Radar and AIS Navigation for Coastal Skippers - Collision Avoidance

Предварительные требования

Перед этим уроком вы должны:

• Уметь определять место и планировать переходы традиционными методами (см. Advanced Chartwork и Coastal Passage Planning).
• Знать МППСС, особенно правила 5–8 (наблюдение, безопасная скорость, опасность столкновения, действия для предотвращения столкновения), правила 13–17 и правило 19 (ограниченная видимость).
• Иметь, или готовиться получить, сертификат RYA SRC (VHF/DSC), который требуется для экзамена Yachtmaster Coastal.

Курс RYA Radar продолжительностью один день настоятельно рекомендуется кандидатам Coastal Skipper, а на практическом экзамене вас могут попросить использовать радар для предотвращения столкновений или лоцманской навигации, если на яхте он есть. От кандидата Yachtmaster Coastal ожидается грамотное использование электронных средств при том, что никогда нельзя полагаться только на них.

Цели обучения

К концу этого урока вы сможете:

• Настроить радар под условия: дальность, усиление, подавление помех от волн и дождя, а также настройку (программа: радар).
• Опознавать радарные цели и понимать, почему некоторые из них трудно обнаружить.
• Использовать VRM, EBL и прокладку для оценки опасности столкновения, CPA и TCPA в соответствии с правилом 7 МППСС.
• Понимать классы AIS, данные и ограничения AIS, а также сопоставлять AIS с радаром.
• Использовать параллельное индексирование для лоцманской навигации.
• Настроить картплоттер GNSS: геодезическую основу, сигналы тревоги, MOB, карты и слои (программа: электронная навигация).
• Объяснять уязвимости GNSS (подавление, подмена сигнала, многолучевость, ошибки геодезической основы) и способы их снижения.
• Интегрировать электронную и традиционную навигацию с бумажным резервом.

Изучаемые пункты программы RYA (Yachtmaster Coastal / Coastal Skipper, разделы «Использование радара и AIS» и «Электронная навигация», а также содержание курса RYA Radar, на котором они основаны):

• Органы управления радаром: усиление, настройка, подавление помех от волн и дождя; режимы отображения (курс по носу, курс наверху, север наверху, относительное и истинное движение); выбор шкалы дальности; охранные зоны и сигналы тревоги.
• Опознавание целей и эффективная отражающая поверхность; радарные отражатели и их ограничения.
• Радарная лоцманская навигация: параллельное индексирование, заметные для радара ориентиры, дистанции VRM и пеленги EBL, а также ошибки ввода курса.
• Предотвращение столкновений: пороги действий, CPA и TCPA, существенные и явно заметные действия (правило 8), проверка результата, координация по VHF.
• AIS: ограничения классов A и B, контроль CPA/TCPA и сигналы тревоги, сопоставление с радаром и визуальным наблюдением, устройства AIS MOB.
• Навык работы с GPS и картплоттером: путевые точки и маршруты, XTE, сигнал якорной стоянки, наложение данных; понимание геодезической основы WGS84, проверка издания карт и обновлений.
• Требования к резервированию: навык работы с бумажной картой, независимый портативный GNSS и принцип избыточности — никогда не полагаться на один электронный источник.

Часть 1: Радар

Как работает радар

Вращающаяся антенна излучает короткие импульсы сантиметрового диапазона (X-диапазон, около 9 ГГц на малых судах) и измеряет время возврата эхо-сигналов. Дистанция определяется по времени эха, пеленг — по направлению антенны. Поэтому дистанция намного точнее пеленга: у малого радара горизонтальная ширина луча может составлять 4–6 градусов, что размазывает цели по горизонтали. Радар работает в пределах прямой видимости, поэтому горизонт ограничивает обнаружение: при высоте антенны 4 м и высоте цели 10 м радарный горизонт составляет примерно 2,2 × (√4 + √10) ≈ 11 миль.

На фотографии ниже показан типичный радар на мостике: дальномерные кольца, линия курса, электронная линия пеленга, цели с векторами и панель данных с органами управления усилением, дождём и волнением в верхнем левом углу. Установка на яхте меньше, но органы управления и изображение принципиально те же.

Click to zoom

Изображение: Hervé Cozanet, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Режимы отображения: ориентация и движение

Выбирайте ориентацию экрана осознанно, поскольку от неё зависит, насколько легко вы будете прокладывать курс и интерпретировать пеленги.

Относительное движение показывает вашу лодку неподвижно в центре, а всё остальное движется мимо неё: эхо неподвижного буя движется в направлении, противоположном вашему курсу. Истинное движение показывает вашу лодку, движущуюся по экрану при неподвижной суше; для этого нужны данные скорости и курса, и на малых судах оно встречается реже. Для предотвращения столкновений именно картина относительного движения непосредственно показывает CPA, потому что линия, которую цель описывает относительно вас, — это линия, по которой она пройдёт мимо.

