ các vệ tinh khi đặc tính hình học của nó không còn thích hợp nữangay sau khi thu được các vệ tinh có đặc tính hình học tốt hơn

Giá thành máy thu GPS ngày càng có xu hướng giảm dần Máy thu GPS cũng ngày một đadạng hơn, đáp ứng mọi nhu cầu trong đời sống, ví dụ các máy thu GPS gắn trên đồng hồ đeo tayhoặc trong điện thoại di động Chức năng của các máy thu cũng ngày càng mở rộng Ngày naycác máy thu GPS gắn liền với máy đo sâu, máy thu GPS kèm theo chức năng hải đồ điện tử đã trởnên thông dụng Trên cơ sở có vị trí tàu liên tục, hầu hết các loại máy thu GPS dùng trong hànghải đều có các chức năng phụ kèm theo như các chế độ hàng hải theo điểm, hàng hải theo tuyến,các chức năng báo động trực neo, báo động lệch khỏi đường đi, chức năng báo vị trí của ngườirơi xuống nước Vị trí từ máy thu GPS cũng có thể đưa sang Radar-Arpa và hải đồ điện tử đểthuận tiện cho việc hàng hải cũng như cảnh giới, điều động tránh va

Đặc tính hình học của vệ tinh được thể hiện bằng thông số DOP (Dilution of Precision),

thông số đặc tính hình học này biểu thị độ chính xác của vị trí tàu Về mặt hình học, có thể coinhư nếu các vệ tinh càng phân bố rộng trên không gian thì độ chính xác càng tăng, giống nhưtrường hợp góc kẹp giữa các đường vị trí càng gần 90o trong hàng hải địa văn thì độ chính xáccàng cao

Giá trị DOP càng nhỏ, độ chính xác càng cao Trong thực tế hàng hải, hệ thống GPS hoạtđộng bình thường thì trị số DOP trong khoảng 1.0 - 2.0

Nếu máy thu sử dụng chế độ định vị 2 thông số (2D: 2 dimensions: lattitude và longitude) thìđặc tính hình học biểu diễn bằng thông số HDOP (Horizontal DOP)

Máy thu sử dụng chế độ định vị 3D (3 dimensions: lattitude, longitude, altitude) thì thông số

đó là PDOP (Position DOP)

13

Nguyên lý đo khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu:

1 Khoảng cách giữa 2 điểm trong không gian:

Tính khoảng cách giữa 2 điểm P1 và P2 bất kỳ trong không gian, P1(x1,y1,z1):

P2(x2,y2,z2)

Đặc tớnh hỡnh học kộmgiỏ trị DOP lớn

sai số đo khoảng cỏch

Đặc tớnh hỡnh học tốtgiỏ trị DOP nhỏ

R2

Khoảng cách ( ) ( ) ( )2

1 2

2 1 2

2 1 2 2

2 Đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máy thu:

Trạm điều khiển, trạm kiểm tra và vệ tinh đợc trang bị các đồng hồ có độ ổn định rấtcao (đồng hồ nguyên tử Cesi hay đồng hồ laser dùng Hyđrô) Nguyên lý của nó là đếm

số chu kỳ dao động sinh ra từ bộ tạo dao động tính từ 1 thời điểm nào đó Độ chính xáccủa đồng hồ sẽ quyết định độ chính xác của việc đo thời gian Độ ổn định của đồng hồnày là 2x10-13 chu kỳ/ngày Đơn vị đo của các đồng hồ này là nanosecond (10-9s)

Thời gian của các đồng hồ vệ tinh gọi là tSV (SV time hay Space Vehicle Time)

Đồng hồ máy thu thờng là loại đồng hồ điện tử có độ chính xác thấp hơn đồng hồ vệtinh Yêu cầu phải biết đợc sai số tbias của đồng hồ điện tử máy thu so với đồng hồ vệ tinhtới 0,01 às để đo thời gian truyền sóng đợc chính xác

Nguyên lý đo thời gian dựa trên kỹ thuật tự động đồng pha đặc biệt (auto-correlation).Giả sử vệ tinh phát tới máy thu 1 chuỗi tín hiệu gồm các phần tử (chip) Trong máy thu sẽsinh ra chuỗi so sánh (chuỗi mô hình) giống hệt nh chuỗi tín hiệu của vệ tinh Chuỗi môhình bắt đầu từ thời điểm tu=0 theo đồng hồ máy thu Ban đầu, nó cha cùng pha vớichuỗi tín hiệu thu đợc từ vệ tinh Nhng chuỗi mô hình đợc dịch chuyển dần trên trục thờigian nhờ đồng hồ máy thu Khi đã đồng pha, bộ phận tự động đồng pha (auto-correlator)

sẽ sinh ra 1 điện áp làm ngừng sự dịch pha và đa thời gian đo đợc vào bộ phận tínhtoán

P2(x2,y2,z2)

z2-z1

z1

Nếu khoảng cách tàu và vệ tinh thay đổi làm chuỗi tín hiệu vệ tinh tới máy thu vào

thời điểm khác đi, bộ tự động đồng pha đang ở trạng thái đồng pha sẽ bị lệch pha đi

Nh-ng nó sẽ lại tự di chuyển chuỗi mô hình để tiếp tục duy trì trạNh-ng thái đồNh-ng pha

3 Phơng trình khoảng cách:

Giả sử nếu nh có sự đồng bộ chính xác về thời gian giữa đồng hồ vệ tinh, máy thu, hệ

thống GPS thì tại thời điểm tSV vệ tinh phát tín hiệu, tại thời điểm tu sau đó máy thu nhận

đợc tín hiệu thì khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu là

D = c.(tu - tSV)

Nhng do không thể có sự đồng bộ chính xác nên trong hệ thống sẽ tồn tại sai số

Thực tế đồng hồ máy thu có độ sai lệch but so với đồng hồ hệ thống và tbias so với

