Apuntes para todos los estudiantes y cursos

Diferentes tipos de presentación de una pantalla radar

Diferencia más significativa entre un radar de banda X y un radar de Banda S. La diferencia más representativa es que el radar de Banda X tiene una longitud de onda más pequeña y una frecuencia más alta que el de Banda S. Además, el radar de Banda S no se ve afectado por la atenuación, es decir, tiene mejor definición en condiciones climatológicas adversas que el radar de Banda X que ante dichas condiciones no responde adecuadamente (razón por la cual a veces se interconectan ambos radares). Por último, los de Banda S son de mayor tamaño y requieren mayor potencia que los de Banda X. 

Ecos falsos en un Radar.

Ecos que provienen de reflexiones debidas a la estructura del barco que rebota


: Tenemos la antena y enviamos, tenemos un barco y recibimos y tenemos un mástil y rebota. La dirección que nos viene sería la línea de crujía. Una de las carácterísticas es que la distancia del eco falso y el verdadero es aproximadamente la misma. Este hecho se hace más notable en embarcaciones de mayor porte.

Ecos que provienen de la reflexión de un buque, otros buques o un objeto:

Tenemos nuestro barco y tenemos otro barco, enviamos y recibimos la señal. Pero si parte rebota con otro barco y vuelve al barco y llega, nos llegará un eco falso por otro lado. Entonces tendríamos 2 ecos verdaderos y 1 eco falso. Con frecuencia, el movimiento de tales objetos da una indicación de su carácter falso. El eco falso se moverá a mayor velocidad que el propio buque.

Ecos que provienen de la aproximación a tendidos eléctricos:

Son los cables que cruzan el canal de navegación o los puentes. Lo que aparece en la pantalla del radar es un eco acercándose en dirección opuesta al propio buque.

Ecos generados por la reflexión continua de múltiples ecos

: Debidos a los rebotes aparecerá un barco fantasma que estará más lejos y equidistante. El spot perderá fuerza y será menor. Por ejemplo, cuando un buque se encuentra cerca de una zona de superficies reflectantes como puede ser el costado de un gran buque.

Ecos producidos por interferencia de otros radares:

puede ser que nos encontremos con otro radar emitiendo en la misma frecuencia. Suele haber un botón de rechazo de interferencias de radar. Muchas veces el pulso se codifica, por tanto, lo que tu envías lo recibes en tu código.

Fenómenos naturales

: producidos por ejemplo por una bandada de pájaros que aparecen como una nebulosa en la pantalla del radar.

Ecos perdidos

: La onda tiene su rango programado. Si en su rango no se encuentra nada sigue su camino. Fuera de su rango se puede encontrar algún objeto que rebote y en el camino de vuelta choca con otra señal saliente, que rebota y vuelve al scanner dando un eco falso. Ante esto, los radares modernos hacen que por cada pulso cambian el PRP para diferenciar ambos pulsos, esto ocurre en distancias largas. Cuando cambiamos el rango, el PRF cambia, por tanto, si cambiamos de escala y el eco desaparece, será un eco falso. ¿Cómo se podrían producir ecos falsos en un radar cuando se produce una reflexión en el propio barco y cómo se reflejan en el radar? Ecos que provienen de reflexiones debidas a la estructura del barco que rebotaDescribe cómo el paso de un buque de gran eslora con cierta proximidad a nuestro buque puede manifestarse en la aparición de ecos falsos. Ecos generados por la reflexión continua de múltiples ecos.