Стабилизированный экран (север наверху или курс наверху) требует надёжного питания от датчика курса. Инерционный или неправильно выставленный флюксгейтовый компас даёт смазанные эхо-сигналы, неверные пеленги и неверное наложение на карту. Поэтому проверяйте выверку курса, сравнивая на радаре нанесённый на карту мыс или пирс с картой.

Выбор дальности

Click to zoom

Используйте самую короткую дальность, на которой видны все важные цели, и периодически переключайтесь на более длинную, чтобы заранее заметить приближающиеся суда. Типично: 1,5–3 мили в стеснённых водах и при лоцманской навигации; 6–12 миль на открытой воде для предотвращения столкновений. Судно, сближающееся на скорости 20 узлов, проходит 6 миль за 18 минут, поэтому одна лишь шкала 3 мили даёт слишком мало времени для предупреждения.

Усиление

Click to zoom

Усиление — это усиление приёмника. Если оно слишком низкое, слабые эхо-сигналы (малые суда, буи) исчезают; если слишком высокое, экран заполняется шумом. Установите его на более длинной дальности так, чтобы едва была видна лёгкая фоновая зернистость, затем немного уменьшите. Перенастраивайте при каждом изменении дальности, погоды или цели.

Подавление помех от волн

Click to zoom

Волны вблизи лодки отражают радарную энергию, создавая яркие помехи вокруг центра экрана. Управление помехами от волн (STC) снижает усиление на малых дальностях. Увеличивайте его постепенно, пока отражения от волн только начинают исчезать, а мелкие цели остаются видны. Слишком сильное подавление уберёт именно ту яхту или буй, которые вам нужнее всего видеть. Автоматические режимы помогают, но не безошибочны.

Подавление помех от дождя

Click to zoom

Дождь и ливни выглядят как бесформенные пятна, которые могут скрывать суда внутри себя. Управление помехами от дождя (FTC) укорачивает эхо, так что твёрдые цели выделяются. Периодически меняйте его, чтобы проверить, не прячется ли судно в шквале.

Настройка

Click to zoom

Большинство современных радаров настраиваются автоматически. Если эхо кажется слабым или нестабильным, выберите известную цель на средней дальности и подстройте настройку по самому сильному эху.

Опознавание целей

Click to zoom

Ракурс судна влияет на силу его эха.

Click to zoom

Когда судно повёрнуто бортом, оно представляет большую отражающую поверхность; носом или кормой к радару оно может быть удивительно слабым. Поэтому малая яхта, идущая на вас, может не появиться до тех пор, пока не окажется близко.

Радарные отражатели и то, как вас видят

Ваша собственная видимость на радарах других судов так же важна, как и использование собственного радара. Правило 19 главы V SOLAS (применяемое к малым судам через руководство MCA, MGN 599) предполагает, что суда менее 150 GT, где это практически возможно, несут радарный отражатель, работающий и на 9 ГГц (X-диапазон), и на 3 ГГц (S-диапазон), установленный как можно выше. Классический октаэдрический металлический отражатель показан ниже. Подвешенный в положении «ловушки для дождя» он даёт наилучший отклик; наклонённый или провисший отражатель либо затенённый мачтой или парусами теряет большую часть эффекта.

Click to zoom

Изображение: Tim Sheerman-Chase, CC BY 2.0, через Wikimedia Commons

Практические замечания:

• Пассивные отражатели не делают яхту легко заметной. Испытания показывают, что многие «отражатели» дают эхо не лучше, чем небольшая пластиковая лодка, особенно когда яхта кренится и отражатель наклоняется. Никогда не считайте, что судно вас заметило.
• Активный усилитель радарной цели (RTE) усиливает и возвращает импульс, давая гораздо более сильное эхо; это стоящее обновление для рейсов в открытом море и для тумана.
• Радарный отражатель не заменяет ходовые огни, туманный сигнал или визуальное наблюдение. В тумане сохраняйте наблюдение, подавайте сигнал и держитесь подальше от морских трасс.
• AIS класса B на вашей яхте тоже делает вас видимым на дисплее AIS судна и является лучшей защитой на загруженной морской трассе.

Охранные зоны и сигналы тревоги

Охранная зона — это сектор или кольцо вокруг вашей лодки. Любая цель, входящая в неё, включает звуковой сигнал тревоги. Задавайте кольцо или дугу, охватывающие область, откуда может прийти угроза, обычно от примерно 0,5 мили до 3 миль на яхте: достаточно широко, чтобы дать предупреждение, но не настолько узко, чтобы каждая волна или буй её срабатывали. Используйте зону как страховочную сетку, пока сосредоточены на чём-то другом, но никогда как замену визуальному наблюдению. Утомляемость от сигналов реальна: если сигнал звучит постоянно, отрегулируйте подавление помех от волн или зону, а не выключайте его.