đồng hồ vệ tinh Đồng hồ vệ tinh sai lệch một lợng là ∆tSV so với hệ thống

Khi đó thời gian thực tế của vệ tinh là

t'sv = tsv + ∆tsv

t'u = tu + but

Phơng trình khoảng cách là D = c.(t'’ u - t'sv) = c.(tu - tSV) - c.(but - ∆tsv) = D - ∆D

Ngoài ra còn một số yếu tố ảnh hởng đến việc đo khoảng cách nh

Độ trễ tầng điện ly, hiệu chỉnh thời gian tơng đối, sai số máy thu

3.4 Xác định vị trí máy thu:

Lập hệ toạ độ Đề các có tâm trùng với tâm Trái đất,

mặt phẳng (x;y) là mặt phẳng xích đạo, trục x nằm trong mặt

phẳng kinh tuyến Greenwich Trong hệ này, khoảng cách giữa

máy thu P(xu,yu,zu) và vệ tinh 1(x1,y1,z1), theo nh đã giải thích ở

phần trên là:

2 1

2 1

2

Thời gian tsv của từng vệ tinh đã biết nhờ các bản tin vệ tinh máy thu thu đợc

Trong phơng trình trên còn 4 đại lợng cha biết là xu, yu, zu, but Còn toạ độ vệ tinh đã biết

(xem phần khái niệm)

♦Một số yếu tố ảnh hởng đến độ chính xác xác định vị trí tàu bằng hệ thống GPS

• Việc máy thu có thể thu nhận đợc tín hiệu mã P hay mã C/A

• Sai số trong tính toán quĩ đạo vệ tinh

• Không tính đợc chính xác độ trễ do tín hiệu bị khúc xạ khi qua tầng điện ly

• Sai số đo thời gian truyền từ vệ tinh đến máy thu

x

• Đặc tính hình học của các vệ tinh tại thời điểm xác định vị trí.

Về phía ngời sử dụng, còn phải tính đến các yếu tố sau:

• Việc đặt các thông số ban đầu cho máy thu GPS phải chính xác Các thông số

+) Hệ thống trắc đạc thế giới chuẩn dùng cho hệ GPS là hệ WGS-84

• Khi tàu hành trình trên biển, tại một số khu vực, vì các lý do quân sự, Bộ quốcphòng Mỹ đã chủ ý làm sai lệch các bản tin vệ tinh, khi đó độ chính xác vị trí tàurất kém và không thể dự đoán đợc, thậm chí máy thu không xác định đợc vị trí

• Khi tàu hành trình gần bờ, gần các khu công nghiệp chịu ảnh hởng của nhiều loạinhiễu VTĐ cũng sẽ ảnh hởng đến độ chính xác của vị tí xác định Cần phải dự

đoán mức độ sai số, không đợc tin tởng tuyệt đối vào vị trí GPS và kết hợp vớinhiều phơng pháp xác định vị trí khác

3.5.Vi phân GPS:

Vi phân GPS là một phơng pháp có thể nâng cao độ chính xác của vị trí xác định.Với các máy thu GPS thu mã C/A, độ chính xác coi là 50 m (tính cả sai số SA), nhng khi

áp dụng Vi phân, độ chính xác có thể đạt tới 4 m

Nguyên tắc của vi phân GPS nh sau: Do các vệ tinh ở rất cao nên với 2 máy thu tơng đốigần nhau, ví dụ 100 hay 200 km thì đờng truyền tín hiệu từ vệ tinh tới máy thu gần nhtrùng nhau và sóng vô tuyến coi nh chịu chung một sai số Nh vậy nếu biết đợc chínhxác tọa độ của một máy thu nhờ các phơng pháp thực địa (thông thờng máy thu này đặt

ở trên bờ) thì có thể tính toán đợc sai số đó chính xác đến cm Sai số này sẽ đợc hiệuchỉnh vào máy thu thứ hai (đặt trên tàu biển) giúp cho máy thu này tính toán vị trí của nóchính xác hơn Phơng pháp này có thể loại bỏ hầu hết các sai số của hệ thống GPS.Nếu máy thu thứ hai càng ở xa máy thu thứ nhất (trạm vi phân GPS) thì độ chính xác của

• Phơng pháp phát số hiệu chỉnh toạ độ Theo phơng pháp này, trạm sẽ thu tínhiệu vệ tinh, xác định vị trí của nó, tính ra sai số vị trí theo Δϕ, Δλ và phát các sốhiệu chỉnh này cho máy thu GPS trên tàu để hiệu chỉnh ngay vào vị trí tính toán

đợc

17

• Phơng pháp sử dụng trạm phát tín hiệu vệ tinh giả, theo phơng pháp này coi trạm

vi phân là một vệ tinh giả phát tín hiệu giống nh vệ tinh, máy thu thu tín hiệu trực

tiếp từ vệ tinh giả này và tính toán vị trí tàu

Để máy thu trên tàu có thể thu đợc tín hiệu của trạm DGPS cần có các yêu cầu

sau:

• Khoảng cách từ máy thu đến trạm DGPS không quá tầm hoạt động của trạm (tra

bảng)

• Máy thu phải là loại thiết kế có thể thu đợc DGPS hoặc phải có máy thu DGPS

riêng, ngoài ra phải có anten DGPS riêng

Thứ tự xác định vị trí tàu bằng DGPS:

• Tra các thông số trạm DGPS: Có thể tra trong danh mục Radio (Admiralty List of

Radio Signal, Volume 2) Dới đây là trích từ ALRS:

IntegrityMonitoring

Status Transmit

tedMessagetype

Remarks

Tx fx(inkHz)

Txrate(inbps)

Refere-ncestation

Transm-it station

United

Kingdo m

Cũng có thể đặt máy thu GPS ở chế độ tự động thu tín hiệu DGPS (nếu máy thu

có chức năng này) Khi tàu ở gần trạm vi phân GPS thì máy thu sẽ tự động thu nhận tín hiệu vi phân, nếu sau một khoảng thời gian nhất định không có tín hiệu

vi phân GPS thì máy tự động chuyển sang chế độ GPS bình thờng Từ bảng chọncác trạm phát thích hợp gần với vị trí tàu

