Wat is Radar?
Radar is een elektronisch navigatie hulpmiddel waarmee we de afstand en de richting tot kustlijnen, boeien en schepen kunnen bepalen. De radiostraling die terugkaatst tegen “targets” en ontvangen wordt door de antenne zien we op het radar scherm als echo’s.
Positie op het radarscherm
De positie van het schip is in het midden van het scherm, met uitzondering van de “offset option” dit heet ook wel “true motion” de radar is dan gekoppeld aan log en kompas. Het beeld staat stil en het schip vaart over het scherm.
Targets
Afzonderlijke targets zoals schepen, boeien, olieplatforms zijn makkelijker te zien dan b.v. lage kustlijnen. De grootte van echo’s is geen goede maatstaf voor de grootte van het target.
Range
De range geeft het gebied aan dat met de radar wordt waargenomen.
Range rings
Dit zijn de ringen waarmee afstanden tot targets bepaald kunnen worden.
EBL
Electronic bearing Line is de peilinglijn om peilingen te kunnen maken op targets.
VRM
De variable range marker is een ring waarmee we afstanden tot een target kunnen bepalen.
Guard sectors, alarms, en watch mode
Vele moderne radars hebben de mogelijkheid om een gebied in te stellen zodat als er een target in dat gebied komt er een signaal klinkt. Er moet worden opgemerkt dat dit het wachtlopen door bemanning niet mag vervangen.
Heads-up versus North-up mode
Heads-up betekent dat de zeilstreep de kiellijn van het schip is. Deze instelling wordt vaak gebruikt als de RADAR wordt gebruikt voor aanvaringskoersen te herkennen.
North-up betekent dat de zeilstreep het noorden is (er is dan een koppeling met het elektronische kompas). Die instelling wordt vaak gebruikt als de RADAR wordt gebruikt voor navigatie doeleinden. Wat u ziet op het RADAR scherm kunt u namelijk direct “projecteren” op de zeekaart, zonder het beeld in uw hoofd te moeten draaien. Het voordeel daarvan is ook dat bij koerswijzigingen (bijvoorbeeld slingeren op hoge golven) de bearingen / peilingen naar targets op het scherm niet veranderen.
Relatieve vs. koerspeilingen
Relatieve peilingen zijn ten opzichte van het schip. Koerspeilingen zijn ten opzichten van het noorden. Dit laatste is mogelijk als je kunt kiezen voor North-up.
Stabilized vs. unstabilized radar
Radars van jachten zijn unstabilized. De boot bevindt zich in het midden van het scherm.
Warm-up
Alle radars moeten 1 tot 2 minuten opwarmen.
Stand-by mode
De meeste radars hebben een stand-by mode, zodat het apparaat klaar voor gebruik blijft, zonder veel stroomgebruik en zonder uit te zenden. Er wordt 45% minder stroom gebruikt, normaal 33 W tot 18 W in stand-by mode.
Brilliance
Regelt de brightness het van het scherm. Afhankelijk van of het dag of nacht is of zonnig gebruiken we die functie.
Tuning (tuning bar)
“In tune” betekent dat de targets scherp worden weergegeven op het scherm. Moderne radars hebben “automatic frequency control” (AFC).
Gain
Met de Gain functie kunnen de weergegeven echo’s worden vergroot. Dit is de belangrijkste tuning functie voor de radar en moet gewoonlijk worden aangepast bij grote veranderingen in range. Met Gain kunnen we zwakke echo’s weglaten, zodat alleen de belangrijke echo’s overblijven op een overzichtelijk scherm met weinig spikkels. Maar teveel gain betekent dat ook zwakke targets niet zichtbaar zijn op het scherm. Gain moet aangepast worden bij grote targets die dicht bij zijn en als rain clutter gebruikt wordt.
Sea clutter (AC sea of STC)
Grote golven worden ook als echo weergegeven op het scherm. Hoge golven kunnen het scherm onoverzichtelijk maken, zodat kleine targets niet meer goed zichtbaar zijn. Gebruik deze functie zo min mogelijk. Targets op kleine afstand kunnen wegvallen. Het sea clutter filter werkt tot 4 Nm. Zet de functie uit bij rustige zee. In ruige zeeën en bij kleine ranges worden de spikkels een geheel. In deze gevallen, moet deze functie worden verhoogd totdat de echo’s loskomen van elkaar.
Rain clutter (FTC)
Ook regenbuien of sneeuwbuien zijn te zien op de radar. Dat kan heel handig zijn om bijvoorbeeld een squall te ontwijken. Maar het kan ook verhinderen dat u zwakke echo’s van schepen niet ziet. Door dit filter kunnen targets zichtbaar worden die anders niet te zien zijn door regen of sneeuwbuien. De FTC filter werkt over de gehele display.