Помните: сигнал сообщает лишь о том, что цель есть. Вам всё равно нужно смотреть, прокладывать и решать.

VRM, EBL и курсор

Переменный маркер дистанции (VRM) измеряет дистанцию; электронная линия пеленга (EBL) измеряет пеленг. На дисплее «курс по носу» пеленги отсчитываются относительно носа судна: прибавьте свой курс, чтобы получить истинный (или магнитный) пеленг. Экраны «север наверху» или «курс наверху», стабилизированные датчиком курса, дают истинные пеленги непосредственно и значительно упрощают прокладку.

Систематическое сканирование

Просматривайте весь экран каждые 30–60 секунд, включая края и зону помех около центра. Задерживайтесь на каждой отметке, чтобы оценить изменение её пеленга и дистанции. Правило 5 требует надлежащего наблюдения «всеми доступными средствами», что включает правильное использование радара, если он есть, но радар не заменяет глаза на палубе.

Предотвращение столкновений с помощью радара

Правило 7 гласит, что опасность столкновения существует, если компасный пеленг приближающегося судна существенно не меняется, и предостерегает против «предположений, сделанных на основе скудной информации, особенно скудной радарной информации». Правило 19 регулирует ограниченную видимость, когда вы не видите другое судно.

• CPA (наибольшее сближение, Closest Point of Approach): насколько близко цель пройдёт мимо.
• TCPA (время до CPA): сколько времени осталось до этого.
• Постоянный пеленг и уменьшающаяся дистанция означают опасность столкновения.

Разумная настройка сигнала тревоги для яхты на открытой воде — CPA менее 0,5 мили и TCPA менее 12 минут; в стеснённых водах — жёстче. Реагируйте на каждый сигнал; не выключайте предупреждения только потому, что они раздражают.

Ручная прокладка

ARPA/MARPA делает работу автоматически, но требует стабильного ввода курса и может терять мелкие цели. Каждый пользователь радара должен уметь прокладывать вручную.

1. Отмечайте положение цели (дистанцию и пеленг) через регулярные интервалы, обычно каждые 3 минуты, на прокладочном листе или карандашом по стеклу (chinagraph) на экране.
2. Соедините точки: получится линия относительного движения. Продлите её за центр; ближайшая точка её прохождения к центру и есть CPA.
3. Время до CPA следует из скорости вдоль линии.
4. Чтобы найти истинный курс и скорость цели, отложите движение собственного судна за тот же интервал назад от первой точки (треугольник «O-W-A»: O — первая точка, W — где была бы цель, если бы двигались только вы, A — фактическая более поздняя точка). Вектор W–A — истинное движение цели.

Разобранный пример. В 10:00 цель имеет пеленг 045°И на дистанции 6,0 мили. В 10:06 её пеленг 045°И на дистанции 4,8 мили. Пеленг постоянен, дистанция уменьшается на 1,2 мили за 6 минут, то есть скорость сближения 12 узлов. TCPA равен 24 минутам, CPA равен нулю. Существует опасность столкновения.

Сопровождение MARPA и ARPA

Большинство современных яхтенных радаров предлагают MARPA (мини-автоматический прокладчик радара) или функцию, подобную ARPA: вы захватываете цель курсором, а прибор вычисляет её истинный курс, скорость, CPA и TCPA и рисует вектор. Что нужно знать:

• Векторы могут быть относительными или истинными. Относительные векторы показывают, как цель движется относительно вас (а их пересечение с вашей позицией показывает CPA). Истинные векторы показывают фактический курс и скорость цели, что помогает применять МППСС.
• Для установления сопровождения нужно несколько обзоров. Не доверяйте первым цифрам; дождитесь стабильного вектора.
• Цели могут быть потеряны или перепутаны, когда два эха проходят близко друг к другу, особенно в помехах. Проверяйте, что сопровождаемая цель всё ещё соответствует эху.
• Расчёт зависит от точных данных о курсе и скорости. Неверный лаг или датчик курса искажает каждый вектор.
• Используйте информацию ARPA как вспомогательное средство. Правило 7 прямо предостерегает против предположений на скудной информации, а ручная прокладка остаётся проверкой, которую спрашивают на экзамене.