động chuyển sang chế độ GPS bình thờng

• Một thông số nữa cũng cần chọn cho máy thu là tốc độ thu nhận tín hiệu DGPS

(baud rate) Thông số này thờng cho phép lựa chọn một vài giá trị cho sẵn Giá trị thông thờng là 4800 bps Việc lựa chọn giá trị ở đầu vào này sẽ định dạng

cho tín hiệu đầu ra của máy thu nhằm có thể kết nối máy thu DGPS với các thiết

bị hàng hải khác nh hải đồ điện tử, ARPA

Sau đó máy thu đã có thể thu nhận tín hiệu DGPS để xác định vị trí Trên màn chỉ thịthờng kèm theo một ký hiệu chỉ rõ vị trí đang hiển thị là vị trí DGPS

VI Độ chính xác của vị trí tàu xác định bằng GPS:

VII Một số hệ thống hàng hải vệ tinh toàn cầu khác: GLONASS và GNSS

19

Phần II: Radar hàng hải

Tài liệu tham khảo:

Quyển 1: Radar hàng hải PGS.TS Trần Đắc Sửu Trờng ĐHHH

Quyển 2: Radar and Electronic Navigation G.J Sonnenberg,Frin

Quyển 3: Sử dụng Radar trên biển Tiếu Văn Kinh

Quyển 4: Hớng dẫn nghiệp vụ hàng hải tập 1.Tiếu Văn Kinh

Quyển 5: Radar Navigation and maneuvering board manual

Quyển 6: Radar and Arpa manual

Chơng 1 Giới thiệu chung về radar hàng hải.

ξ1 Giới thiệu chung.

ξ2 Sơ đồ khối radar hàng hải.

ξ3 Nguyên lý đo khoảng cách trong radar hàng hải.

ξ4 Nguyên lý đo góc trong radar hàng hải.

ξ5 Các thông số kỹ thuật của radar hàng hải.

ξ6 Các thông số khai thác của radar hàng hải.

ξ7 Các chế độ chuyển động trong radar hàng hải.

ξ8 Các chế độ định hớng trong radar hàng hải.

Chơng 2: Mục tiêu radar hàng hải.

ξ1 Các loại phản xạ trong radar hàng hải.

ξ2 Tầm xa tác dụng của radar trong không gian tự do.

ξ3 Tầm xa tác dụng của radar khi có ảnh hởng của mặt biển.

ξ4 Các yếu tố ảnh hởng đến tầm xa tác dụng của radar.

ξ5 Một số phản xạ không mong muốn trong radar hàng hải.

ξ6 Các thiết bị tăng cờng sóng dội thụ động.

ξ7 Các thiết bị tăng cờng sóng dội chủ động Racon, Ramark, Sart.

Chơng 3: Cấu tạo của radar hàng hải.

ξ1 ăng ten radar hàng hải.

1.1 ống dẫn sóng

1.2 Các loại ăngten radar hàng hải

1.3 Chuyển mạch dùng đèn phóng điện

ξ2 Máy phát radar hàng hải.

2.1 Sơ đồ khối radar hàng hải

2.2 Nguyên lý hoạt động của máy phát radar hàng hải

2.4 Cấu tạo và hoạt động của đèn Magnetron

2.5 Cấu tạo và hoạt động của bộ điều chế máy phát radar hàng hải

ξ3 Máy thu radar hàng hải.

3.1 Sơ đồ khối máy thu radar hàng hải

3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ trộn radar hàng hải

3.3 Cấu tạo bộ dao động nội, nguyên lý hoạt động và bảo quản diode gun

3.4 Mạch khử nhiễu ma trong radar hàng hải

3.5 Mạch khử nhiễu ma trong radar hàng hải

ξ4 Máy chỉ báo radar hàng hải

4.1 Sơ đồ và chức năng của các khối trong máy thu radar hàng hải

4.2 Mạch tạo dấu mũi tầu trong radar hàng hải

4.3 Mạch tạo quét trong radar hàng hải

4.4 Mạch đồng bộ đồng pha trong radar hàng hải

4.5 Mạch tạo dấu cự li cố định

4.6 Mạch tạo dấu cự li di động

Chơng 4 Cách khởi động và chỉnh định Radar hàng hải

23

ξ1 Giới thiệu chung.

1.1 Giới thiệu chung:

Thuật ngữ RADAR là từ viết tắt của cụm từ : Radio Detection and Ranging Tại nớc Anhthì trớc đây nó là từ viết tắt của cụm từ radio drection finding để giữ bí mật về khả năng

đo khoảng cách của chúng

Radar sử dụng một hiện tợng chúng ta thờng quan sát đợc đó là nguyên lý phản xạ

(Echo Principle) Nguyên lý này có thể diễn giải nh sau:

Nếu một tiếng còi tàu đợc phát ra từ giữa đại dơng thì năng lợng sóng âm sẽ dần bị mất

đi và đến một lúc nào đó chúng sẽ bị biến mất hoàn toàn Tuy nhiên, nếu nh tiếng còi đó

đợc phát ra từ khu vực gần một ghềnh đá, thì một phần năng lợng sóng âm sẽ đợc phảnxạ trở lại tàu, trong thuật ngữ hàng hải tín hiệu nh vậy ngời ta gọi là Echo

Loại tín hiệu điện từ đợc phát đi từ radar hàng hải là phụ thuộc vào loại thông tin cần thu

đợc từ mục tiêu Trong hàng hải sử dụng loại Radar xung Radar xung có thể xác địnhkhoảng cách đến mục tiêu bằng cách đo thời gian cần thiết cho chùm năng lợng sóng vôtuyến di chuyển tới mục tiêu và phản xạ trở lại Ngoài ra, ngời ta còn sử dụng anten địnhhớng để xác định đợc phơng vị tới mục tiêu

