نظام رسم الخرائط الراداري الآلي

يستطيع الرادار البحري المزود بتقنية المساعدة التلقائية لرسم الخرائط الرادارية ( ARPA ) إنشاء مسارات باستخدام نقاط الاتصال الرادارية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} ويمكن للنظام حساب مسار الجسم المُتعقب وسرعته وأقرب نقطة اقتراب له ^{[ 3 ]} (CPA)، وبالتالي معرفة ما إذا كان هناك خطر اصطدام بسفينة أخرى أو كتلة أرضية.

بدأ تطوير تقنية رادار ARPA بعد عام 1956، عندما اصطدمت السفينة الإيطالية SS Andrea Doria بالسفينة MS Stockholm في ضباب كثيف وغرقت قبالة الساحل الشرقي للولايات المتحدة. بدأت رادارات ARPA بالظهور في ستينيات القرن العشرين، مع تطور الإلكترونيات الدقيقة . تم تسليم أول رادار ARPA متاح تجاريًا إلى سفينة الشحن MV Taimyr عام 1969 ^{[ 4 ]} ، وقد صنعته شركة Norcontrol ، التي أصبحت الآن جزءًا من مجموعة Kongsberg Gruppen . تتوفر رادارات مزودة بتقنية ARPA الآن حتى لليخوت الصغيرة.

أتاح توفر المعالجات الدقيقة منخفضة التكلفة وتطور تكنولوجيا الحواسيب المتقدمة خلال سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي إمكانية تطبيق تقنيات الحاسوب لتحسين أنظمة الرادار البحرية التجارية . وقد استخدم مصنّعو الرادارات هذه التقنية لإنشاء أنظمة مساعدة رسم بيانات الرادار الآلية (ARPAs)، وهي أنظمة معالجة بيانات رادارية مدعومة بالحاسوب ، تُنتج متجهات تنبؤية ومعلومات أخرى عن حركة السفن.

وضعت المنظمة البحرية الدولية ( IMO) معايير محددة تُعدّل متطلبات الاتفاقية الدولية لسلامة الأرواح في البحار فيما يتعلق بحمل أجهزة رسم الرادار الآلية المناسبة. ويمكن تلخيص الوظيفة الأساسية لهذه الأجهزة في البيان الوارد ضمن معايير أداء المنظمة البحرية الدولية، والذي ينص على أحد متطلباتها: "تحسين مستوى تجنب التصادم في البحر: تقليل عبء العمل على المراقبين من خلال تمكينهم من الحصول على المعلومات تلقائيًا، بحيث يتمكنون من العمل بكفاءة مع أهداف متعددة كما لو كانوا يرسمون هدفًا واحدًا يدويًا". وكما يتضح من هذا البيان، فإن المزايا الرئيسية لأجهزة رسم الرادار الآلية هي تقليل عبء العمل على طاقم الجسر، وتوفير معلومات أكثر شمولًا وسرعة عن الأهداف المختارة.

تُقدّم وظيفة نظام تحديد المواقع الآلي (ARPA) النموذجية عرضًا للوضع الحالي وتستخدم تكنولوجيا الحاسوب للتنبؤ بالأوضاع المستقبلية. كما يُقيّم نظام تحديد المواقع الآلي (ARPA) خطر الاصطدام، ويُمكّن المشغل من رؤية المناورات المقترحة لسفينته.

على الرغم من توفر العديد من نماذج أنظمة ARPA المختلفة في السوق، إلا أن الوظائف التالية يتم توفيرها عادةً:

1. عرض رادار الحركة الحقيقية أو النسبية.
2. الاستحواذ التلقائي على الأهداف بالإضافة إلى الاستحواذ اليدوي.
3. قراءة رقمية للأهداف المكتسبة توفر المسار والسرعة والمدى والاتجاه وأقرب نقطة اقتراب (CPA) والوقت اللازم للوصول إلى نقطة الاقتراب (TCPA).
4. القدرة على عرض معلومات تقييم الاصطدام مباشرة على مؤشر موقع الخطة (PPI)، باستخدام المتجهات (الحقيقية أو النسبية) أو عرض منطقة الخطر المتوقعة (PAD) الرسومي.
5. القدرة على أداء مناورات تجريبية، بما في ذلك تغييرات المسار، وتغييرات السرعة، وتغييرات المسار/السرعة المدمجة.
6. نظام تثبيت أرضي تلقائي لأغراض الملاحة. يعالج نظام ARPA معلومات الرادار بسرعة أكبر بكثير من الرادار التقليدي، ولكنه لا يزال يخضع لنفس القيود. وتعتمد دقة بيانات ARPA على دقة البيانات الواردة من مصادر مثل الجيروسكوب ومسجل السرعة.

