Ayuda automática para el trazado de radares

Un radar marino con capacidad de trazado automático de radar ( ARPA ) puede crear trayectorias utilizando contactos de radar. ^{[ 1 ] [ 2 ]} El sistema puede calcular el rumbo, la velocidad y el punto de aproximación más cercano ^{[ 3 ]} (CPA) del objeto rastreado, sabiendo así si existe peligro de colisión con el otro barco o masa terrestre.

El desarrollo de ARPA comenzó después de 1956, cuando el transatlántico italiano SS Andrea Doria colisionó con el MS Stockholm en medio de una densa niebla y se hundió frente a la costa este de Estados Unidos. Los radares ARPA comenzaron a surgir en la década de 1960, con el desarrollo de la microelectrónica . El primer ARPA disponible comercialmente se entregó al carguero MV Taimyr en 1969 ^{[ 4 ]} y fue fabricado por Norcontrol , ahora parte de Kongsberg Gruppen . Actualmente, existen radares con tecnología ARPA disponibles incluso para yates pequeños.

La disponibilidad de microprocesadores de bajo costo y el desarrollo de tecnología informática avanzada durante las décadas de 1970 y 1980 permitieron aplicar técnicas informáticas para mejorar los sistemas de radar marítimo comerciales. Los fabricantes de radares utilizaron esta tecnología para crear los Sistemas Automáticos de Trazado de Radar (ARPA, por sus siglas en inglés). Los ARPA son sistemas de procesamiento de datos de radar asistidos por computadora que generan vectores predictivos y otra información sobre el movimiento de los buques.

La Organización Marítima Internacional (OMI) ha establecido ciertas normas que modifican los requisitos del Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar en lo que respecta al transporte de ayudas automatizadas adecuadas para el trazado de radares. La función principal de las ARPA se resume en la declaración que figura en las Normas de Rendimiento de la OMI. En ella se indica un requisito para las ARPA: «mejorar el nivel de prevención de colisiones en el mar: reducir la carga de trabajo de los observadores permitiéndoles obtener información automáticamente para que puedan trabajar con múltiples objetivos con la misma eficacia que si trazaran manualmente un solo objetivo». Como se desprende de esta declaración, las principales ventajas de las ARPA son la reducción de la carga de trabajo del personal del puente y una información más completa y rápida sobre los objetivos seleccionados.

Una función ARPA típica presenta la situación actual y utiliza tecnología informática para predecir situaciones futuras. Un ARPA evalúa el riesgo de colisión y permite al operador visualizar las maniobras propuestas por su propio buque.

Si bien existen muchos modelos diferentes de ARPA en el mercado, generalmente ofrecen las siguientes funciones:

1. Presentación de radar de movimiento real o relativo.
2. Adquisición automática de objetivos más adquisición manual.
3. Lectura digital de los objetivos adquiridos que proporciona rumbo, velocidad, alcance, marcación, punto de aproximación más cercano (CPA) y tiempo hasta el CPA (TCPA).
4. La capacidad de mostrar información de evaluación de colisiones directamente en el Indicador de Posición Planificada (PPI), utilizando vectores (reales o relativos) o una visualización gráfica del Área de Peligro Prevista (PAD).
5. La capacidad de realizar maniobras de prueba, incluidos cambios de rumbo, cambios de velocidad y cambios combinados de rumbo y velocidad.
6. Estabilización automática del terreno para fines de navegación. ARPA procesa la información del radar mucho más rápido que el radar convencional, pero está sujeto a las mismas limitaciones. La precisión de los datos de ARPA depende de la precisión de los datos provenientes de fuentes como el giroscopio y el velocímetro.

El desarrollo y diseño inicial de los ARPA consistía en unidades independientes. Esto se debía a que se diseñaron como un complemento de la unidad de radar convencional. Todas las funciones del ARPA se instalaban a bordo como una unidad separada, pero requerían una interfaz con el equipo existente para obtener los datos básicos del radar. Las principales ventajas eran el ahorro de costes y tiempo para los buques que ya contaban con radar. Por supuesto, esta no era la situación ideal y, finalmente, fue el ARPA integrado el que sustituyó a la unidad independiente.

La mayoría de los sistemas ARPA fabricados en el siglo XXI integran las funciones ARPA con la pantalla del radar. El moderno sistema ARPA integral combina los datos del radar convencional con los sistemas de procesamiento de datos informáticos en una sola unidad. La principal ventaja operativa es que tanto los datos del radar como los del ARPA son fácilmente comparables.

Desde su introducción hasta la actualidad, la imagen del radar se ha presentado en la pantalla de un tubo de rayos catódicos (TRC). Si bien el TRC ha conservado su función a lo largo de los años, la forma en que se presenta la imagen ha cambiado considerablemente. A mediados de la década de 1980, aparecieron las primeras pantallas de barrido raster . El indicador de posición en planta (IPP) de barrido radial fue reemplazado por un IPP de barrido raster generado en una pantalla tipo televisión. Las unidades ARPA integradas y las unidades de radar convencionales con pantalla de barrido raster irán reemplazando gradualmente a los radares de barrido radial.

El desarrollo del radar marítimo comercial entró en una nueva fase en la década de 1980 con la introducción de las pantallas de barrido raster que cumplían con las normas de rendimiento de la OMI.

La imagen de radar de una pantalla sintética de barrido raster se produce en una pantalla de televisión y está compuesta por un gran número de líneas horizontales que forman un patrón conocido como raster. Este tipo de pantalla es mucho más compleja que la pantalla sintética de barrido radial y requiere una gran cantidad de memoria. Existen varias ventajas para el operador de una pantalla de barrido raster, pero también algunas deficiencias. La ventaja más evidente de una pantalla de barrido raster es el brillo de la imagen. Esto permite al observador ver la pantalla en casi cualquier condición de luz ambiental. De todos los beneficios que ofrece un radar de barrido raster, es esta capacidad la que ha asegurado su éxito. Otra diferencia entre las pantallas de barrido radial y raster es que esta última tiene una pantalla rectangular. El tamaño de la pantalla se especifica por la longitud de la diagonal y el ancho y alto de la pantalla con una relación aproximada de 4:3. Los tubos de televisión de barrido raster tienen una vida útil mucho más larga que un CRT de radar tradicional. Si bien los tubos son más baratos que sus contrapartes, la complejidad del procesamiento de la señal hace que el costo total sea mayor.

Normalmente, su ARPA realiza todas las operaciones automáticamente, pero aquí encontrará más información sobre cómo trazar la trayectoria de su buque. Cuando se decide (tras evaluar el trazado inicial) que es necesario que el buque realice una maniobra, es fundamental determinar el efecto de dicha maniobra antes de ejecutarla y asegurarse de que resultará en una distancia de paso segura. Una vez completada la maniobra, se debe continuar trazando la trayectoria para garantizar que tenga el efecto deseado.

• Sistema de Identificación Automática (AIS): otra herramienta de navegación que genera información sobre rutas y puntos de aproximación más cercanos.
• Mini Sistema Automático de Trazado por Radar (MARPA) o Sistema Automático de Seguimiento (ATA)
• Rastreador de radar

• Publicación 1310 de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial de los Estados Unidos, Manual de la Junta de Navegación y Maniobras por Radar, Capítulo 5. Disponible en línea .
• El radar en el siglo XXI
• Mapas electrónicos para el radar ARPA en todos los puertos de Rusia.