Пороги действий и проверка результата

Правило 8 требует, чтобы действия по предотвращению столкновения были решительными, предпринимались заблаговременно и с должным учётом хорошей морской практики, были достаточно большими, чтобы их было явно видно другому судну, наблюдающему визуально или по радару, и чтобы следовало избегать серии мелких изменений. Для яхты на открытой воде:

1. Заранее определите свой порог действия, например: действовать, если CPA менее 1 мили и TCPA меньше 20 минут на открытой воде; в стеснённых водах — жёстче (0,3–0,5 мили).
2. Совершите решительное изменение курса не менее чем на 30 градусов, желательно на 60, или существенно снизьте скорость, насколько позволяют обстоятельства и правила.
3. Продолжайте прокладку после манёвра. Проверьте, что CPA увеличивается и пеленг меняется. Правило 8 требует проверять, что действие эффективно, пока другое судно окончательно не пройдёт и не будет чисто.
4. Если вы судно, имеющее преимущество, при ясной видимости, вы должны сохранять курс и скорость, но можете действовать по правилу 17, когда становится очевидно, что судно, обязанное уступить дорогу, действует неадекватно.
5. Если намерения неясны, вызов по VHF (желательно по идентификатору из AIS) может прояснить ситуацию. Говорите кратко и не соглашайтесь на манёвры, которые вы не можете увидеть выполненными. Не используйте VHF вместо правил.

Правило 6 о безопасной скорости прямо перечисляет радарные факторы: характеристики, эффективность и ограничения радарного оборудования, используемую шкалу дальности, влияние состояния моря, погоды и других помех, а также возможность того, что малые суда, лёд и другие плавающие предметы могут быть не обнаружены на достаточной дистанции. Безопасная скорость в тумане — та, при которой вы можете остановиться на половине дистанции видимости, и обязательно та, которая даёт время предпринять эффективные действия.

Ракурс и решения по МППСС

Click to zoom

При ясной видимости ракурс цели (с какой стороны и сколько её видно) говорит о том, какое правило пересечения курсов применяется. В показанном случае цель находится на правом носу при постоянном пеленге: вы — судно, обязанное уступить дорогу, по правилу 15, и должны предпринять раннее, существенное действие, обычно изменив курс вправо, чтобы пройти за её кормой.

При ограниченной видимости правило 19 заменяет правила 11–18: нет судна, имеющего преимущество, и судна, обязанного уступить дорогу. Если вы обнаружили судно только по радару и развивается ситуация близкого сближения, вы должны предпринять действия по уклонению заблаговременно и, если действие — изменение курса, избегать:

• переложения на левый борт для судна впереди траверза, кроме судна, которое вы обгоняете;
• изменения курса в сторону судна на траверзе или за траверзом.

На практике это обычно означает изменение курса вправо для судна впереди или на правом носу и отход от судна на траверзе или за траверзом. Делайте изменения крупными (не менее 30–60 градусов), чтобы их было явно видно на радаре другого судна. Рассмотрите снижение скорости: правило 19 требует от судов снижать ход до минимального управляемого хода, если они слышат туманный сигнал впереди траверза.

Параллельное индексирование

Измерьте на карте перпендикулярное расстояние от намеченного пути до заметного на радаре объекта. На радаре (север наверху или курс наверху) установите индексную линию, параллельную пути, на этом отстоянии. Если эхо объекта движется вдоль линии, вы идёте по пути; если оно смещается внутрь, вас сносит к нему. Установите линии до того, как видимость ухудшится.

Часть 2: AIS

Классы

Click to zoom

В загруженных районах передачи класса B (CS) могут отбрасываться, чтобы освободить место для трафика класса A, поэтому близкая яхта может исчезнуть с вашего экрана.

Ограничения

Click to zoom

• Не все суда оснащены AIS: многие малые рыбацкие лодки, яхты, военные корабли и некоторые суда для отдыха его не имеют или выключают.
• Позиция в AIS поступает от GNSS другого судна, а не из ваших измерений; возможны ошибки и даже намеренная подделка.
• Отказы оборудования, антенны или питания приводят к исчезновению судов.
• Задержка данных: при обновлении класса B раз в 30 секунд на RIB, идущем 25 узлов, между отчётами проходит 400 м.
• Статические данные (пункт назначения, статус) вводятся вручную и часто неверны.

AIS — отличное дополнение, дающее идентификацию (полезную для прямого вызова по VHF или DSC) и раннее предупреждение за пределами дальности радара, но радар и глаза остаются основными. МППСС не упоминают AIS, и использование его одного для предотвращения столкновений — это предположение на скудной информации.

Использование AIS для CPA и TCPA, а также личные устройства AIS

Картплоттер или приёмник AIS вычисляет CPA и TCPA для каждой цели AIS по её сообщённым COG и SOG и вашим данным. Установите пороги сигналов тревоги на дисплее AIS (CPA 0,5–1 миля, TCPA 12–20 минут в открытом море, жёстче у берега) и пересматривайте их по мере изменения условий. Помните, что эти цифры используют GNSS-данные COG и SOG другого судна, поэтому судно, которое маневрирует или поворачивает, даёт вводящий в заблуждение CPA, а судну, изменившему курс, понадобится пара обзоров, чтобы это показать.