كان التطوير والتصميم الأولي لأنظمة الرادار المتقدمة (ARPA) عبارة عن وحدات مستقلة، وذلك لأنها صُممت لتكون إضافةً إلى وحدة الرادار التقليدية. تم تركيب جميع وظائف نظام الرادار المتقدم على متن السفينة كوحدة منفصلة، ​​ولكن كان لا بد من ربطها بالمعدات الموجودة للحصول على بيانات الرادار الأساسية. تمثلت الفوائد الرئيسية في توفير التكاليف والوقت للسفن المجهزة بالفعل بالرادار. بالطبع، لم يكن هذا الوضع مثاليًا، وفي النهاية، حل نظام الرادار المتقدم المتكامل محل الوحدة المستقلة.

معظم أنظمة الرادار المتقدمة (ARPA) المصنعة في القرن الحادي والعشرين تدمج خصائصها مع شاشة الرادار. يجمع نظام ARPA المتكامل الحديث بيانات الرادار التقليدية مع أنظمة معالجة البيانات الحاسوبية في وحدة واحدة. وتتمثل الميزة التشغيلية الرئيسية في سهولة مقارنة بيانات الرادار وبيانات نظام ARPA.

منذ ظهور الرادار وحتى يومنا هذا، تُعرض صورة الرادار على شاشة أنبوب أشعة الكاثود (CRT). ورغم احتفاظ أنبوب أشعة الكاثود بوظيفته على مر السنين، فقد تغيرت طريقة عرض الصورة بشكل ملحوظ. ففي منتصف ثمانينيات القرن الماضي تقريبًا، ظهرت شاشات المسح النقطي . واستُبدل مؤشر موقع الخطة (PPI) ذو المسح الشعاعي بمؤشر موقع الخطة ذي المسح النقطي المُولّد على شاشة تلفزيونية. وستحل وحدات رادار ARPA المتكاملة والتقليدية المزودة بشاشة مسح نقطي تدريجيًا محل أجهزة رادار المسح الشعاعي.

دخل تطوير الرادار البحري التجاري مرحلة جديدة في ثمانينيات القرن العشرين عندما تم إدخال شاشات المسح النقطي المتوافقة مع معايير الأداء الخاصة بالمنظمة البحرية الدولية.

تُعرض صورة الرادار في شاشة العرض التركيبية ذات المسح النقطي على شاشة التلفزيون، وتتكون من عدد كبير من الخطوط الأفقية التي تُشكل نمطًا يُعرف باسم "المسح النقطي". هذا النوع من العرض أكثر تعقيدًا من شاشة العرض التركيبية ذات المسح الشعاعي، ويتطلب ذاكرة كبيرة. يُوفر هذا النوع من العرض العديد من المزايا لمُشغله، ولكنه في الوقت نفسه يُعاني من بعض العيوب. أبرز هذه المزايا سطوع الصورة، مما يسمح للمشاهد برؤية الشاشة بوضوح في جميع ظروف الإضاءة المحيطة تقريبًا. ومن بين جميع مزايا رادار المسح النقطي، تُعد هذه الميزة هي التي ضمنت نجاحه. يُوجد فرق آخر بين شاشتي المسح الشعاعي والمسح النقطي، وهو أن الأخيرة ذات شاشة مستطيلة. يُحدد حجم الشاشة بطول القطر وعرضها وارتفاعها بنسبة تقريبية 4:3. تتميز أنابيب تلفزيون المسح النقطي بعمر أطول بكثير من أنابيب رادار CRT التقليدية. على الرغم من أن الأنابيب أرخص من نظيرتها، إلا أن تعقيد معالجة الإشارة يجعلها أكثر تكلفة بشكل عام.

في الوضع الطبيعي، يقوم نظام ARPA الخاص بك بكل شيء تلقائيًا، ولكن ستجد هنا المزيد من المعلومات حول كيفية رسم مسار سفينتك. عندما يُقرر (بعد تقييم المسار الأولي) ضرورة قيام سفينتك بالمناورة، فمن الضروري تحديد تأثير هذه المناورة قبل تنفيذها والتأكد من أنها ستؤدي إلى مسافة مرور آمنة. بعد اكتمال المناورة، يجب مواصلة رسم المسار للتأكد من أن المناورة تحقق التأثير المطلوب.

• نظام التعريف التلقائي (AIS) - أداة ملاحة أخرى تقوم بإنشاء مسارات ومعلومات عن أقرب نقطة اقتراب.
• جهاز رسم الخرائط الرادارية الأوتوماتيكي المصغر (MARPA) أو جهاز التتبع التلقائي (ATA)
• جهاز تتبع الرادار

• منشور الوكالة الوطنية للاستخبارات الجغرافية المكانية بالولايات المتحدة رقم 1310، دليل مجلس الملاحة والمناورة بالرادار، الفصل 5. متاح على الإنترنت .
• الرادار في القرن الحادي والعشرين
• خرائط إلكترونية لرادار ARPA في جميع الموانئ الروسية