BÀI TẬP LỚN ITS(Tìm hiểu hệ thống giao thông thông minh đường hàng không.)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.18 MB, 47 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢIKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN</b>
3. Vương Quân Bảo4. Phan Thanh Trúc5. Nguyễn Duy Mạnh
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><b>LỜI NĨI ĐẤU</b>
Trong thời đại hiện nay, việc áp dụng cơng nghệ thông tin vào giao thông khôngchỉ là một xu hướng mà còn là một yêu cầu cấp thiết để nâng cao hiệu quả và antoàn. Trong lĩnh vực hàng không, hệ thống giao thông thông minh đường hàngkhông đang trở thành một phần không thể thiếu để quản lý lưu lượng máy bay, tối ưuhóa lịch trình và đảm bảo an toàn cho hành khách.
Để hiểu rõ hơn về hệ thống này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá khái niệm vàứng dụng của ITS trong lĩnh vực hàng không. Chúng ta cũng sẽ nghiên cứu các tiếnbộ và thành tựu của các quốc gia tiên tiến như Anh, Pháp, Mỹ, Hàn Quốc và NhậtBản trong việc ứng dụng ITS trong hệ thống giao thông hàng không của họ.
Mục tiêu của chúng ta khơng chỉ là tìm hiểu sâu hơn về hệ thống giao thôngthông minh đường hàng khơng mà cịn là áp dụng những kinh nghiệm và bài học từcác quốc gia phát triển vào thực tiễn tại Việt Nam. Chúng ta hy vọng rằng việcnghiên cứu này sẽ đóng góp vào sự phát triển và cải thiện của hệ thống giao thônghàng không tại quốc gia chúng ta.
Mong muốn nhận được sự phản hồi và đóng góp từ q thầy cơ để hồnthiện hơn đề tài này. Xin chân thành cảm ơn!
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3"><b>Mục lục</b>
<b><small>LỜI NĨI ĐẤU...2</small></b>
<b><small>CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ ITS...4</small></b>
<small>1.1 Tìm hiểu chung về ITS...4</small>
<small>2.1. Tìm hiểu chung về giao thơng thông minh đường hàng không...8</small>
<small>2.1.1.Khái niệm về hệ thống giao thông thông minh đường hàng không :...8</small>
<small>2.1.2. Mục tiêu và lợi ích của hệ thống...11</small>
<small>2.1.3. Các thành phần chính của hệ thống...14</small>
<small>2.1.4. Công nghệ và phương pháp áp dụng...16</small>
<small>2.2 Hệ thống radar và điều khiển giao thông hàng không...19</small>
<small>2.2.1. Hệ thống radar và cách hoạt động...19</small>
<small>2.2.2. Quản lý lưu lượng máy bay và định tuyến...26</small>
<small>2.2.3. Công nghệ và thiết bị sử dụng trong hệ thống radar...28</small>
<small>2.3 Hệ thống truyền thông liên lạc...30</small>
<small>2.3.1. Hệ thống truyền thông liên lạc giữa máy bay và trạm kiểm sốt khơng lưu (ATC)...31</small>
<small>2.3.2. Cơng nghệ và phương tiện truyền thông sử dụng...33</small>
<small>2.4 Tiến bộ của hệ thống giao thông thông minh đường hàng không trên thế giới... 36</small>
<b><small>CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH ĐƯỜNG HÀNGKHÔNG...39</small></b>
<small>3.1. Quản lý lưu lượng máy bay và tối ưu hóa lịch trình...39</small>
<small>3.2. An tồn hàng khơng và phịng tránh va chạm...41</small>
<small>3.3. Tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường...43</small>
<small>3.4. Hiện trạng và triển khai của hệ thống tại Việt Nam...44</small>
<small>3.5. Thách thức và giải pháp trong việc áp dụng hệ thống tại Việt Nam...46</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4"><b>CHƯƠNG 1 : TÌM HIỂU VỀ ITS1.1 Tìm hiểu chung về ITS</b>
1.1.1 Khái niệm
- ITS (Intelligent Transport System): Hệ thống giao thông thông minh- Là việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ, bao gồm các cảm biến, điều khiển,điện tử, tin học và viễn thông trong lĩnh vực giao thông để điều hành và
quản lý hệ thống giao thông vận tải
- ITS bao gồm: Con người, phương tiện tham gia giao thông, cơ sở hạ tầng giaothơng là các thành phần chính của hệ thống, được liên kết chặt chẽ với nhau nhằm bảođảm cho hệ thống giao thơng đạt các mục tiêu sau:
• Giúp hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ và xử lý khẩn cấp các sự cố giaothơng
• Hiện đại hóa các trạm thu phí tự động và trạm cân điện tử • Giảm tai nạn, ùn tắc giao thơng và ơ nhiễm mơi trường
• Quản lý các trục đường giao thông, điều tiết việc đi lại của các phương tiệnbằng biển báo điện tử
• Tạo ra hệ thống thơng tin cho người đi đường, phổ cập văn hoá giao thơng vàhỗ trợ q trình khai thác, điều hành hệ thống giao thông công cộng, chống kẹt xe.
