船用导航雷达作为船舶主要的助航设备，已有近百年历史。随着技术进步，自动雷达标绘仪（ARPA）、船舶自动识别系统（AIS）、电子海图等在雷达设备中广泛应用。计算机技术的飞速发展，让人们可以使用自动检测、录取、跟踪、计算等来预测目标运动，用矢量、数字、图形、标绘显示被跟踪目标，并对碰撞危险做出判断及报警，从而保障航行安全。本书参照国内外相关标准及要求，对船用导航雷达及ARPA的功能、性能、组成、工作原理、测试、使用、安装维护进行了较为系统、全面的阐述及介绍，力求理论与实践相结合。本书适合从事船用导航雷达研制、生产、维修的技术人员，船用导航雷达使用人员，以及高等本科院校和高等职业院校相关专业的学生使用。

俞修本，男，1942年生，高级工程师，享受中华人民共和国国务院政府特殊津贴。?1966年大学毕业分到上海无线电四厂，后又在上海通讯设备公司工作。长期以来一直从事导航雷达（含ARPA-自动雷达标绘仪）的研制、生产、检测。20世纪七十年代参与苏制雷达的仿制，八十年代介入英制雷达的引进及国产化，九十年代进行厂校合作，自行开发研制囯产的导航雷达。多次获得国防科工委及上海市科技进步的奖项。

目 录

第1章 船用导航雷达及ARPA概述 1
1.1 概述 1
1.1.1 船用导航雷达 1
1.1.2 ARPA 3
1.1.3 常用的雷达与ARPA 4
1.2 导航雷达基本组成单元 5
1.2.1 基本单元（以三单元为例） 6
1.2.2 其他单元 9
1.3 雷达系统的组成及双雷达系统 10
1.3.1 雷达系统的基本组成 10
1.3.2 双雷达系统的介绍 10
1.3.3 几种典型雷达系统的配置 13
第2章 雷达工作原理 15
2.1 雷达基本原理与目标位置测量 15
2.1.1 雷达基本原理 15
2.1.2 目标距离测量的原理 18
2.1.3 目标方位测量的原理 19
2.2 最大探测距离与最大作用距离 19
2.2.1 最大探测距离及其影响因素 20
2.2.2 最大作用距离及其影响因素 20
2.2.3 极少杂波条件下的最大作用距离 23
2.3 最小作用距离及其影响因素 24
2.3.1 计算方法 25
2.3.2 影响因素 26
2.3.3 测试方法 27
第3章 雷达系统组成介绍 28
3.1 雷达天线的组成及主要技术指标 28
3.1.1 概述 28
3.1.2 天线单元及其主要技术指标 31
3.1.3 注意事项 34
3.2 雷达发射机的主要组成、作用及技术参数 37
3.2.1 雷达发射机组成框图 37
3.2.2 雷达发射机主要作用及技术参数 37
3.3 雷达接收机的组成、作用及技术指标 41
3.3.1 雷达接收机的组成 41
3.3.2 雷达接收机的主要作用 42
3.3.3 雷达接收机的主要技术指标 48
3.4 雷达原始视频信号的量化与存储 51
3.4.1 量化及存储 51
3.4.2 方位的存储 53
3.4.3 距离和方位存储器矩阵 55
3.5 操控单元的操作方法与流程 55
3.5.1 IMO关于“人机工程”的要求 55
3.5.2 操作的类型与要求 56
3.5.3 操作注意事项 56
3.5.4 常规的操作流程 56
3.6 固态雷达 62
3.6.1 固态雷达发射机的特点及其与磁控管雷达发射机的差异 62
3.6.2 磁控管雷达和固态雷达的工作原理 64
3.6.3 固态雷达的应用及注意事项 65
3.6.4 固态雷达发射机的保养及维修 66
第4章 雷达导航工具 67
4.1 常规导航工具 67
4.1.1 雷达显示器上显示目标的原理 67
4.1.2 雷达显示器上显示导航工具的信号波形 69
4.1.3 对各种导航工具的要求 70
4.1.4 导航工具运用举例 72
4.2 其他导航工具 73
4.2.1 平行指示线 73