Echo stretch
Deze optie kan echo’s verlengen. B.v. om kleine echo te kunnen vinden. Normaal staat deze functie uit.
Interference rejection
Andere radars kunnen onze radar ook hinderen. Deze functie kan de verstoring door andere radars filteren. Vooral op drukke vaarwegen zal kunnen we de verstoring waarnemen.
Zoom and offset (shift)
Met Offset of shift kunnen we het midden van het scherm verschuiven van onze eigen positie, zodat we een bepaald gebied kunnen bekijken. Zet het scherm na gebruik weer in normale stand om verwarring te voorkomen.
Hellinghoek
Voor zeilschepen die onder helling varen is het belangrijk dat de antenne recht blijft.
6 minuten regel
Bij de vele berekeningen is het handig om als tijdsinterval 6 minuten te nemen.
Bijvoorbeeld: Hoeveel Nm hebben we afgelegd in 6 minuten bij een snelheid van 5 knopen?
Afgelegde afstand in Nm = snelheid in knopen X het aantal minuten / 60 minuten = 5 X 6/60 = 0.5Nm. Als we standaard 6 minuten als tijdsinterval nemen dan kunnen we deze formule gebruiken: Afgelegde afstand in Nm = Speed / 10
Voorbeeld: Als we willen berekenen hoe snel ons target vaart als het 2,5 Nm is verplaatst in 6 minuten, kunnen we de volgende formule gebruiken: Snelheid = 10 x de afstand = 25 knopen.
ARPA en Marpa
ARPA staat voor Automatic Radar Plotting Aid. ARPA berekent bijvoorbeeld het punt dat een target het dichtst bij uw schip komt, waar dat gebeurt, hoe laat dat gebeurt, e.d. Om ARPA beter te begrijpen, kunt u onderstaande case maken. Het voordeel van ARPA radars boven handmatige berekeningen is dat die sneller en betere informatie leveren en we kunnen meerdere schepen tegelijkertijd in de gaten houden. Marpa staat voor mini-arpa, dat ook op jachten te vinden is.
Cases Voorkomen van aanvaringen
Om de volgende cases te kunnen maken heeft u het Radar plotting sheet nodig.
Case 1 Radar
Onze eigen koers is 000 graden en onze grondsnelheid is 5 knopen.
Stel we peilen om 10.00 op de radar een target en vinden Bearing 40 graden en range 4 Nm.
Om 10.06 peilen we de target opnieuw en vinden: bearing 20 graden, range 3Nm.
Deze twee targets plotten we in de radar transfer plotting sheet.
De eerste geven we het label R en de tweede plot geven we het label m.
Trekken we de lijn van R naar M, dan vinden we de speed of relative motion (SRM) en de direction of relative motion (DRM).
In dit voorbeeld:
SRM: 1,5Nm per 6 minuten, ofwel 15 knopen. De snelheid kunt u opmeten met een passer (afstand tussen R en M) en aflezen op de juiste schaal aan de linkerkant van de radar transfer plotting sheet. In dit geval is dat de schaal die oploopt tot 6Nm.
DRM: 259 graden
Trekken we de lijn helemaal door, dan vinden we de RML, de relative motion line, die voorspelt hoe de target over ons radar scherm zal verplaatsen.
Deze lijn is gelijk aan de DRM: 259 graden
Tekenen we vervolgens een haakse lijn op deze relative motion line naar het centrum van de radar transfer plotting sheet, dan vinden we het closest point of approach (CPA).
We kunnen de Bearing naar het CPA opmeten.
350 graden
We kunnen de distance naar het CPA opmeten.
2,5 Nm
We kunnen ook de Time of CPA berekenen. Deze berekening lijkt erg veel op de berekening voor een ETA.
Dit is de formule:
TCPA = tijd bij M, plus de reistijd van M naar CPA. Deze reistijd noemen we ook wel MCPA, minutes to CPA. De MCPA is afstand / snelheid x 60 minuten.
Nu gaan we de waarden invullen in de formule.
10.06 + (1,5 / 15kn) x 60 = 10.12
Nu kunnen we ook nog de werkelijke snelheid (true speed) en werkelijke richting (true motion) van het target berekenen. Dat doen we door onze eigen snelheid (in 6 minuten) naar R te plotten. 5 knopen, wordt dus 0,5 Nm in 6 minuten. Aan het einde van onze eigen snelheidsvector, noteren we E.
Vervolgens tekenen we een lijn van e naar m. de richting van dat lijnstuk is de true motion van het target.
In dit geval is dat: 280 graden
De lengte van de lijn van e naar m is de werkelijke snelheid (true speed): 1,6Nm in 6 minuten is dus 16 knopen.