Помимо идентификации вы получаете готовый вызов по VHF: MMSI можно использовать для индивидуального вызова DSC (который затем переходит на рабочий канал), либо вызвать судно по названию на рабочем канале, согласованном или указанном для района, избегая канала 16 для обычного трафика. На загруженных трассах, например в Дуврском проливе, транспондер класса B на вашей яхте позволяет вахтенному офицеру судна увидеть вас и разойтись.

Личные устройства AIS для поднятия человека за бортом — это небольшие маяки, крепящиеся на спасательном жилете, которые передают сигнал после активации и появляются как сигнал тревоги на картплоттере яхты и на дисплеях близких судов. Их дальность обычно составляет 2–4 мили до судна примерно той же высоты, и они полезны как дополнение к спасательному жилету, но не заменяют кнопку MOB на плоттере, сигнал DSC или правильную процедуру подъёма. Знайте, как устройство отображается на вашем плоттере, и проверяйте его по указаниям производителя, никогда не активируя его так, что это может вызвать ложное бедствие. AIS-SART — другое устройство, используемое в спасательном плоту; на дисплеях AIS оно отображается характерным символом. Оно рассматривается в уроках по выживанию.

Сопоставление радара и AIS

Click to zoom

• Совпадение: эхо радара с символом AIS на нём. Подтверждённая цель с идентификацией.
• Только радар: судно без AIS, либо буй или скалы. Считайте реальной опасностью и выясняйте.
• Только AIS: вероятно, за пределами дальности радара или скрыто в помехах; либо виртуальный знак навигационного ограждения; либо ложные данные.

Записывайте любые расхождения в журнал для последующего разбора.

Часть 3: GNSS и картплоттеры

Настройка

Click to zoom

Перед каждым переходом проверьте:

• Геодезическую основу: WGS84 практически для всех современных карт; старые карты могут быть в OSGB36 или ED50.
• Единицы измерения и пеленги: истинные или магнитные, узлы и морские мили, правильная девиация.
• Состояние спутников и показатель HDOP/точности.
• Сигналы тревоги установлены и слышны.
• Маршрут проверен путевая точка за путевой точкой по бумажной карте в крупном масштабе.

Путевые точки и управление маршрутом

Создавайте каждую путевую точку по позиции, снятой с бумажной карты (или электронной карты в крупном масштабе), а не касанием экрана в мелком масштабе. Давайте путевым точкам осмысленные названия (например, «NAB-E» вместо «WPT 007») и проверяйте маршрут переход за переходом на:

• пеленг и дистанцию каждого перехода по сравнению с вашей прокладкой;
• мели, затонувшие суда, перекаты и кардинальные знаки на безопасном отстоянии от перехода (безопасный запас обычно не менее 0,5 мили от берега, больше при приливном сносе);
• приливные «ворота» и время, в которое вы через них пройдёте, чтобы маршрут был практичным для фактического прилива;
• следующий переход после каждой путевой точки, чтобы поворот автопилота не провёл вас через опасность.

Картплоттер показывает путевой угол (COG) и путевую скорость (SOG), которые уже учитывают течение. Сравните их с курсом по компасу и скоростью по лагу: разница — это приливный вектор, полезный для проверки счислимой позиции и подтверждения приливного течения.

Боковое отклонение (XTE) на извилистом фарватере может вводить в заблуждение. На изогнутом фарватере с буями сигнал прямолинейного XTE может звучать, когда вы находитесь в середине фарватера, или не звучать, когда вы срезаете угол. В таких водах ведите судно по буям и подтверждайте по карте.

Наложение данных и информационная перегрузка

Картплоттеры могут одновременно показывать радар, AIS, погоду, глубину, приливы и спутниковые снимки. Навык, который ищут экзаменаторы, — это выбор того, что вам нужно. Накладывайте радар и AIS для работы с движением судов и для лоцманской навигации, убирайте слои погоды, когда сосредоточены на подходе к гавани, и держите карту читаемой в масштабе, где видны промеры и опасности. Проверяйте, что карта, которую вы просматриваете, обновлена на текущий сезон, и что вы знаете источник карты и дату издания.

Ошибки геодезической основы

Click to zoom

Позиция на неверной геодезической основе может быть смещена на 100–200 м в водах Великобритании — достаточно, чтобы посадить вас на скалу в узком входе. На бумажных картах указана геодезическая основа и примечание «положения, полученные по спутнику» с поправкой, которую нужно применять. Проверяйте и записывайте это в план перехода.

Управление цифровыми картами

Векторные карты позволяют включать и выключать слои. Выключение слишком многого может скрыть опасности: некоторые плоттеры при малом масштабе скрывают точечные промеры, скалы или сектора огней. Всегда приближайте, чтобы проверить маршрут; никогда не планируйте по виду в мелком масштабе. Обновляйте карты до сезона и загружайте районы для работы без связи. Данные, собранные сообществом, могут быть ценными, но их нужно проверять по официальным источникам.