4.2.2 电子导航线 77
4.2.3 地理地图 79
4.2.4 电子海图 81
第5章 雷达图像显示方式及目标运动模式 84
5.1 雷达图像显示方式 84
5.1.1 船艏向上（HUP） 84
5.1.2 正北向上（NUP） 85
5.1.3 航向向上（CUP） 86
5.1.4 几种显示方式的比较 86
5.1.5 几点说明 87
5.2 图像显示方式中的目标运动模式 87
5.2.1 相对运动模式 87
5.2.2 真运动显示模式 92
5.2.3 相对运动显示模式、真运动显示模式的对比 95
第6章 杂波和干扰条件下目标的检测 96
6.1 杂波条件下目标的检测 96
6.1.1 海杂波中目标的检测 96
6.1.2 降水杂波中对目标的检测 100
6.2 同频异步干扰及其抑制措施 101
6.2.1 同频异步干扰简介 101
6.2.2 抑制同频异步干扰的方法 102
6.2.3 正确使用抑制同频异步干扰措施 104
第7章 自动雷达标绘仪 105
7.1 ARPA工作原理 105
7.1.1 ARPA的避碰功能 105
7.1.2 用图解法求目标船的运动要素 106
7.1.3 ARPA工作过程 110
7.2 手动录取与自动录取 118
7.2.1 手动录取 118
7.2.2 自动录取 121
7.3 矢量与矢量的形式及其影响因素 124
7.3.1 矢量及其形式 124
7.3.2 与矢量变化相关的因素 124
7.3.3 矢量的显示 125
7.3.4 矢量显示与其他几种功能的关系 127
7.3.5 使用中的注意说明 128
7.4 MOON相关及MOON值与ARPA检测性能的关系 128
7.4.1 概述 128
7.4.2 M/N相关 129
7.4.3 M/N判断的作用 130
7.4.4 MOON比大小与ARPA自动检测性能的关系 130
7.4.5 几种ARPA的M/N取值 130
7.5 目标运动参数计算和PPC及PAD的形成 130
7.5.1 目标参数 130
7.5.2 PPC的计算 134
7.5.3 PAD的计算 136
7.6 尾迹和航迹及其区别 137
7.6.1 尾迹和航迹的概述 137
7.6.2 尾迹 137
7.6.3 航迹 139
7.7 锚位监视与回波基准的关系 140
7.7.1 概述 140
7.7.2 回波基准的概念 141
7.7.3 锚位监视 142
7.8 试操船及其相关因素 142
7.8.1 试操船简介 142
7.8.2 与试操船相关的因素及其他 143
7.8.3 运用试操船时的注意事项 147
7.8.4 试操船相关的流程示意图 148
7.8.5 试操船与模拟训练的关系及其流程图 149
7.8.6 几点说明 153
第8章 ARPA跟踪性能的要求及相关测试 154
8.1 跟踪目标状态判别及跟踪可靠性测试 154
8.1.1 跟踪目标的危险判别 154
8.1.2 跟踪目标丢失和跟踪目标交换 155
8.1.3 与跟踪性能、可靠性等相关的测试方法 157
8.2 ARPA（或ATA）标绘精度及测试方法 160
8.2.1 测试精度的目的 160
8.2.2 测试方法 160
8.2.3 测试的依据 161
8.2.4 测试步骤 161
8.2.5 测试中的几点说明 163
8.2.6 目前对跟踪精度的要求 163
8.2.7 测试实例 164
8.3 ARPA跟踪性能测试方法及要求 166
8.3.1 为什么要对ARPA进行跟踪性能的测试 166
8.3.2 跟踪性能测试的一些手段 166
8.3.3 跟踪性能测试的方法及要求 166
8.3.4 新标准对跟踪精度的要求及测试方法 167
8.3.5 其他测试内部要求 174
8.3.6 附录 175