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">• Góp phần trong việc sản xuất các phương tiện thông minh, hạn chế ô nhiễmmôi trường và nâng cao hiệu quả của thiết bị an tồn giao thơng
- ITS ra đời cho ta một cái nhìn rõ nét về tính hữu ích của những tiến bộ côngnghệ thông tin, truyền thông công nghiệp, viễn thông trong việc liên kết con người, hệthống đường giao thông và các phương tiện giao thông đang lưu thông trên đườngthành một mạng lưới thông tin và viễn thông phục vụ cho việc ra quyết định của ngườitham gia giao thơng, cơ quan quản lí giao thơng, góp phần giảm tại nạn, tắc nghẽngiao thông và ô nhiễm môi trường.
1.1.2. Mục tiêu
ITS là một hệ thống lớn, trong đó bao gồm con người, phương tiện giao thông,mạng lưới đường giao thông là các thành phần của hệ thống, liên kết chặt chẽ vớinhau nhằm bảo đảm cho hệ thống GTVT đạt các mục tiêu:
- Nâng cao năng lực quản lí: Thơng tin được chia sẻ chính xác và nhanh chónggiữa các ban ngành, tăng khả năng phối hợp liên ngành trong xử lí các vấn đề, cungcấp thơng tin cho việc xây dựng chính sách,…
- Thân thiện với mơi trường: Giảm thiểu khí thải ra mơi trường, giảm thiểu tiếngồn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">- Quản lí khai thác hạ tầng giao thông một cách hiệu quả: giảm ùn tắc, tiết kiệmchi phí đi lại, tạo điều kiện tối đa cho việc đi lại và vận chuyển, cung cấp thông tingiao thơng chính xác, khai thác tối ưu hạ tầng giao thơng hiện tại,…
- Bảo đảm an tồn khi tham gia giao thơng, xây dựng văn hóa giao thơng, giảmthiểu tai nạn.
- Tạo ra hệ thống thông tin cho người đi đường, phổ cập văn hố giao thơng vàhỗ trợ q trình khai thác, điều hành hệ thống giao thơng cơng cộng, chống kẹt xe.
- Góp phần trong việc sản xuất các phương tiện thông minh, hạn chế ô nhiễmmôi trường và nâng cao hiệu quả của thiết bị an toàn giao thơng.
- Cung cấp các lợi ích về mơi trường.
- Tăng năng suất, tăng trưởng kinh tế, việc làm.
- Hệ thống GTTM đang góp phần tăng khả năng an tồn xe.
Ví dụ: Hệ thống IntelliDrive của Mỹ có thể giải quyết 82% tình huống tai nạnxe liên quan đến người điều khiển phương tiện kém.
Hệ thống GTTM tối đa năng lực của cơ sở hạ tầng, làm giảm việc xây dựngthêm hạ tầng giao thơng (đường, cầu,...).
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">Ví dụ: Việc sử dụng HT điều khiển đèn tín hiệu giao thơng ở Mỹ đã cải thiệnlưu lượng giao thông đáng kể: Giảm điểm dừng 40%, Giảm thời gian đi lại 25%, Cắtkhí đốt tiêu thụ 10% (1,1 triệu gallon khí đốt hàng năm), Giảm phát thải 22% (cắtgiảm phát thải carbon dioxide hàng ngày lên đến 9.600 tấn).