Сигналы тревоги

Click to zoom

Боковое отклонение от курса (XTE): задаётся по ширине безопасных вод. В обозначенном буями фарватере шириной 100 м — возможно 25 м; в открытом море — 0,2–0,5 мили.

Прибытие к путевой точке: радиус 0,1–0,2 мили предупреждает вас о следующем изменении курса. Не позволяйте автопилоту слепо «следовать маршруту» через поворот без проверки, что новый курс свободен.

Click to zoom

Сигнал малой глубины: задаётся по вашей осадке плюс минимальный запас под килем, который вы примете, с учётом прилива и зыби. Знайте, показывает ли эхолот глубину под датчиком, под килем или от поверхности.

Click to zoom

Сигнал якорной стоянки: задаётся по позиции якоря, а не лодки, с радиусом, равным длине цепи или шкимушеля плюс длина лодки плюс небольшой запас. Пример: 30 м цепи на глубине 6 м на лодке 10 м даёт примерно 40 м радиуса; задайте 45 м.

Функция MOB

Нажатие (или нажатие и удержание) кнопки MOB записывает позицию и показывает дистанцию и пеленг обратно к ней. Интегрированные системы могут также запускать сигнал бедствия DSC через VHF; знайте, делает ли ваша это. Тренируйтесь, пока каждый член экипажа не сможет найти и включить её, не глядя. Помните, что метка MOB — это позиция, где человек упал за борт; в приливном течении он дрейфует вместе с водой, как и лодка, поэтому возвращаться нужно по пеленгу в воде, а не над грунтом.

Часть 4: Уязвимости GNSS

Подавление

Click to zoom

Сигналы GNSS чрезвычайно слабы и легко перекрываются. Военные учения (публикуемые как навигационные предупреждения), незаконные глушилки в автомобилях и зоны конфликтов могут полностью вывести позиции из строя. Признаки: потеря места, резко неверные позиции или скорости, одновременный отказ многих приёмников (плоттера, AIS, DSC-радио).

Подмена сигнала

Click to zoom

Подмена передаёт ложные сигналы, так что приёмник показывает уверенную, но неверную позицию. Она опаснее подавления, потому что ничего не выглядит неправильно. Единственная защита — перекрёстная проверка независимыми методами: пеленгами, радарными дистанциями, глубиной.

Многолучевость

Click to zoom

Сигналы, отражённые от обрывов, стен гавани и больших судов, приходят с запозданием и вызывают скачки на десятки метров и неравномерные показания скорости — именно тогда, когда вы находитесь близко к опасностям.

Снижение рисков

• Храните и используйте бумажные карты для плана перехода и планов гавани.
• Ведите журнал с почасовыми позициями, чтобы счисление или расчётное место можно было сразу возобновить.
• Регулярно сверяйте GNSS с визуальными и радарными определениями места.
• Имейте портативный GNSS с запасными батареями.
• Следите за навигационными предупреждениями о помехах GNSS.

Click to zoom

Часть 5: Интеграция

Наложение радара

Click to zoom

Наложение радара на карту очень полезно, но любая ошибка датчика курса или смещение геодезической основы нарушает совмещение изображения. Проверяйте, что неподвижные объекты (пирс, мыс) совпадают с нанесёнными на карту позициями на нескольких дальностях. Если не совпадают, доверяйте необработанной картине радара, а не наложению на карту; затем перекалибруйте.

Лучшая практика

Click to zoom

Безопасная навигация находится там, где электронные определения, визуальные определения, радарные дистанции и промеры глубины совпадают. Когда одно из них расходится, остальные подскажут, какое неверно. Записывайте как электронные, так и традиционные определения места, чтобы был след для проверки.

Разобранный пример: туман на подходах

Вы в 5 милях от гавани в сумерки, когда видимость падает до 200 м. У вас есть радар, AIS и плоттер.

1. Подайте туманный сигнал (на моторе, в том числе при моторном парусном ходе, — один продолжительный гудок с интервалом не более 2 минут; только под парусами — один продолжительный и два коротких). Снизьте скорость до безопасной, наденьте спасательные жилеты, предупредите экипаж, проверьте радарный отражатель, включите ходовые огни.
2. Радар на шкале 3 мили с переключением на 6 миль каждые несколько минут. Усиление и помехи настроены. Запишите позицию по GNSS и подтвердите радарными дистанциями до двух мысов: совпадение в пределах 0,1 мили.
3. Цель появляется на пеленге 040° относительно, на дистанции 2,8 мили. Вы прокладываете её каждые 3 минуты: пеленг постоянный, дистанция сокращается на 0,3 мили за 3 минуты, то есть скорость сближения 6 узлов. AIS у неё нет.
4. Применяется правило 19. Цель впереди траверза на правом борту. Нельзя менять курс на левый борт. Вы совершаете решительное изменение курса на 60° вправо и снижаете скорость. После двух дополнительных прокладок пеленг смещается к корме, а CPA составляет 0,8 мили.
5. Для входа вы используете линии параллельного индексирования, подготовленные заранее от волнолома, дистанции по VRM и проверки глубины на каждой путевой точке. Вы вызываете по VHF портовую службу, чтобы сообщить о входе.