Radar hàng hải là loại radar chủ động (active radar) Nó không phụ thuộc vào loại nănglợng phát đi từ mục tiêu

Radar hàng hải có 3 loại đợc xác định theo tiêu chuẩn quốc tế đó là:

Loại 1: X-band là loại radar có bớc sóng λ= 3cm, hay có tần số từ 9300 - 9500Mhz Loại 2: S-Band là loại radar có bớc sóng 10cm, hay là có tần số từ 2900 - 3100Mhz Loại 3: Là loại radar có bớc sóng λ= 0.8 cm - Q band

2 2 Lịch sử phát triển:

Radar, một thiết bị dùng để sử dụng cho việc phát hiện và đo khoảng cách tới các mục

tiêu, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và thời gian, là một trong những phát minhkhoa học quan trọng nhất trong thế chiến II Sự phát triển của nó, cũng giống nh cácphát minh khoa học khác đợc sinh ra bởi sự cần thiết

Đầu năm 1800, nhà vật lý ngời Anh, Micheal Faraday chứng minh rằng dòng điện có thểsản sinh ra từ trờng

Năm 1886 kỹ s Heinrich Hertz ngời mà sau này tên của ông đợc đặt cho đơn vị đo củatần số đã công bố rằng sóng điện từ có thể phản xạ lại từ các vật thể kim loại Năm 1904một kỹ s ngời Đức, Christan Hulsmyer, đã chế tạo ra một thiết bị vô tuyến có khả năngphát hiện ra các tàu khác nhng lại thu hút đợc ít sự chú ý vì tầm xa tác dụng của nó Kỹ

s Marconi, dựa trên những nghiên cứu của Hertz đã đa ra nhng nguyên lý cơ bản vềRadar

Mặc dù Radar đã đợc sử dụng từ năm 1920 để xác định độ cao của tầng điện ly, nhngmãi đến năm 1935 thì Radar xung mới đợc đa vào để tìm kiếm và xác định độ cao củamáy bay, năm 1930 có rất nhiều sự phát triển đồng thời nhng độc lập trong lĩnh vực kỹthuật Radar ở Anh, Mỹ, Pháp, Đức Năm 1937 thì Radar lần đầu tiên đợc lắp đặt trên cáctàu chiến và năm 1939 đánh dấu một bớc ngoặt trong sự cải tiến tính năng của Radar

Năm 1944 thì Radar dân dụng đợc lắp đặt trên các tàu thơng mại với mục đích là đểtránh va.

Mặc dù Radar ngày nay đã có những cải tiến đáng kể về hình dáng và tính năng so vớicác Radar đầu tiên nhng các nguyên lý của chúng thì vẫn không thay đổi

Một số loại radar đã và đang đ ợc sử dụng trên thế giới :

1) A-Scan Radar.

Đây là loại Radar xuất hiện từ rất lâu trên thế giới (1940), trong loại Radar này thì chấm

điện tử sẽ dùng để tạo ra một hớng ngắm theo phơng ngang (trace) bắt đầu từ phía bêntrái của màn hình ống phóng tia điện tử Một số tính năng sau ta cần phả xem xét:

a) Một trace sẽ đợc tạo ra khi mỗi lần radar phát xung và sự kiện này sẽ đợc chỉ ra bằngmột ký hiệu phát tạo ra do việc gây lệch thẳng đứng của chấm điện tử

b) Vận tốc của chấm điện tử khi di chuyển từ tâm ra biên là đợc xác định bằng khoảngthời gian cần thiết để xung di chuyển đến mục tiêu rồi quay trở lại Sau khi chấm điện tửhoàn thành một trace thì độ sáng của nó tự động đợc giảm xuống 0 và quay trở lạ vị tríban đầu chờ lần phát tiếp theo

c) Các tín hiệu từ mục tiêu trởvề sẽ đợc hiện lên trên màn ảnh ở những khoảng cách xahơn

Xem xét hình vẽ trên ta thấy rằngkhoảng cách ngang giữa kí hiệucủa tàu và echo spike là khoảngcách của tàu đến mục tiêu Nh vậynếu nh khoảng cách tối đa màRadar có thể phát hiện mục tiêu là

12 hải lý thì thời gian di chuyển củachấm điện tử phải là 148∝s Thông

số này gọi là thời gian cơ sở(timebase) và tất cả khoảng cáchcủa các tín hiệu là dựa trên thông

số này Nếu một một mục tiêu cókhoảng cách là 6 hải lý thì tín hiệuphản xạ trở về phải có thời gianbằng 1/2 timebase và sẽ đợc hiểnthị ở khoảng cách bằng 1/2 khoảngcách lớn nhất Do nhợc điểm của A

- Scan là không thể đồng thời hiểnthị thông tin ở trên tất cả các hớng đồng thời nên ngời ta chế tạo ra một loại Radar có gọi

là PPI – plan position indicator (chỉ báo vị trí phẳng –3600)

2) Radar PPI (radial scan)

Trong Radar hàng hải thì thuật ngữ anten, aerial và Scaner là dùng để chỉ một thiết bịdùng để phát năng lợng vào trong không gian

25

Trong loại Radar PPI và quéttheo bán kính, điểm điện tử đợctồn tại dới dạng một đờng quét và

điểm xuất phát bắt đầu từ tâmmàn hình, một tín hiệu phản xạ trở

vè sẽ có tác dụng làm tăng độsáng của điểm quét, do đó ngờiquan sát phải có khả năng điềuchỉnh đợc độ sáng của màn hình

để làm tối đa hoá khả năng pháthiện sự tăng lên nhỏ nhất về độsáng Trong một phạm vi giới hạnthì độ sáng của vết di chuyển củatia điện tử là phụ thuộc vào cờng