Case 2 Radar
North-up: range 6 NM
Onze koers is 0 (t) en onze snelheid is 5 knopen SOG
R om 15.20: 240 graden, 5nm
M om 15.26 222 graden, 3,7nm
Bepaal het volgende:
CPA
Distance to CPA
SRM
DRM
Direction of true motion
Speed of true motion
MCPA
TCPA
Antwoorden:
Bearing to CPA 185 graden
Distance to CPA 2,9 NM
SRM: 2 Nm in 6 minuten, dus 20 knopen
DRM: 95 graden
True motion: 83 graden
Speed true motion: 20 knopen
Minutes to CPA: Distance vanaf M = 2,1nm / 20kn * 60 = 6,3 minuten
TCPA = 15.26 + 6 minuten = 15.32
Case 3 Radar
Heads-up: range 3 NM
Onze SOG is 5 knopen
R om 05.10: 228 graden, 2,5 nm
M om 05.16 310 graden, 1,5 nm
Bepaal het volgende:
CPA
Distance to CPA
SRM
DRM
True motion
Speed of true motion
Minutes to CPA
TCPA
Antwoord:
CPA 262 graden
Distance to CPA 1,1 NM
SRM: 1,2 Nm in 6 minuten, dus 12 knopen
DRM: 172 graden
True motion: 170 graden
True speed: 6 knopen
Minutes to CPA: Distance vanaf M = 1,1 Nm / 12 * 60 = 5,5 minuten
TCPA = 05.16 + 6 minuten = 05.22
Radar en navigeren
Radar heeft nog een tweede functie naast en het voorkomen van aanvaringen, namelijk positie bepaling. Met de radar kunnen we de richting en afstand tot een gekarteerd landpunt bepalen, die we in de kaart kunnen intekenen. De variable range marker (VRM) en Electronic bearing line (EBL) maken dit erg makkelijk. Waarschijnlijk is de radar een van de belangrijkste navigatie apparatuur aan boord. GPS kan een nauwkeurigere positie leveren dan de radar. Maar vaak hebben we op ruim water die nauwkeurigheid niet nodig. Een radar kan ons waarschuwen voor aanvaringen. De GPS (zeker met een elektronische kaartplotter) is beter op het gebied van positie bepaling. Een normale positiebepaling kan zijn om de GPS positie in de kaart te plotten en van die positie in de kaart de afstand en richting naar een te herkennen punt te bepalen. Vervolgens dit met de radar te controleren. Ook controleren we of de dieptemeter de verwachte waarde aangeeft. Zodoende kunnen we ook makkelijker het radarscherm interpreteren. We gaan dus van radar naar kaart en weer terug om goed overzicht te houden.
Land identificatie
Het identificeren van landmarks is makkelijker bij hoge, steile, duidelijk begrensde objecten met een unieke vorm. Zoals een olieplatform of klein eiland met steile hoge kust. Een RACON is een ideaal target. Het geeft een morsecode op het Radarscherm richting de rand van het radarscherm.
Radar horizon
De volgende formule kan gebruikt worden om het maximale bereik van een radar te berekenen:
Maximale radar range in Nm. = 2,1 x (wortel hoogte antenne + wortel hoogte target). Hogere targets kunnen wel voorbij de horizon gezien worden.
Bepalen MWS met de Radar
Het bepalen van de MWS (Meest Waarschijnlijke Standplaats) met behulp van de radar gaat als volgt, als de Radar in de North-up mode staat ingesteld.
1. Zet de EBL (Electronic Bearing Line) op het landmark, bijvoorbeeld een lichtschip of RACON. Op die manier wordt een peiling gemaakt vergelijkbaar met een kompaspeiling. We kunnen de verkregen Line of Position intekenen in de kaart.
2. Bepaal de afstand tot het landmark met een VRM (Variable Range Marker) en teken de afstand in, op de LOP (Line of Position) op de kaart, en vind zo dus je MWS.
Als de radar in de Heads-up mode is ingesteld peilen we met de radar ten opzichte van onze koers. Die peiling moet dan natuurlijk eerst omgerekend worden naar een ware peiling ten opzichte van het noorden, voordat die peiling ingetekend kan worden in de kaart.
Bepalen van de MWS door meerdere peilingen
Het bepalen van onze MWS door middel van b.v. twee radarpeilingen op twee landmarks werkt eigenlijk hetzelfde als een kruispeiling die we kunnen maken met een peilkompas. Peilen met een radar is wel minder nauwkeurig dan kompaspeilingen, omdat targets vaak worden uitgerekt op het radarscherm.
Bepalen van de MWS met een aantal Range Rings
Bepaal de afstand tot twee of 3 landmarks met de VRM (Variable Range Marker).
Teken met een potloodpasser de cirkels in de kaart met de targets als middenpunt van de cirkels.
Waar de cirkels elkaar snijden, is onze MWS.