ITS có thể đóng góp đáng kể vào việc giảm ùn tắc (Ùn tắc giao thông đã làmtốn chi phí cho hành khách Hoa Kỳ 4,2 tỷ giờ; 2,8 tỷ gallon nhiên liệu mỗi năm, gâythiệt hại cho nền kinh tế Hoa Kỳ lên đến 200 tỉ đô mỗi năm).
Tại Nhật Bản, Hệ thống GTTM đóng vai trị rất quan trọng trong nỗ lực để đạtđược mục tiêu năm 2010:Giảm thải 31 triệu tấn CO2 so với mức năm 2001, trong đó11 triệu tấn tiết kiệm từ cải thiện lưu lượng giao thông và 11 triệu tấn từ tiết kiệm việcsử dụng hiệu quả hơn các loại xe.
Hệ thống GTTM có tỷ suất lợi nhuận cao khi so sánh với đầu tư truyền thốngvề đường cao tốc, ước tính tỷ lệ khoảng 9:1.
VD: Mỹ đã thực hiện một chương trình thơng tin giao thơng thời gian thựcquốc gia, ước tính chi phí giá trị chương trình là 1,2 tỷ USD, nhưng mang lại lợi íchgiá trị 30,2 tỷ USD, một tỷ lệ lợi ích : chi phí là 25:1.
1.1.4. Chức năng của ITS:
+ Quản lý phương tiện thương mại+ Quản lý giao thông
+ Quản lý xây dựng và bảo dưỡng+ Quản lý dữ liệu thu được
+ Cung cấp dịch vụ chi trả điện tử
+ Đưa ra các giám sát và điều khiển phương tiện+ Quản lý chuyển tiếp
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8"><b>CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG GIAO THƠNG THƠNG MINH ĐƯỜNG HÀNG KHƠNG</b>
<b>2.1. Tìm hiểu chung về giao thông thông minh đường hàng không</b>
2.1.1.Khái niệm về hệ thống giao thông thông minh đường hàng không :
Hệ thống giao thông thông minh hàng không (ATM - Air Traffic Management) là mộtlĩnh vực quan trọng trong ngành hàng không hiện đại, nơi công nghệ và dữ liệu được sử dụng để quản lý, điều phối và tối ưu hóa các hoạt động hàng khơng trong khơng gian không lưu và thời gian.
Dưới đây là một số khái niệm quan trọng và các yếu tố liên quan đến hệ thống ATM:1. Tuyến đường bay thông minh (RNAV/RNP):Đây là một công nghệ quan trọng trong ATM cho phép máy bay bay theo các tuyến đường bay được xác định chính xác bằng các điểm định vị toạ độ (waypoints) trên một bản đồ điện tử. RNAV
(Navigation) và RNP (Required Navigation Performance) giúp tăng cường sự linh hoạt và hiệu suất của hệ thống hàng không bằng cách giảm thiểu thời gian bay và tiết kiệm nhiên liệu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">2. Tăng cường quản lý lưu lượng giao thông hàng không (ATM-CNS): ATM-CNS là sự kết hợp giữa quản lý giao thông hàng không (ATM) và các dịch vụ liên quan đến thông tin và viễn thông (CNS - Communications, Navigation, and Surveillance). Điều này bao gồm việc sử dụng các hệ thống viễn thông và thông tin mới như ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) và CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications) để cải thiện giao tiếp giữa máy bay và trung tâm kiểm sốt khơng lưu.
<b>3. Tối ưu hóa dữ liệu và phân tích (ATM-D&A): Hệ thống ATM cần phải xử lý một </b>
lượng lớn dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau như radar, máy bay, và điều kiện thời tiết.Công nghệ dữ liệu và phân tích (D&A) trong ATM giúp tối ưu hóa việc thu thập, xử lý và sử dụng dữ liệu để hỗ trợ quyết định và cải thiện hiệu suất của hệ thống.