độ tín hiệu phản xạ trở về Trongloại A – Scan thì điểm xuất phát của tia điện tử trùng với thời điểm phát xung và độ kéodài của vết này trùng với thời gian cơ sở Do đó những mục tiêu nằm ở thang tầm xa lớnnhất ở thang tầm xa đã chọn thì sẽ xuất hiện ở biên của màn hình Khi mà tia điện tửhoàn thành một vòng quét thì nó tự động giảm về 0 và tia điện tử di chuyển trở lại tâmmàn hình để chờ đợi lần phát xung tiếp theo Trong loại chỉ báo bằng PPI thì tia điện tửlần 2 sẽ lệch so với tia điện tử lần 1 một góc nhỏ, trong Radar loại PPI an ten quay liêntục và tự động theo chiều kim đồng hồ tạo ra sấp xỉ 3600 đờng trong một vòng quay, cáctia điện tử di chuyển liên tục từ tâm ra biên sẽ làm cho có thể hiển thị mục tiêu theo tấtcả các hớng với các góc chính xác và các mục tiêu là tơng quan với nhau Các mục tiêu

có thể hiện ảnh trên màn hình cho những khoảng thời gian nhất định bởi vì tính chất củachất phủ màn hình đó là tính d huy Do đó các mục tiêu sẽ tồn tại trên màn hình cho đếnkhi có một vòng quay mới Do đó loại Radar PPI thích hợp cho việc tránh va và sử dụngcho mục đích hàng hải

3) Radar màn hình tổng hợp (Synthetic Display)

- Đây là loại radar sử dụng việc các bộ vi xử lý tín hiệu của máy tính để lu trữ và xử lý tínhiệu sau đó tổng hợp lại thành hình ảnh

Đây là loại radar có độ chính xác cao và ít nhiễu nên ngày càng đợc phát triển trên cáctàu

Sơ đồ khối radar hàng hải

- Một loại radar xung thông thờng bao gồm 6 thành phần cơ bản nh sau:

- Nguồn cung cấp: có thể là AC hoặc DC

- Bộ tạo xung khởi động: có nhiệm vụ đồng bộ các tín hiệu Tạo xung khởi động (trigger) cung cấp cho máy phát và tính toán thời gian giữa các lần cung cấp xung sao cho phù hợp với thang tầm xa Nó đồng thời cũng cấp xung khởi động cho máy quét và phối hợp hoạt động của các mạch khác

- Máy phát: Có nhiệm vụ tạo ra xung năng lợng tần số cao

- Máy chỉ báo: Hiển thị hình ảnh của mục tiêu trên màn hình.

Các qui định của Solas về trang bị radar trên tàu.

Theo điều 12, chơng V:

- các tàu từ 500 GT trở lên đợc đóng vào và sau ngày 1/9/1984 và tàu từ 1.600GT trở lên

đóng trớc 1/9/1984 phải đợc trang bị Radar

- Các tàu từ 10.000GT trở lên phải đợc lắp đặt 2 radar hoạt động độc lập với nhau Mộttrong 2 radar phải hoạt động ở dải tần số 9Ghz

- Thiết bị tự động đồ giải tránh va phải trang bị trên các tàu:

- Tàu từ 10.00 GT trở lên đóng vào và sau ngày 1/9/1984

- Tàu dầu đóng trớc ngày 1/9/1984 thì qui định nh sau:

+) Nếu tàu có trọng tải lớn hơn 40.000GT thì không chậm hơn ngày 1/1/1985.+) Nếu tàu có trọng tải 10.000< Trọng tải tàu<40.000 GT thì không chậm hơn1/1/1986

27

Chơng 2: Các nguyên lý cơ bản của radar.

2.1 Khái niệm về xung điện từ.

- Xung điện là một đại lợng điện biến đổi rất nhanh theo một qui luật nhất định

Thời gian tồn tại của xung gọi là τx: = 0.01 - 0.1 às

Chu kỳ lặp xung gọi Tx

Một số loại xung điện thờng gặp.

2.2 Nguyên lý đo khoảng cách.

2.2.1 Nguyên lý về tín hiệu phản xạ.

Một vật thể (thông thờng đợc gọi là một mục tiêu - target) sẽ đợc phát hiện bởi một xung

điện và sự tiếp nhận một phần xung điện đó (tín hiệu phản xạ - echo) đợc phản xạ trở về

từ mục tiêu với cùng hớng với máy phát Hiện tờng này tơng tự nh trờng hợp với sự phảnxạ của sóng âm từ đất liền Nếu nh ta phát một hồi còi, năng lợng phát ra ngoài và mộtphần của chúng sẽ đập, ví dụ vào một mỏm đá Nếu nh tín hiệu này phản xạ trở lại tàu

và với một cờng độ đủ mạnh, nó có thể đợc nhận biết nh là một tín hiệu âm với độ dài và

âm sắc nh là tín hiệu ban đầu Ta xem xét một số điểm nh sau về tín hiệu phản xạ:a) tín hiệu phản xạ là không bao giờ có cờng độ nh tín hiệu ban đầu

b) Cơ hội để có thể phát hiện tín hiệu phản xạ là phụ thuộc vào thời gian phát và độ lớncủa tín hiệu ban đầu

c) Các tín hiệu ngắn nên đợc sử dụng để phát hiện các mục tiêu gần

c) Cần phải có một khoảng thời gian phù hợp giữa các lần phát tín hiệu để cho các tínhiệu từ xa có thể trở về

đích tính toán đợc đơn giản hơn thì ngời ta coi nh vận tốc của sóng là không đổi c: =3.108 m/s, bởi vì khoảng cách này là khá lớn nên trong thực tế ngời ta lấy đơn vị tính thờigian là ∝s (micro giây)

1 ∝s = 10-9s

D= cxtR= D/2

tt

Khoảng cách mà sóng truyền đợc trong 1∝s là 300 mét Dựa vào đơn vị tính này ta sẽ có

đợc mối liên hệ giữa khoảng thời gian phát và thu xung với tầm xa phát hiện mục tiêu