第9章 模拟训练与性能试验 177
9.1 模拟训练目标及雷达信号模拟器 177
9.1.1 概述 177
9.1.2 模拟训练目标 177
9.1.3 雷达信号模拟器 179
9.2 雷达信号模拟器在内场测试中的应用 184
9.2.1 何为内场测试 184
9.2.2 内场测试连接框图 184
9.2.3 验证测试 184
9.3 雷达研制交付各阶段的试验及基本方法 193
9.3.1 陆上试验 193
9.3.2 上船递交试验 193
9.3.3 海上试验 195
9.3.4 航行试验 197
第10章 雷达及ARPA其他功能及相关接口 200
10.1 报警的种类、方式及其与故障诊断的关系 200
10.1.1 报警的种类概述 200
10.1.2 报警手段 202
10.1.3 雷达系统中报警与故障的一些约定 203
10.1.4 报警的测试方法和要求 204
10.2 目标数据读出与数据通信 204
10.2.1 概述 204
10.2.2 数据通信 205
10.2.3 NMEA报文标准的数据通信 208
10.3 VDR的用途及对VDR功能性能的要求和系统的介绍 210
10.3.1 对VDR性能标准要求 210
10.3.2 VDR系统的介绍 212
10.3.3 VDR与雷达设备连接时的要求 213
10.3.4 雷达与VDR陆上对接联调 216
10.3.5 与各标准相关的补充说明 216
10.4 雷达系统中常用的一些接口 218
10.4.1 概述 218
10.4.2 分显示器接口简介 218
10.4.3 选择器简介 219
第11章 AIS与ARPA 221
11.1 AIS、ARPA、ATA的介绍及三者之关系区别 221
11.1.1 AIS 221
11.1.2 ARPA 233
11.1.3 ATA 236
11.1.4 ARPA/ATA和AIS的比较 237
11.2 雷达跟踪目标与AIS报告目标的关联方法 238
11.2.1 雷达跟踪目标（TT）与AIS报告目标关联 238
11.2.2 TT目标与AIS目标联合（融合）的方法 239
11.2.3 关于TT目标与AIS目标关联的几点说明 250
第12章 雷达（ARPA）使用说明及检验安装等事项 251
12.1 使用说明 251
12.1.1 开机前 251
12.1.2 开机 251
12.1.3 基本操作 252
12.1.4 使用中的要领 252
12.2 检测雷达（ARPA）的功能时应注意的问题 258
12.2.1 概述 259
12.2.2 量程显示的标准要求 259
12.2.3 与量程显示相关的一些规定（供参考） 259
12.2.4 量程显示检测的方法、要求及检测的结果 260
12.3 雷达性能监视器的作用、分类及其他 265
12.3.1 雷达性能监视器概述 265
12.3.2 雷达性能监视器种类及工作原理 265
12.3.3 回波箱及雷达性能监视器的安装 268
12.3.4 注意事项 269
12.4 ARPA的跟踪误差及局限性 269
12.4.1 ARPA误差源的类别 270
12.4.2 ARPA的误差与跟踪的关系 270
12.4.3 雷达系统的局限性 274
12.4.4 目标跟踪的局限性 275
12.4.5 雷达报警的局限性 276
12.4.6 安全判据的局限性 276
12.4.7 船舶在狭水道航行时ARPA的局限性 277
12.5 雷达安装要素及安装验收 277
12.5.1 雷达安装的基本要求 277
12.5.2 天线与波导 278
12.5.3 收发单元（收发机）安装要点 279
12.5.4 显控单元（显示器）安装要点 280
12.5.5 安装验收步骤及方法 280
附录A 中英文标准术语简介 281
附录B 参考文件 281