<b>4. Quản lý dịng lưu lượng giao thơng (ATFM): Quản lý dịng lưu lượng giao thơng </b>
hàng khơng (ATFM) là quá trình quản lý và điều phối các chuyến bay để đảm bảo sự cân đối giữa cung và cầu, giảm thiểu ách tắc và tăng cường hiệu suất của hệ thống. ATFM thường sử dụng các dịch vụ thông tin hàng không (AIS - Aeronautical Information Services) và dữ liệu ATM để đưa ra các quyết định điều phối tối ưu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">5. Hệ thống quản lý đỉnh cao (AMAN/DMAN): Hệ thống quản lý đỉnh cao (AMAN - Arrival Manager) và quản lý rời cao (DMAN - Departure Manager) được sử dụng để tối ưu hóa quản lý và điều phối lưu lượng giao thông tại các sân bay. AMAN quản lý lịch trình đến của các chuyến bay, trong khi DMAN quản lý lịch trình khởi hành
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11"><b>6. Hệ thống thông tin hành khách (PIS): Hệ thống thông tin hành khách cung cấp </b>
thơng tin chính xác và cập nhật cho hành khách về các lịch trình bay, tình trạng chuyến bay, và các dịch vụ khác tại sân bay và trên máy bay. Điều này giúp cải thiện trải nghiệm của hành khách và quản lý hành trình của họ một cách hiệu quả.
=> Tổng cộng, hệ thống giao thông thông minh hàng không là một mảng đa dạng và phức tạp, liên kết các công nghệ và quy trình để cải thiện an tồn, hiệu suất và trải nghiệm của mọi bên liên quan trong ngành hàng không.
2.1.2. Mục tiêu và lợi ích của hệ thống
Hệ thống giao thông thông minh hàng không (ATM) đang trở thành một lĩnh vực quantrọng trong ngành hàng không hiện đại. Sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông, cùng với sự gia tăng về lưu lượng giao thông hàng không, đặt ra nhiều thách thức mới trong việc quản lý và điều phối các hoạt động hàng không. Dưới đây là các mục tiêu của hệ thống giao thơng thơng minh hàng khơng:
1. An tồn hàng khơng: Mục tiêu hàng đầu của ATM là đảm bảo an toàn cho mọi phương tiện bay và hành khách. Điều này bao gồm việc giảm nguy cơ va chạm giữa các máy bay, quản lý các tình huống khẩn cấp một cách hiệu quả, và đảm bảo tuân thủnghiêm ngặt các tiêu chuẩn an tồn hàng khơng.
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">2. Hiệu quả vận hành: Hệ thống ATM cần tối ưu hóa q trình điều phối và quản lý tuyến đường, từ việc lập kế hoạch lịch trình bay cho các chuyến bay, đến việc quản lý lưu lượng giao thông hàng khơng tại các sân bay. Bằng cách này, nó giúp giảm thiểu thời gian bay, tiết kiệm năng lượng, và tăng cường hiệu suất toàn cầu của hệ thống hàng không.
3. Bảo vệ môi trường: Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành hàng khônglà tác động tiêu cực đến mơi trường, bao gồm khí thải và tiếng ồn. Hệ thống ATM thơng minh có thể giảm thiểu tác động này bằng cách tối ưu hóa các tuyến đường bay để giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ và làm giảm tiếng ồn ở các khu vực dân cư.
4. Tăng cường sức chứa: Với sự gia tăng không ngừng về lưu lượng giao thông hàng không, hệ thống ATM cần phải tăng cường sức chứa để đảm bảo rằng khơng gian hàng khơng có thể chứa đựng được số lượng máy bay tăng lên mà không gây ra ách tắc hoặc rủi ro an ninh.
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">5. Tính linh hoạt và thích ứng: Với sự biến đổi thường xuyên về điều kiện thời tiết, tình trạng sân bay, và yêu cầu của các hãng hàng không, hệ thống ATM cần phải linh hoạt và có khả năng thích ứng nhanh chóng. Điều này bao gồm việc điều chỉnh lịch trình bay và tuyến đường một cách linh hoạt để tối ưu hóa hiệu suất và an toàn.6. Tăng cường trải nghiệm của hành khách: Cuối cùng, một trong những mục tiêu quan trọng của ATM là cải thiện trải nghiệm của hành khách. Điều này có thể bao gồm cung cấp thơng tin chính xác và cập nhật về lịch trình bay, giảm thiểu thời gian chờ đợi tại sân bay, và cải thiện dịch vụ chăm sóc khách hàng.