- giả sử

D: khoảng cách di chuyển của tín hiệu

R: Tầm xa tới mục tiêu

T: thời gian giữa lần phát và thu(∝s)

S: vận tốc của sóng vô tuyến

Thì ta có:

D= S xT

R= (S xT)/2R=(300xT)/2 = 150xT

Ta xem xét một số ví dụ sau:

Ví dụ 1: tính toán thời gian giữa lần thu và phát xung biết rằng khoảng cách từ mục tiêutới tàu là 50mét, 12hải lý

Từ công thức trên:

- với R=50 mét => 50=150xT=> T= 50/150 = 0.33(∝s)

-với R=12 hải lý =>12x1853=150xT=> T=12x1853/150 = 148(∝s)

Nguyên lý đo khoảng cách tới mục tiêu nh sau:

- Tại thời điểm khi mà anten radar phát tín hiệu tới mục tiêu, phụ thuộc vào thang tầm xa đồng thời tín hiệu điều khiển sẽ làm cho chấm điện tử di chuyển từ tâm màn hình ra biên với thời gian sao cho khi chấm điện tử chạm vào biên màn hình trùng với thời điểm cần thiết mà tín hiệu đi đến mục tiêu xa nhất ứng với thang tầm xa đó quay trở về

2.3 Nguyên lý đo góc tới mục tiêu.

2.3.1 Phát định hớng và thu tín hiệu

Trớc hết ta xem xét việc phát tín hiệu bằng âm thanh nh phần 1.2.1, nếu nh ta dùng hồicòi này để phát tín hiệu trong tầm nhìn xa hạn chế thì ta không thể biết chính xác tín hiệuphản hồi về từ hớng nào, việc này là do 2 nguyên nhân:

a) Vị trí của còi: nếu nh nó đợc lắp đặt tại vị trí không bị vớng nó sẽ phản xạ tín hiệu trởlại trên mọi hớng

b) Tai nghe: Do tai con ngời có cấu tạo để có thể tiếp nhận âm thanh hơn 1800 về mỗibên

Do đó để có thể xác định đợc hớng tới mục tiêu thì điều cần thiết đó là phải có khả nănggiới hạn việc phát trong mặt phẳng ngang theo một hớng và việc thu cũng phải giới hạntrên hớng này

Trong Radar hàng hải thì một anten đơn (scanner hoặc aerial) đợc sử dụng cho cả 2mục đích thu và phát Nó đợc thiết kế sao cho có thể phát năng lợng vào trong một chùmrất nhỏ theo phơng ngang Và góc mà tại đó chùm tia bị giới hạn gọi là góc mở ngang(Beamwidth)(hình 1.8) Nó phải có giá trị không lớn hơn 2,50 theo tiêu chuẩn của IMO.Tuy nhiên trong Radar hàng hải có khi giá trị này còn 0,750 Tính chất thu của anten đó

là chỉ tiếp nhận các tín hiệu trở về nằm trong giới hạn của góc mở ngang Và nó kéo theotính chất của chùm tia an ten đó là chỉ những mục tiêu nào nằm trên hớng của chùm tia

29

thì mới xuất hiện trên đờng quét Do đó 1 đờng quét chỉ thể hiện những mục tiêu nàonằm trên chùm tia phát.

2.3.2 Đồng bộ tia quét và tốc độ quay anten.

Một tính năng cần thiết của Radar đó là thiết kế sao cho nó cung cấp ảnh 3600 Để thựchiện đợc điều này thì cả tia quét và anten phải quay đồng bộ, đồng pha theo chiều kim

đồng hồ, liên tục và tự động, khoảng cách giữa các lần phát xung khác nhau (cũng làthời điểm mà chấm điện tử chạy từ tâm ra biên) hay chính là tần số lặp xung có giá trịnằm trong một phạm vi giới hạn nhng trung bình tần số lặp xung này là có giá trị trungbình vào khoảng 800às(1/1250s)

60

x =0,007s.

Nh vậy trong tức là khi anten quay qua 10 thì sẽ có:

n:=0,007x1000=7 xung đập đến mục tiêu

Nh vậy sẽ có 7 lần tín hiệu đập đến mục tiêu và 7 lần tia quét chạy từ tâm ra biên vàhiển thị ảnh trên đờng di chuyển của nó

Và cứ 1/7 độ sẽ có 1 xung đợc phát đi và quay trở về

Kết luận: Nh vậy, trong radar hàng hải để đo đợc góc tới mục tiêu, ngời ta cho tia quét và anten quay đồng bộ và đồng pha với nhau

Ví dụ: Giả sử có một mục tiêu ở phía 450 mạn phải của tàu

• mục tiêu

2.4 Các thông số kỹ thuật và khai thác của radar hàng hải

3.2.4 Tầm xa nhỏ nhất có thể phát hiện mục tiêu của radar

Công thức thang tầm xa phát hiện mục tiêu trên là một công thức chỉ cho ta biết đợckhoảng cách lớn nhất mà ta có thể phát hiện mục tiêu của radar Nhng trong một số tr-ờng hợp thì thang tầm xa nhỏ nhất mà có thể phát hiện mục tiêu của radar lại đóng mộtvai trò hết sức quan trong nh là trờng hợp điều khiển tàu vào luồng Khoảng cách này đ-

ợc qui định bởi IMO là 50m Rõ ràng là radar không thể phát hiện mục tiêu nếu nh trong

khi máy phát làm việc theo nguyên lý đo khoảng cách.

Ví dụ: tính khoảng cách nhỏ nhất mà radar không phát hiện đợc mục tiêu với chiều dàixung phát τx là 1.0 às.

