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2019年01月04日

在没有道路分界线和交通指示灯的大海上,特别是在夜间或恶劣天气航行时,如何避免舰船相撞,看上去似乎是一道难题。事实上,在海上避碰规则日臻完善和导航技术高度发达的今天,如果不是故意撞击,即便是在恶劣的海况下,也是可以做到不发生碰撞事故的。


舰艇标配——陀螺罗经


罗经是海军舰艇上普遍装备的、用于保证航行和作战的重要导航设备,也是历史较为久远的导航设备之一。罗经是由罗盘发展演变而来的。由于罗经原理简单、使用方便且可靠性高,无论是水面舰艇还是潜艇,都配备有这种导航设备。


罗经一般分为两类,一类是陀螺罗经,也称电罗经,另一类是标准罗经,也称磁罗经。与磁罗经相比,陀螺罗经结构较为精密,不受铁磁干扰,指向精度高、使用方便,因此海军舰艇上经常使用的罗经为陀螺罗经。但使用陀螺罗经的前提是必须有电,当舰艇供电系统发生故障时,雷达导航等其他用电的导航设备也会失效,此时需启用磁罗经应急。


陀螺罗经导航原理是根据陀螺仪的定轴性和旋进性,利用地球自转和重力实现导航功能。由于陀螺罗经的主要功能是用于航线校正,不能显示迫近舰艇的信息,因此单靠罗经导航并不能防止碰撞事故,还需要辅助以雷达导航、声呐导航等主动型探测与导航装备。


无形之手——导航雷达


导航雷达属于主动型导航设备,在实现自身定位的同时,可以及时发现航线附近的危险接近物,因此是现代舰艇主要的海上避碰装备。舰艇导航雷达通过天线发射一定频率的电磁波来探测本舰周围的海面情况,以测定目标方位、距离,实现避碰、定位和进行导航。雷达导航主要用于引导舰艇出入港口、通过狭窄水道、沿岸航行和海上避碰,也可用于监视或寻找锚位、海上救援搜索和气象预报。


导航雷达在海上避碰中扮演的角色虽然重要,但受雷达电磁波直线传播特性影响,雷达对目标的探测存在阴影区。另外,受雷达天线高度与垂直波束宽度的限制,以及雷达发射脉冲宽度与收发开关恢复时间的限制,雷达观测还存在盲区。特别是对近距离目标、遮挡物后的目标探测能力有限,对于反射信号较弱的目标在发现方面亦存在欠缺。


上帝之眼——导航卫星


船舶上使用的卫星导航系统通常是集卫星定位、身份识别和通信联络于一体的综合系统,而非单一的导航卫星信号接收器。通常将该综合性系统称为“船舶自动识别系统”。该系统将船舶航速、位置、目的地、航向及航向改变率等动态参数,使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶的动静态信息,以便迅速互相通话协调,采取必要的避让行动。


船舶自动识别系统的首要功能是船舶识别,此外它还能提供更多的信息使双方清晰了解对方的操纵意图,使避让更为及时有效。国际海事组织强制要求所有300吨及以上的国际航行民用船舶、500吨及以上的非国际航行民用船舶,以及所有客船都要配备船舶自动识别系统,以减少海上碰撞风险。


土豪必备——综合舰桥


综合舰桥系统是在组合导航系统的基础上发展而来的船舶航行自动化系统。它利用计算机、网络、现代控制和信息融合等技术,将各种导航传感器、舰船操控、避碰雷达等设备有机结合起来,实现舰船航行自动化。该系统具有完善导航、自动驾驶、自动避碰、通信和航行管理控制等多种功能,提高了航行安全性。


海军舰艇综合舰桥系统除具备民船舰桥的基本功能外,还能够进行精确的航向、横移、平移、减摇控制,并与作战系统高度协调统一,实现了海军舰艇航行相关功能的一体化集成,是21世纪海军导航的主要发展方向。


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