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">7. Tích hợp và tương tác: Hệ thống ATM cần phải tích hợp tốt với các hệ thống khác như hệ thống quản lý lưu lượng giao thông hàng không tại các sân bay, hệ thống thôngtin hàng không và không lưu, và các hệ thống thông tin hành khách để tạo ra một mạng lưới hoạt động mạnh mẽ và liên tục.
2.1.3. Các thành phần chính của hệ thống
Hệ thống giao thơng thơng minh hàng khơng bao gồm các thành phần chính sau:
<i>Các cảm biến: Đây là các thiết bị được sử dụng để thu thập thông tin về môi trường </i>
xung quanh, bao gồm radar, lidar, camera và các cảm biến khác. Các cảm biến này giúp máy bay tự động nhận biết và phản ứng với các tình huống giao thông.
<i>Hệ thống xử lý thông tin: Đây là phần của hệ thống được sử dụng để xử lý dữ liệu từ </i>
các cảm biến và đưa ra quyết định. Nó sẽ phân tích thơng tin và tính tốn các động thái cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong giao thông hàng không.
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15"><i>Hệ thống điều khiển: Đây là phần của hệ thống được sử dụng để điều khiển các hoạt </i>
động của máy bay, bao gồm điều khiển độ cao, tốc độ và hướng bay. Hệ thống này sẽ đảm bảo máy bay di chuyển theo đúng lộ trình và tuân thủ các quy tắc giao thông hàng không.
<i>Hệ thống liên lạc: Đây là phần của hệ thống được sử dụng để truyền thông tin giữa </i>
máy bay và các trạm điều khiển không lưu. Hệ thống này đảm bảo rằng máy bay có thể nhận được các chỉ thị và thơng báo từ các trạm điều khiển và cung cấp thông tin vềvị trí và trạng thái của máy bay cho các trạm điều khiển.
<i>Hệ thống định vị: Đây là phần của hệ thống được sử dụng để xác định vị trí của máy </i>
bay trong khơng gian. Nó sử dụng các công nghệ như GPS và hệ thống định vị vệ tinhđể xác định vị trí chính xác của máy bay.
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">2.1.4. Công nghệ và phương pháp áp dụng
Hệ thống giao thông thông minh hàng không (ATM) ngày nay sử dụng nhiều công nghệ hiện đại để tối ưu hóa quản lý lưu lượng giao thơng hàng khơng, cải thiện an toàn và hiệu suất, và tăng cường trải nghiệm của hành khách. Dưới đây là một số công nghệ hiện đại đang được sử dụng trong hệ thống ATM hiện nay:
1. ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast): ADS-B là một công nghệ định vị hàng không phổ biến, cho phép máy bay truyền dữ liệu vị trí, tốc độ và hướng di chuyển của mình một cách chính xác và liên tục tới các trạm cơ sở đất. Điều này giúp cải thiện quản lý lưu lượng giao thông hàng khơng và tăng cường an tồn bằng cách cung cấp thơng tin vị trí chính xác về các máy bay trong không gian không lưu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">2. CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications): CPDLC là một hệ thống giao tiếp dữ liệu giữa máy bay và trạm kiểm sốt khơng lưu, cho phép trao đổi thơng điệp văn bản và dữ liệu giữa phi công và nhân viên điều phối không lưu mà không cần sử dụng giao tiếp giọng nói truyền thống. CPDLC giúp giảm bớt tải công việc cho điều phối viên và cải thiện hiệu suất giao tiếp.
3. Công nghệ RNAV/RNP (Area Navigation/Required Navigation
Performance):Công nghệ RNAV/RNP cho phép máy bay bay theo các tuyến đường bay được xác định chính xác bằng các điểm định vị toạ độ (waypoints) trên một bản đồ điện tử. RNAV/RNP giúp tối ưu hóa tuyến đường bay, giảm thiểu thời gian bay và tiết kiệm nhiên liệu.
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">4. Hệ thống ATM thông minh và dự báo (AI/ML): Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML) được áp dụng trong ATM để phân tích dữ liệu lớn, dự báo tình hình giao thơng hàng khơng và hỗ trợ ra quyết định. Công nghệ này giúp cải thiện dự báo thời tiết, đánh giá rủi ro và quản lý lưu lượng giao thông.