Theo công thức tính khoảng cách ta có :

31

2

Ct

Nh vậy ta có Dmin:= (0.1 x 300)/2 = 15m

Nh vậy khoảng cách phát hiện mục tiêu nhỏ nhất của radar theo lý thuyết là 15m

Nh vậy khoảng cách này so với yêu cầu của IMO là con nhỏ hơn rất nhiều Nhng trongthực tế ta không thể đạt đợc nh vậy là vì một số lý do sau:

1 Tại thang tầm xa gần mục tiêu có thể nằm dới chùm tia theo phơng thẳng đứng, mặc

dù nó có thể đợc phát hiện bởi búp phụ Giả sử rằng chùm tia không bị vớng bởi các kiếntrúc trên tàu thì tầm xa mà mục tiêu có thể bị phát hiện là phụ thuộc vào chiều cao củaanten (hình vẽ số 3.1 (b))

Ta có thể tính đợc khoảng cách này nh sau:

Thuật ngữ ''orientation' là để chỉ phơng pháp chọn hớng tham chiếu đợc tính từ hớng

0000 trên vành khắc độ của Radar (12h) Mặc dù heading marker luôn đợc tạo ra tại thời

điểm mà búp phát chùm lên mặt phẳng trục dọc tàu nhng ta có thể quay toàn bộ ảnhtrên màn hình đi 1 góc nào đó để cho hớng 0000 biểu thị một hớng khác Trong thực tế

có 3 loại chế độ định hớng đợc sử dụng:

1 Sử dụng dấu mũi tàu - HEAD UP (không ổn đinh)

2 Sử dụng hớng bắc thật (North) - NORTH UP (ổn định)

3 Sử dụng hớng tàu thật (Course) - COURSE - UP.(ổn định)

Thuật ngữ Presentation dùng để chỉ ra chế độ chuyển động đ“ ” ợc sử dụng trên mànhình Trong radar hiện đại dùng 2 loại chế độ chuyển động:

1 Chuyển động thật (True Motion)

αđ

DminH

2 Chuyển đông tơng đối (Relative Motion).

2.5.1 Chế độ định h ớng mũi tàu HEAD UP

Chế độ này đợc gọi nh vậy là vì ngời quan sát sẽ xem xét hình ảnh chuyển động trênmàn hình với hớng của dấu mũi tàu Khi loại Radar PPI đa vào sử dụng thì không có điềukhoản nào dành cho chế độ ổn định ph“ ơng vị có nghĩa là đ” a tín hiệu la bàn vào trongchế độ ổn định

vành khắc độ và khi tàu thay đổi hớng thì dẫu mũi tàu không di chuyển ra khỏi vị trí 0000

mà thay vào đó là ảnh mục tiêu sẽ thay đổi theo hớng ngợc lại với sự chuyển hớng củatàu

33

Một thiếu sót lớn của chế độ định hớng loại này đó là sự không ổn định của ảnh, chỉ cầnmột sự thay đổi nhỏ về hớng đi cũng kéo theo toàn bộ màn hình quay theo hớng ngợclại Tính chất này giới hạn sự sử dụng chế độ chuyển động này theo 3 điểm chính sau:

1 Nếu nh có sự thay đổi lớn về hớng đi thì bất cứ khu vực nào của tín hiệu phản hồi từdải bờ sẽ bị làm thành vết trên màn hình làm cho khó nhận dạng các mục tiêu đặc biệt,tính d huy này còn làm cho các mục tiêu độc lập, mục tiêu nổi trở nên không rõ ràng cho

đến khi tàu đã ổn định trên hớng mới

2 Trong thực tế thì con tàu không phải lúc

nào cũng ổn định trên hớng đi bởi vì nó còn

chịu tác động của sóng gió nên tàu sẽ lắc

một chút yaw xung quanh h“ ” ớng đi Trong

các màn hình sử dụng chế độ định hớng

không ổn định, thì vấn đề đặt lên trên hết đó

là sự thay đổi về góc của tất cả mục tiêu khi

tàu lắc làm cho tốc độ và sự thoải mái

trongviệc xác định góc đo bị giới hạn Trong

trờng hợp này thì phải đo góc tới mục tiêu và

đọc giá trị đo phải đồng thời Giá trị đo này

sau đó sẽ đợc hiệu chỉnh với hớng tàu để

cho ta phơng vị thật cho việc xác định vị trí

tàu hay đồ giải Radar

3 Nó có thể gây ra nhầm lẫn khi đồ giải bởi

vì khi tàu lắc một chút dẫn đến phơng vị

mục tiêu thay đổi có thể gây ra tình huống

tàu mục tiêu chuyển hớng trong khi nó vẫn

giữ nguyên hớng đi

2.5.2 Chế độ đinh h ớng Bắc thật (true north orientation )

Để có thể dùng đợc chế độ này thì điều quan trọng là Radar phải đợc nối với la bàn con quay.(phần kết nối sẽ đợc mô tả trong phần 2.6.3).

Trong chế độ định hớng bắc thật, dấu mũi tàu sẽ trùng với một giá trị trên vành khắc độbằng với giá trị hớng đi thực tế của tàu, hớng 0000 sẽ trùng với hớng bắc thật, khi tàuthay đổi hớng đi thì chỉ có dấu mũi tàu thay đổi còn tất cả các mục tiêu vẫn giữ nguyên vịtrí của nó Do đó không có sự nhoè ảnh do tàu lắc hoặc thay đổi hớng đi và không gâynhầm lẫn cho ngời đồ giải Khi ta đo góc tới mục tiêu thì ta đợc phơng vị thật (truebearing) và do hình ảnh trên Radar là giống nh trênhải đồ nên tiện lợi cho việc xác định

2.5.3 Chế độ định h ớng h ớng tàu (Course up)

Trong chế độ định hớng này thì dấu mũi tàu lại trùng với vị trí 0000 của vành khắc độ ớng Bắc thật đợc đánh dấu bằng một dấu nhỏ trên màn hình, khi tàu thay đổi hớng đi thìmũi tàu di chuyển trên màn hình còn ảnh mục tiêu vấn đứng yên miễn là hớng tàu khôngthay đổi một góc quá lớn thì chế độ định hớng này là sự kết hợp những đặc tính tốt của 2chế độ trên Khi hớng tàu thay đổi lớn thì cần đặt lại chế độ này bằng cách ấn lại nútcourse up