Describe cómo se obtiene y se procesa la imagen digital que se visualiza en las pantallas digitales de los radares. Mediante el empleo de un ordenador, es factible la resolución de la cinemática por el propio radar.  Cuando el pulso golpea un objeto que refleja, parte de ella se refleja (se hizo eco) de vuelta al escáner en el que se pasa al receptor, amplificado y lo presenta en la pantalla en el puente.  El tiempo que transcurre desde que el eco sale del escáner y vuelve, es conocido como velocidad de pulso y eco, con lo que la distancia del objeto puede ser calculada. Los radares tradicionales utilizaban tubos de rayos catódicos, pero los actuales, digitalizan los datos recibidos por la antena. Al regresar a la pantalla, los ecos de retorno entrantes de un pulso se amplifican y luego se digitalizan mediante la combinación de las tensiones de los ecos devueltos contra un pulso de reloj. Hay dos factores que rigen la presentación de nuestro objetivo «point target»: – Uno es el «tamaño» del pulso”, determinado por el ancho del haz y duración del impulso que se discute en el capítulo sobre el escáner. -El otro es la dimensión de píxeles en la pantalla de visualización. Un «píxel» es una «celda de imagen» en una pantalla de ordenador. El radar (u ordenador) Pantalla trama se construye de miles de pequeños cuadrados en filas y columnas, cada una de las cuales se pueden activar o no para producir una imagen «Spot». En monocromo pantalla nada se puede visualizar más pequeño que un píxel. En una pantalla de color hay un compromiso en la medida en que los píxeles se agrupan en grupos de tres (llamados tríadas) para cada color, azul, verde y rojo, de modo que nada se puede mostrar más pequeño que un grupo de tres píxel. El grado variable de color en cada una de las tres píxel puede representar un gran número de colores y tonos de color para el ojo humano. En Radares modernos la resolución de pantalla (número de píxeles) normalmente no es un factor en la precisión del radar. 

Describe haciendo uso de un diagrama que presenta varios blancos en qué consiste la digitalización de la información obtenida por el Radar? Nuestro buque manda un pulso.El pulso golpea con un blanco y parte de este se refleja ( eco).Este eco de vuelta al receptor del equipo pasa por el escáner. El eco de amplifica (usando el video AMP) y se digitaliza mediante la combinación de las tensiones de los ecos devueltos contra un pulso de reloj. Los factores que rigen la presentación en pantalla son el tamaño de pulso y la dimensión de píxeles en pantalla.

¿Qué módulo encargado de definir el pulse repetition frequency (PRF)? El módulo encargado de definir el pulse repetition frequency es el transmisor.  

Describe de forma resumida los diferentes módulos de un radar típico y su funcionamiento.

La antena

: permite la transmisión mientras dura el pulso e impide la recepción hasta que finalice la emisión y permite la recepción durante el periodo de silencio. Los parámetros de una antena son: – Ganancia.  – Ancho de lóbulo. – Velocidad de giro.

El transmisor

: que tiene los elementos de: – Trigger: controla el PRF (pulse repition frecuency).  – Modulador: es el responsable de determinar la longitud del pulso y almacena la energía necesaria para excitar el magnetrón.  – Magnetrón: genera las ondas y las envía con la potencia necesaria.

El receptor

: su misión es detectar las señales de los ecos útiles, separando las señales no deseadas y amplificando estas últimas hasta un nivel adecuado para que la información de los blancos pueda ser presentada ante el operador.- T/R CELL: indica al radar cuando tiene que evitar o recibir la señal.- MIXER: Mezcla señales.- L.F. AMP: Amplifica la señal.- VIDEO AMP: Amplifica el pulso de la señal, preparándola para verla en el DISPLAY. – RAIN CLUTTOR: Aumenta o disminuye el ruido producido por la lluvia.- SEA CLUTTOR: Aumenta o disminuye el ruido de las olas.HBW: horizontal band width. ( Ancho de banda horizontal) ancho del pulso del radar.  PRF: es la frecuencia de repetición de un pulso, es decir, es el número de pulsos que enviamos por segundo. El PRF a escalas mayores, es más pequeño, ya que la distancia que recorre es mayor, y se puede repetir el pulso más veces a menor distancia. También hay que tener en cuenta la velocidad de rotación de la antena. El número de pulsos que emite el escáner influye en la velocidad de rotación del radar, PRF y cuanto de la regíón angular que cada pulso cubre (anchura de pulso). Longitud del pulso: es la longitud del pulso, es decir, distancia que recorre el pulso.

Describe de forma resumida en qué consiste el sistema GPS. El GPS, es un sistema de posicionamiento global, que se basa en la medida simultánea de la distancia entre el receptor y al menos cuatro satélites ofreciendo las siguientes informaciones: – Posición del receptor. – Referencia temporal muy precisa. La distancia entre el receptor y el satélite se obtienen por medio del retardo temporal entre que el satélite emite la señal hasta que es recibida por el receptor: – Por cada satélite se obtiene la ecuación de un esferoide. – La intersección de todos estos esferoides originan la posición del usuario. 

Señal de banda L1 y L2. La frecuencia L1 lleva los mensajes de navegación y los códigos SPS. La frecuencia L2 se usa para medir el retraso en la ionosfera para los receptores PPS.