5. Công nghệ Datalink và mạng truyền dẫn (ATN/IPS): Datalink là hệ thống truyền thông dữ liệu giữa máy bay và trạm điều phối không lưu. ATM sử dụng các giao thức như ATN (Aeronautical Telecommunication Network) và IPS (Internet Protocol Suite) để tạo ra một mạng truyền dẫn an toàn và đáng tin cậy cho việc trao đổi dữ liệu giữa máy bay và điều phối viên.
6.Cơng nghệ hình ảnh viễn thám và radar: Cơng nghệ hình ảnh viễn thám và radar được sử dụng để theo dõi và giám sát hoạt động hàng không trong không gian không lưu. Các hệ thống này cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc quản lý lưu lượnggiao thông hàng không và nhận diện các tình huống nguy hiểm.
7. Hệ thống quản lý thơng tin hành khách (PIMS): Hệ thống PIMS cung cấp thông tin chính xác và cập nhật về lịch trình bay, tình trạng chuyến bay, và dịch vụ khác cho hành khách. Công nghệ này giúp cải thiện trải nghiệm của hành khách và quản lý hành trình của họ một cách hiệu quả.
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">Tóm lại, các cơng nghệ hiện đại đang được áp dụng trong hệ thống giao thơng thơng minh hàng khơng giúp cải thiện an tồn, hiệu suất và trải nghiệm của tất cả cácbên liên quan trong ngành hàng không.
<b>2.2 Hệ thống radar và điều khiển giao thông hàng không</b>
2.2.1. Hệ thống radar và cách hoạt động
<b>Radar là gì ?</b>
RADAR là viết tắt của từ “RAdio Detection And Ranging”. Chúng có nghĩa là dị tìm và định vị bằng sóng vơ tuyến. Về cơ bản, nó là một hệ thống điện từ được sửdụng để phát hiện vị trí và khoảng cách của một vật thể từ điểm đặt RADAR. Nó hoạt động bằng cách tỏa năng lượng vào không gian và theo dõi tín hiệu dội lại hoặc phản xạ từ các vật thể. Nó hoạt động trong phạm vi sóng UHF và vi sóng.
<b>Cấu tạo của hệ thống radar là gì ?</b>
Hệ thống RADAR thường bao gồm một máy phát tạo ra tín hiệu điện từ được phát ra khơng gian bằng ăng ten. Khi tín hiệu này bị chặn bởi bất kỳ đối tượng nào, nó sẽ bị phản xạ hoặc dội lại theo nhiều hướng. Tín hiệu dội lại hoặc phản xạ này được nhận bởi ăng ten radar đưa nó đến máy thu, nơi nó được xử lý để xác định số liệu thống kê địa lý của vật thể.
Khoảng cách được xác định bằng cách tính thời gian của tín hiệu để truyền từ RADAR đến mục tiêu và quay lại. Vị trí của mục tiêu được đo theo góc, từ hướng tín hiệu dội biên độ cực đại, ăng ten chỉ tới. Để đo phạm vi và vị trí của các vật thể chuyển động, người ta sử dụng hiệu ứng Doppler.
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20"><b>Các bộ phận chính của một hệ thống radar là gì</b>
Dưới đây là 6 phần chính của hệ thống RADAR:
•Máy phát: Nó có thể là bộ khuếch đại cơng suất như Klystron, Travelling WaveTube hoặc bộ tạo dao động công suất như Magnetron. Tín hiệu đầu tiên được tạo ra bằng cách sử dụng bộ tạo dạng sóng và sau đó được khuếch đại trong bộ khuếch đại cơng suất.
•Ống dẫn sóng: Các ống dẫn sóng là đường truyền để truyền tín hiệu RADAR.•Ăng-ten: Ăng-ten được sử dụng có thể là một gương phản xạ parabol, mảng phẳng hoặc mảng pha được điều khiển bằng điện tử.
•Bộ song cơng: Bộ song cơng cho phép sử dụng ăng-ten làm máy phát hoặc máythu. Nó có thể là một thiết bị dạng khí sẽ tạo ra một ngắn mạch ở đầu vào tới máy thu khi máy phát hoạt động.
•Bộ thu: Nó có thể là bộ thu thanh đổi tần (máy thu siêu ngoại sai) hoặc bất kỳ bộ thu nào khác bao gồm bộ xử lý để xử lý tín hiệu và phát hiện nó.
