Por: A. Merino. Capitán de la M.M..
Naval Systems&Applications Engineer
Introducción
Durante los últimos años, el tráfico marítimo se ha ido incrementando de forma continuada. La mayor frecuencia de buques en determinadas rutas, su mayor velocidad, la reducción de tripulaciones y el mayor grado de automatización de los procesos, han reclamado la necesidad de aumentar la seguridad tanto en el tráfico de buques como en los medios de salvamento y anti polución.
Vista de un Radar de Control
Todo ello implica un mayor grado de control del movimiento de los buques, no solo mediante un mayor grado de automatización a bordo. La introducción del radar analógico como elemento de ayuda a la navegación introdujo también elementos de incertidumbre, que obligan, no solo a perfeccionar y automatizar los medios actuales de detección e identificación de los buques, sino el entrenamiento del personal encargado de su interpretación y manejo.
El gran volumen de datos que han de manejar los operadores de un sistema de radar, obliga a automatizar la mayoría de los procesos de acciones rutinarias, de forma que el sistema libere a los operadores del tiempo necesario para tomar decisiones. Uno de estos sistemas es el Sistema A.R.P.A. La misión principal de este sistema es la de procesar los datos proporcionados por un radar, como elemento sensor principal, para obtener la mejor información de movimiento de los buques, tal como rumbo, velocidad, sin necesidad de realizar el “punteo manual” de los blancos detectados e integrarlos ponderadamente con la información obtenida por el resto de sistemas de detección disponibles, (AIS, Radiogoniómetro, VHF, etc.).
Es por tanto necesario igualmente el entrenamiento de los oficiales encargados de su uso así como de las limitaciones que el sistema dispone.
Estas razones han movido al desarrollo del presente Simulador, separando las funciones del funcionamiento del radar como del sistema de seguimiento automático de los blancos.
En la explicación del funcionamiento se ha tratado de evitar hacer referencia a un Radar determinado. Lógicamente, cada fabricante tiene su forma de realizar cada procedimiento. Algunos procedimientos pueden ser realizados por software y/o por hardware, como ocurre con el convertidor de coordenadas.
En cualquier caso, hemos tratado de describir la operatividad de cada función, lo más independientemente posible del equipo o del fabricante y del lugar de la máquina donde se ejecuta cada proceso.
La mayoría de los procedimientos explicados son válidos para radares analógicos como para los denominados Radares ARPA, con las particularidades que se encuentran en una estación móvil.
FUNCIONES DEL SIMULADOR
Explicaremos en primer lugar, el funcionamiento del Radar Analógico para complementarlo con el Simulador del Sistema ARPA.
SIMULADOR DE RADAR ANALÓGICO
Podemos considerar que el "Radar Analógico" es un tipo de radar que no dispone de procesamiento digital de sus señales. Aunque actualmente, la mayoría de los radares ejecutan sus procesos en una combinación analógica/digital, consideramos en entra dentro de esta denominación a los radares que no ejecutan el procesamiento digital de las señales para efectuar el proceso de "Seguimiento Automático de los Buques" (Tracking).
Presentación Inicial
Indicación de Funcionamiento del Radar
Panel de Funcionamiento
Indicadores de “Transmit” y “Stand-By” del Transmisor.
Presentación de Escala de Color de los Ecos.
Indicador de “Tune” en Pantalla.
Selección de pantalla de presentación Día/Noche.
Presentación "Dia" Presentación "Noche"
Selección de Brillo, Ganancia, Tono, “Sea Clutter” y “Rain Clutter”.
Panel de Pantalla Efectos de los Controles de Brillo y Ganancia
Selección de diferentes Longitudes de Pulso
Panel de Longitud de Pulso Efecto de Cambio de Longitud de Pulso
Selección del Tipo de presentación en Movimiento ABSOLUTO o RELATIVO
Panel de Tipo de Movimiento del Buque Propio
Selección de Posición Descentrada del Buque Propio en pantalla.
Selección de Navegación PROA/NORTE ARRIBA
Selección de la Escalas de Radar
Selección de visión de Anillos Fijos, Línea de Proa y Escala Graduada
Cursores EBL
Inclusión de Paneles de cambio de Rumbo y/o Cambio de Velocidad
Efectos inerciales de las maniobras
Pincel electrónico
Estelas de seguimiento
SIMULADOR DE RADAR ARPA
Las funciones del Radar ARPA simuladas son:
Funciones de Radar Analógico
Presentación de Video Bruto de Radar
Presentación de iconos de buques en seguimiento según Recomendaciones IMO para ARPA
Presentación de Vectores de Movimiento Verdadero/Relativo
Zonas de Adquisición Automática de Blancos
Adquisición y Borrado manual de Buques
Listados de Blancos en Seguimiento
Identificación ARPA de los Buques
Selección del CPA y TCPA para generar Alarma de Colisión
Selección de la Longitud del Vector
Alarmas de CPA y TCPA
Seleccionas Buque en Seguimiento para conocer sus características
Detección de Alarmas
Sonidos de alarma
Vector Verdadero Vector Relativo
FUNCIONES DEL PROFESOR
Creación DE EJERCICIOS DE ALUMNO
Selección de Zona (en presencia de Tierra)
Creación de buques en navegación
Creación de Boyas RACON
Escenarios de Palma de Mallorca Cádiz Las Palmas de Gran Canaria
Opciones permitidas al alumno
Selección del Tipo y Zona de Ejercicio.