¿Cuál es el significado del DOP en un sistema GPS?La dilución de precisión (DOP) se emplea en cartografía y describe la precisión del GPS en base a la geometría de los satélites. Cuando la señal DOP es alta, los satélites están muy cerca entre sí con lo que la precisión disminuye y el valor DOP aumenta. Si por el contrario los satélites son distantes, la precisión aumenta y el valor DOP disminuye. Existen diluciones de precisión para el posicionamiento horizontal (HDOP), vertical (VDOP), el de posicionamiento (PDOP) y el de tiempo (TDOP) con lo que dentro del cada uno de dichos aspectos puede ofrecer un valor distinto. Los obstáculos urbanos y naturales pueden aumentar el DOP de la señal del GPS.

Indica cuántos satélites son necesarios para determinar una posición con el sistema GPS y razona la respuesta. Para saber cuál es nuestra posición necesitamos al menos tres satélites. Con 3 distancias a 3 satélites y conociendo la ubicación del satélite desde donde se envía la señal, el receptor calcula su posición en 3 dimensiones.

Segmento espacial

: constelación de satélites formada por 24, cuatro en cada uno de los seis planos orbitales. Cada uno tiene un periodo orbital aproximado de 12 horas y aparecerá por cualquier punto fijo de la tierra cada 24 horas aproximadamente. Los satélites transmiten datos orbitales, carácterísticas temporales y mensajes de estado. Segmento de control: son estaciones de control que están situados en todo el mundo cuyo trabajo es controlar esos satélites, que predicen las órbitas futuras y los parámetros orbitales. Segmento usuario: estaciones terrestres en el que se conoce su posición, transmite el error obtenido por los satélites a la estación del barco. 

Describe cómo colocarías las diferentes antenas GPS, Radar y antena de sistemas de comunicación como INMARSAT en la cubierta magistral de un buque. Justificalo. La antena de comunicaciones INMARSAT, una antena de GPS requiere idealmente una vista sin obstáculos a través de 360° desde el horizonte hasta 90° en elevación. Radiadas energías de otros sistemas de transmisión de microondas pueden dañar los circuitos pre-amplificador sensible dentro del GPS cúpula protectora. Es una buena idea, por lo tanto, para montar la antena GPS por debajo de la cúpula INMARSAT y fuera de la anchura de haz de transmisión del radar tal como se muestra.

Describe segmento espacial y el segmento de control del GPS. -Segmento espacial: constelación de satélites formada por 24, cuatro en cada uno de los seis planos orbitales.  Cada uno tiene un periodo orbital aproximado de 12 horas y aparecerá por cualquier punto fijo de la tierra cada 24 horas aproximadamente. Los satélites transmiten datos orbitales, carácterísticas temporales y mensajes de estado. -Segmento de control: son estaciones de control que están situados en todo el mundo cuyo trabajo es controlar esos satélites, que predicen las órbitas futuras y los parámetros orbitales. -Segmento usuario: estaciones terrestres en el que se conoce su posición, transmite el error obtenido por los satélites a la estación del barco.  

¿Qué información es la que se transmite el GPS? El GPS ofrece las siguientes informaciones: – Posición del receptor. – Referencia temporal muy precisa. La distancia entre el receptor y el satélite se obtienen por medio del retardo temporal entre que el satélite emite la señal hasta que es recibida por el receptor: – Por cada satélite se obtiene la ecuación de un esferoide.- La intersección de todos estos esferoides originan la posición del usuario. 

Sea clutter y el Rain clutter SEA CLUTTOR: Aumenta o disminuye el ruido de las olas. RAIN CLUTTOR: Aumenta o disminuye el ruido producido por la lluvia.                         

En qué consiste el sistema GPS diferencial (DGPS). La exactitud de correcciones de GPS se puede mejorar enormemente usando técnicos diferenciales. Los sistemas diferenciales experimentales han estado en uso durante algunos años como parte de los sistemas de navegación hiperbólicas en tierra. DGPS es más que una mejora de estos sistemas que han quedado desfasados. El principio es que los datos GPS se descargan tanto a una estación móvil como a una estación fija en una ubicación precisa. Se calcula entonces el error que se transmite a las estaciones móviles donde se utilizan para corregir los errores del GPS. El uso del DGPS no elimina los errores introducidos por la recepción de trayectos múltiples o de ruido receptor. Para uso marítimo, DGPS estaciones de monitorización diferencial se han establecido alrededor de la costa de unos 28 países.

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