Разобранный пример: радарная цель, CPA 0,2 мили, без AIS

Это тот сценарий, который экзаменатор RYA может задать устно. Ваш радар показывает цель на дистанции 3 мили, CPA 0,2 мили, TCPA 18 минут, без AIS. Видимость плохая, около 1 мили, и вы идёте на моторе 6 узлов курсом 090 градусов истинных на открытой воде.

1. Не принимайте цифры на веру. Проверьте, что цель сопровождается правильно, затем проложите вручную: три точки с интервалом 3 минуты. Если пеленг постоянен и дистанция сокращается, существует опасность столкновения (правило 7).
2. Определите, какое правило применяется. При видимости 1 миля и судне, которое ещё не видно, применяется правило 19, а не правила пересечения курсов.
3. Снизьте скорость до безопасной и велите экипажу надеть спасательные жилеты, вести наблюдение и слушать туманные сигналы.
4. Совершите решительное изменение курса. Если цель впереди траверза на вашем правом борту, измените курс вправо на 60 градусов или больше. Изменение курса влево было бы ошибкой по правилу 19(d)(i).
5. Проверьте результат. Перепрокладывайте не менее чем за 3–4 обзора. CPA должен увеличиться больше 1 мили, и пеленг должен начать смещаться к корме.
6. Возобновляйте курс только когда цель чистая и прошла, затем запишите событие в журнал.

Что экзаменаторы хотят услышать — это последовательность: прокладка, определение правила, раннее действие, большое изменение курса, проверка и запись. Важно назвать правильный сектор правила 19(d).

Разобранный пример: несоответствие геодезической основы

Ваша позиция по GPS отличается от визуального определения на 0,5 мили. В примечании к карте указана WGS84, но ваш плоттер настроен на OSGB36. Ошибка 0,5 мили больше типичного смещения геодезической основы в водах Великобритании (примерно 100–200 м между OSGB36 и WGS84), поэтому одной геодезической основы недостаточно, чтобы всё объяснить, и нужно искать больше одной причины: неверная настройка геодезической основы, неправильно опознанный визуальный ориентир, неверно введённая позиция или плохая геометрия спутников. Корректирующее действие: установите на плоттере WGS84, перепроверьте по визуальному определению и по второму независимому методу, например радарной дистанции и проверке глубины, и запишите оба в журнал. Пока расхождение не устранено, ведите судно по самой консервативной позиции.

Советы в формате экзамена: чего ожидает инструктор

• Покажите методичную последовательность: наблюдение, радар включён, дистанция изменена, помехи настроены, прокладка, решение.
• Назовите правило МППСС, которое вы применяете, и объясните, почему оно применяется.
• Скажите «я бы проложил вручную», даже если у вас есть ARPA, и умейте это сделать.
• Когда спрашивают об электронике, всегда упоминайте резерв: бумажную карту, портативный GNSS, счисление и журнал.
• Упоминайте контакт по VHF только как дополнение, никогда вместо действия.
• Объясните, что вы будете делать, если радар откажет: снизите скорость, усильте наблюдение, используйте эхолот, бумажную карту и звуковые сигналы.

Примечания по безопасности

• Излучение антенны радара может вызвать ожоги и повреждения глаз вблизи антенны на малом расстоянии. Держитесь подальше от антенны в режиме передачи и переводите в режим ожидания, когда экипаж работает на мачте.
• Не полагайтесь на наложение радара в узком входе, пока не проверили совмещение по нескольким неподвижным объектам.
• Считайте любое несоответствие GNSS возможной помехой и сообщайте береговой охране, если подозреваете глушение.
• Ведите журнал. Информация радара и AIS исчезает при потере питания; журнал — это запись.

Типичные ошибки

• Чрезмерное подавление помех и удаление мелких целей вместе с волнами.
• Полагание на AIS, как будто у каждого судна он есть.
• Использование пеленгов с дисплея «курс по носу» без прибавления курса.
• Малые изменения курса, которые другое судно не может обнаружить на своём радаре.
• Неверная геодезическая основа или неисправленные цифровые карты.
• Планирование по виду картплоттера в уменьшенном масштабе, который скрывает опасности.
• Выключение сигналов тревоги вместо реагирования на них.
• Отсутствие бумажного резерва, когда электроника выходит из строя.