- Abrir un nuevo Ejercicio
- Pausar el Ejercicio
- Continuación después de la Pausa
- Continua Paso a Paso
- Comienzar de nuevo el ejercicio
- Ejecutar el Ejercicio seleccionado
Selección del Tipo de Buque Propio y su posición de Inicio del Ejercicio
Selección del Tipo de RadaR
Aceleración/Deceleración del funcionamiento del RadaR
La aceleración/deceleración del ejercicio, es potestativo del Profesor y permite avanzar rápidamente o enlentecer el ejercicio desde 3000 milisegundos (3 segundos) a 50 milisegundos (0,050 segundos).
Selección de número de puntos de seguimiento e intervalo entre puntos.
Simulación de “Sea Clutter”.
ECUACIONES DE LA SIMULACIÓN
La siguiente página permite obtener una idea del Principio de Funcionamiento del Radar, tanto de tipo Analógico como ARPA.
El sistema utilizado para simulación del Radar se basa, en lo posible, en ecuaciones similares a las que se rige un radar normal. Ver:
Igualmente, para medir las distancias, se hace uso de las ecuaciones sobre las que se fundamenta el radar, transmisión de pulsos, recepción de pulso y medición del tiempo que tarda la señal de ir y volver del blanco. Para información más detallada, recomendamos:
Las ecuaciones determinan el número de ecos recibidos, procedentes de un buque o tierra, de acuerdo con la figura radar, tipo de buque, distancia a la que se encuentra y Ängulo Horizontal de la antena del Radar.
En lo posible, se ha tratado de mantener la coherencia de una pantalla de radar normal, incluyendo en el simulador los efectos del "Brillo", "Ganancia", "Sea Clutter", "Rain Clutter" y "Tuner", propios de un radar analógico.
Todo el proceso del Sistema de Simulación está concebido para funcionamiento en Tiempo Real, es decir, el proceso se ejecuta utilizando los mismos tiempos y comportamientos que un radar normal de navegación marítima.
El ángulo horizontal (demora o marcación), se mide por la posición de la antena en el momento de recibir los ecos mediante la simulación de un contador digital.
El radar suministra fundamentalmente los datos en coordenadas polares. El Simulador proporciona igualmente la entrada de las señales en ese tipo de coordenadas y las convierte a coordenadas cartesianas. La siguiente página determina las fórmulas elementales para su conversión.
Sobre los sistemas utilizados para la Detección Automática de Blancos y el Seguimiento Automático de Blancos, recomendamos las páginas siguientes:
Sobre estas ecuaciones, debemos decir que para el Mantenimiento Automático de Buques, se utilizan los "Filtros de Kalman".
Se han tenido en cuenta las posibles confluencias de trazas, a las que se da la misma solución que los Radares ARPA.
Existe un módulo de programa que simula los blancos (tierra, buques, etc.) así como el movimiento previsto para cada uno de ellos.
El Operador dispone de una serie de ejercicios programados que incluyen las situaciones de tráfico previstas así como las masas de tierra.
El sistema se comporta de forma dinámica de acuerdo con el ejercicio programado.
El Profesor tiene la potestad de seleccionar todos los elementos que incidirán en el ejercicio, tales, como zona de navegación, tipo de buque propio, tipo de radar propio, etc..
REFERENCIAS
La mayoría de los fundamentos de este simulador están basados en diferentes informaciones del comportamiento de un radar marino así como en la experiencia propia del Autor.
Para una explicación exhaustiva de los conceptos expresados en esta página, pueden acceder de forma gratuita a la siguiente página de información:
Principios Básicos del Radar. Página diseñada y mantenida por: Christian Wolff, a quien agradecemos la gentileza de difundir esta información.
"THE USE OF RADAR AT SEA". By Sir Robert Watson-Watt. THE INSTITUTE OF NAVIGATION
"Curso de Observador de Radar" (en español), del Comandante Luis Piedra Buena de la Escuela Nacional de Pesca. Mar del Plata
http://www.escueladepesca.edu.ar/stcwapuntes/Observador_RADAR.pdf
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Ultima Actualización 24 Junio, 2017
Optimizada para: 1024 x 768
Original creado en: 01-Junio-2017
Date & Time: 25/06/17 20:26:09
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