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">•Ngưỡng quyết định: Đầu ra của máy thu được so sánh với ngưỡng để phát hiện sự hiện diện của bất kỳ đối tượng nào. Nếu đầu ra dưới bất kỳ ngưỡng nào, sự hiện diện của nhiễu được giả định.
<b>Nguyên lý hoạt động radar</b>
Nguyên lý radar hoạt động rất giống với nguyên tắc phản xạ sóng âm. Nếu bạn hét theo hướng của một vật thể phản xạ âm thanh (như hẻm núi đá hoặc hang động), bạn sẽ nghe thấy tiếng vang. Nếu bạn biết tốc độ âm thanh trong khơng khí, thì bạn có thể ước tính khoảng cách và hướng chung của vật thể. Thời gian cần thiết để tiếngvang trở lại có thể được chuyển đổi gần đúng thành khoảng cách nếu biết tốc độ âm thanh.
<i><small>Quét tín hiệu radar 1</small></i>
Radar sử dụng các xung năng lượng điện từ theo cách tương tự. Năng lượng tần số vô tuyến (RF) được truyền đến và phản xạ từ vật thể phản xạ. Một phần nhỏ năng lượng phản xạ trở lại bộ radar. Năng lượng được trả lại này được gọi là ECHO. Các bộ radar sử dụng tiếng vang để xác định hướng và khoảng cách của vật thể phản xạ.
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">Trong một số điều kiện, hệ thống radar có thể đo hướng, chiều cao, khoảng cách, tiến trình và tốc độ của các vật thể này. Tần số của năng lượng điện từ được sử dụng cho radar khơng bị ảnh hưởng bởi bóng tối và cũng xuyên qua sương mù và mây. Điều này cho phép các hệ thống radar xác định vị trí của máy bay, tàu hoặc cácchướng ngại vật khác mà mắt thường khơng nhìn thấy được do khoảng cách, bóng tối hoặc thời tiết.
Radar hiện đại có thể trích xuất nhiều thơng tin hơn từ tín hiệu dội lại của mục tiêu so với khoảng cách của nó. Nhưng việc tính toán khoảng cách bằng cách đo thờigian trễ là một trong những chức năng quan trọng nhất.
<b>Radar xung là gì</b>
RADAR xung gửi các xung công suất cao và tần số cao tới đối tượng mục tiêu. Sau đó nó chờ tín hiệu dội lại từ đối tượng trước khi một xung khác được gửi. Khoảng cách và độ phân giải của RADAR phụ thuộc vào tần số lặp lại xung. Nó sử dụng phương pháp dịch chuyển Doppler.
Nguyên lý RADAR phát hiện các vật thể chuyển động bằng cách sử dụng dịch chuyển Doppler hoạt động trên thực tế là tín hiệu dội lại từ các vật thể đứng yên cùng pha và do đó bị hủy trong khi tín hiệu dội lại từ vật thể chuyển động sẽ có một số thay đổi cùng pha.
<b>Hai loại RADAR xung là:</b>
<i>Pulse Doppler RADAR</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">Nó truyền xung tần số cao lặp lại để tránh những Doppler không rõ ràng. Tín hiệu truyền và tín hiệu dội lại được trộn trong máy dị để có được sự dịch chuyển Doppler và tín hiệu khác biệt được lọc bằng bộ lọc Doppler nơi tín hiệu nhiễu khơng mong muốn bị loại bỏ.
<i>RADAR MTI</i>
Nó truyền xung tần số thấp lặp lại để tránh những khoảng cách không rõ ràng. Trong hệ thống MTI RADAR, tín hiệu dội lại từ đối tượng được hướng về phía bộ trộn, trong đó chúng được trộn với tín hiệu từ bộ tạo dao động cục bộ ổn định (STALO) để tạo tín hiệu IF. Tín hiệu IF này được khuếch đại và sau đó được đưa đến bộ dị pha trong đó pha của nó được so sánh với pha của tín hiệu từ bộ tạo dao động kết hợp (COHO) và tín hiệu khác biệt được tạo ra. Tín hiệu Coherent có cùng pha với tín hiệu máy phát. Tín hiệu kết hợp và tín hiệu STALO được trộn lẫn và đưa cho bộ khuếch đại công suất được bật và tắt bằng bộ điều chế xung.
</div>