Итоги

• Настройте дальность радара, усиление, подавление помех от волн и дождя и настройку под условия; регулярно проверяйте более длинные шкалы.
• Дистанция радара точнее пеленга; ракурс цели, материал и размер влияют на обнаружение.
• Постоянный пеленг при сокращающейся дистанции означает опасность столкновения; прокладывайте, чтобы найти CPA и TCPA.
• При ограниченной видимости применяется правило 19; делайте большие изменения курса, как правило, вправо для судов впереди, и никогда в сторону судов на траверзе или за траверзом.
• AIS дополняет радар, но многие суда его не имеют; сопоставляйте оба и считайте реальными контакты только по радару.
• Аккуратно настройте плоттер: геодезическая основа, сигналы тревоги, MOB, слои, проверка маршрута.
• GNSS может быть заглушен, подменён или дать отражённый сигнал; перепроверяйте традиционными методами и держите бумажный резерв.

Проверьте себя

1. Как установить усиление радара?

Ответ: На более длинной дальности увеличьте усиление, пока не станет едва заметна лёгкая фоновая зернистость, затем немного уменьшите. Перенастраивайте при изменении дальности или условий.

1. Почему малая яхта из стеклопластика может не появляться на радаре, пока не окажется близко?

Ответ: Стеклопластик плохо отражает радарную энергию, яхта малая и низкая, а её эхо может теряться в помехах от волн. Радарный отражатель или активный усилитель цели значительно улучшают обнаружение.

1. Пеленг цели остаётся 330°И, а дистанция за 6 минут уменьшается с 4 до 3 миль. Что это означает?

Ответ: Постоянный пеленг и сокращающаяся дистанция: опасность столкновения. Скорость сближения 10 узлов, поэтому TCPA около 18 минут, а CPA близок к нулю. Требуется действие.

1. В тумане цель, видимая только по радару, сближается на постоянном пеленге на вашем левом носу. В какую сторону следует изменить курс?

Ответ: Правило 19 предписывает избегать переложения на левый борт для судна впереди траверза (кроме судна, которое обгоняете), поэтому сделайте существенное изменение курса вправо и рассмотрите снижение скорости.

1. Назовите три ограничения AIS.

Ответ: Не все суда передают данные; позиции поступают от GNSS другого судна и могут быть неверными; обновления класса B медленные (30 секунд) и могут отбрасываться в загруженных районах; возможны отказы оборудования или антенны; вручную введённые данные часто неверны.

1. Что такое контакт только по радару и как к нему относиться?

Ответ: Радарное эхо без данных AIS. Это может быть судно без AIS, буй или опасность. Считайте его реальной целью, прокладывайте и выясняйте.

1. Как задать сигнал якорной стоянки?

Ответ: Центр задайте в позиции якоря, радиус сделайте равным длине вытравленной цепи или шкимушеля плюс длина лодки плюс небольшой запас безопасности.

1. Почему подмена сигнала опаснее подавления?

Ответ: Подавление обычно вызывает очевидную потерю позиции. Подмена даёт уверенную, но ложную позицию, поэтому ничего не выглядит неправильным, пока вы не проверите независимыми методами.

1. Наложение радара показывает пирс в 100 м от его позиции на карте. Что делать?

Ответ: Считайте наложение смещённым (ошибка датчика курса или геодезической основы). Ведите судно по необработанной картине радара и независимым определениям места и перекалибруйте наложение, прежде чем полагаться на него.

1. Для чего нужно параллельное индексирование?

Ответ: Чтобы непрерывно контролировать положение поперёк пути по радару без прокладки, наблюдая, как эхо неподвижного объекта движется вдоль линии, проведённой параллельно пути на запланированном отстоянии.

1. Наложение радара на яхте слегка повёрнуто относительно карты. Каковы вероятные причины и как это влияет на лоцманскую навигацию?

Ответ: Смещение датчика курса, неверная магнитная девиация или поправка курса, либо разница в геодезической основе. Нанесённые на карту объекты, такие как пирсы и мысы, кажутся смещёнными, поэтому дистанции и отходы, снятые с наложения, неверны. Проверьте по неподвижному объекту на нескольких дальностях, ведите судно по необработанному радару и независимым определениям места и перекалибруйте.

1. Сравните три ориентации экрана радара и скажите, какая подходит для прокладки и параллельного индексирования.

Ответ: Курс по носу показывает ваш нос наверху и даёт относительные пеленги; курс наверху стабильнее и подходит для лоцманской навигации; север наверху даёт истинные пеленги непосредственно и лучше всего подходит для прокладки, сравнения с картой и параллельного индексирования при надёжном вводе курса.