Trong Radar hiện đại ngày này thì có 2 loại chế độ chuyển động đó là :

- Chuyển động thật – True motion

- Chuyển động tơng đối – Relative Motion

1.5.1 Chế độ chuyển động tơng đối (The relative – motion presentation)

Trong chế độ chuyển động này thì tàu chủ luôn luôn ở tại tâm của màn hình và đứng yên

và dẫn đến kết quả là các mục tiêu chuyển động sẽ chuyển động một cách tơng đối sovới tàu chủ, các mục tiêu đứng yên sẽ di chuyển ngợc lại với hớng của tàu chủ

Ví dụ:

(tàu quan sát) di chuyển theo hớng 0000 tốc độ 10kn và không đổi

1) Tàu A cách tàu chủ 7 hải lí trên hớng đi và đang neo trên hớng 450

2) Tàu B cách tàu chủ 8 hải lý nằm ở phía chính đông (due east) so với tàu A và đangchạy theo hớng 2700 với vận tốc 10kn

37

3) Tàu C cách tàu A 5 hải lý và đang đi theo hớng 1800

4) Một phao báo hàng hải có kích thớc lớn đang đứng yên và cách tàu chủ 7 hải lý ở phíachính tây (due west) so với tàu A

Để trợ giúp cho có thể hiểu đợc hình ảnh trên Radar ở chế độ chuyển động tơng đối taxem hình vẽ trên màn hình PPI

- Hình vẽ 1.15c thể hiện các mục tiêu quan sát đợc tại lúc 10h30’

Ta có thể thấy trên màn hình thì các hình ảnh của mục tiêu không thể hiện đợc một cáchchính xác hình dáng bên ngoài của nó Ta sẽ xem xét lần lợt từng mục tiêu cụ thể

Mục tiêu A sẽ giúp cho chúng ta có một nguyên lý cơ bản về chuyển động của các mục

tiêu còn lại (trong trờng hợp này thì ta coi nh tàu chủ di chuyển theo một hớng thẳng không bị lắc)

Trong khoảng thời gian từ 10h00 đến 10h30 ta thấy rằng tàu chủ sẽ di chuyển đợc mộtkhoảng cách là 5 hải lý trên thực địa (tốc độ tàu là 10kn) nhng trong thiết kế thì tàu chủlại đứng yên, nên khoảng cách tới mục tiêu A sẽ giảm theo tốc độ là 10kn, kết quả làmục tiêu A sẽ di chuyển với vận tốc là 10kn Từ đó ta có thể kết luận là các mục tiêu

đứng yên sẽ di chuyển theo hớng ngợc lại với tàu chủ với vận tốc bằng vận tốc của tàu chủ.

Ta đi xem xét mục tiêu B

Tại 1000 nó ở vị trí 8 hải lý chính đông so với tàu A Bởi vì tàu B đang chạy theo hớngchính đông so với tàu A với vận tốc là 10kn nên rõ ràng là tại vị trí 10h30 thì nó phải cáchtàu A một khoảng là 3 hải lý và ở phía chính đông so với tàu A Trên màn hình rõ ràng làBB1 là vết di chuyển của tàu B sẽ chỉ cho ta biết đợc khoảng cách va hớng mà tàu B sẽ

di chuyển đợc trong 30’ nếu không tàu nào điều động nhng trên màn hình thì nó lại chỉ ramột hớng đi và tốc độ là rất khác Do đó ngời quan sát phải có một kiến thức về Radar

để có thể hiểu tình huống và phán đoán ra chuyển động của tàu mục tiêu

Tàu B chuyển động theo một hớng là tổng hợp của 2 chuyển động

Ta xem xét chuyển động của tàu C

Tại 1000 nó ở vị trí 5 hải lý chính bắc (due north) so với tàu A và đang chạy theo hớng

1800 tức là thẳng tới tàu A với vận tốc 5 knnots Rõ ràng là tại thời điểm 1030 nó phảicách tàu A một đoạn 2.5 hải lý Trên hình vẽ ta thấy rằng mục tiêu A di chuyển theo hớngnam(1800) với vận tốc 5 knots nên dẫn đến C sẽ phải di chuyển với vận tốc 7,5 hải lýtheo hớng Nam Quay trở lại trờng hợp tàu B thì ta thấy rằng tàu B sẽ di chuyểntheo mộthớng khác với tốc độ khác so với chuyển động thật của nó Nhng tàu A lại di chuyển theo

đúng hớng của nó với vận tốc khác với vận tốc thật của nó (2,5 knots so với 7,5 knots

nh trên )

Ta có thể kết luận là: những mục tiêu di chuyển theo hớng ngợc với hớng tàu chủ sẽ dichuyển trên cùng hớng nhng với vận tốc khác vận tốc thật

Ta xét mục tiêu là phao tiêu tại thời điểm ban đầu 1000 thì nó ở vị trí chính Tây so với

tàu A sau đó do bị ảnh hởng của dòng nó bị trôi về phía tàu A với vận tốc 4kn

Tại thời điểm 1030 thì nó ở vị L1 Nh vậy thì phao tiêu cũng di chuyển theo hớng là tổnghợp của 2 chuyển động

+) Chuyển động thật của nó

+) Chuyển động của một mục tiêu đứng yên (tốc độ và hớng xác định bởitàu chủ)

39

1.5.2 Chế độ chuyển động thật

trong chế độ chuyển động tơng đối thì ta

mục tiêu là phụ thuộc nhiều vào chuyển động của tàu chủ Nhng trong chế độ chuyển

động thật thì các mục tiêu trở nên độc lập so với tàu chủ, điều này thực hiện đợc là dotàu chủ cũng di chuyển trên màn hình theo đúng hớng và tốc độ của nó