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28.05.2015 Veranstaltung des VDE in der Hochschule Koblenz Dipl.-Ing.(FH) Hermann Haberkamp Seite 1

Entwicklung von RADAR in der Binnenschifffahrt

Entwicklung von RADARin der Binnenschifffahrt

Hermann W. Haberkamp



Inhalt:

1. Typische Eigenschaften von RADAR für die Binnenschifffahrt

2. Entwicklung von RADAR für die Binnenschifffahrt von Christian Hülsmeyer bis heute

3. Navigation mit RADAR in der Binnenschifffahrt

4. Maßnahmen zur Gewährleistung einer sicheren und leichten Navigation mit RADAR in der Binnenschifffahrt

5. Das LANDRADARSYSTEM zur Verkehrsbeobachtung an der Gebirgsrheinstreckezwischen Oberwesel und St. Goar

6. Stand der Technik / Blick in die Zukunft



• Fähigkeiten und Grenzen von RADAR für die Binnenschifffahrt

• Wirkungsweise von Radaranlagen für die Binnenschifffahrt

• Physikalische Effekte

Teil 1:Typische Eigenschaften von RADAR für die Binnenschifffahrt



o ist ein Puls-Laufzeit-Messverfahren

+ ist ein nichtkooperatives Verfahren,

+ ist ein zweidimensionales Messverfahren,

+ stellt die Umgebung landkartenähnlich dar,

+ ermöglicht genaue Entfernungsmessungen,

+ stellt die „leading edge“ von Objektenimmer entfernungsrichtig dar,

+ funktioniert auch bei „Nacht und Nebel“,

+ empfiehlt sich auch bei guter Sicht,

- kann Objekte nur detektieren und orten,nicht aber identifizieren,

- kann Objekt- Höhen nicht liefern,

- kann „nicht um die Ecke“ schauen.

RADAR:

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtEigenschaften, Fähigkeiten und Grenzen



Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtDer Sendeimpuls wird mit einer Richtantenne ausgestrahlt

ti

Sendeimpuls mit hoher

Zeitauflösung

als Schwingungspaket

ti

Sendeimpuls

t1 = 200 ns t2 = 1000 ns

Ausbreitung des Sendeimpulses in der

Antennenkeule



R

0

Rz

t0 Rz/c 2 Rz/c

Ziel

Sendeimpuls Echo am Empfänger

Entstehendes Echo am Ziel

Impuls am Ziel

R = Range (Entfernung); c = LichtgeschwindigkeitKoordinatenursprung (0/0) = Standort der Radarantenne Rz = Zielentfernung; t = Zeit nach Impulsaussendung

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtDie Objektentfernung wird aus der Laufzeit des Echos ermittelt



Elektromagnetische Wellen unterliegen physikalischen Gesetzmäßigkeiten wie Brechung, Beugung, Interferenz, Dämpfung und Reflexion.Die Reflexionseigenschaften sind für das Radarverfahren ausschlaggebend.

Zu unterscheiden sind drei Arten der Reflexion des Sendeimpulses an Objekten:

die diffuse Reflexion, die gerichtete Reflexion und die Retroreflexion.

Diffuse Reflexion Gerichtete Reflexion Retroreflexion

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtDie Retroreflexion macht Radarziele sichtbar



0 1 2 3 4 5

b)

0 1 2 3 4 5

V

a)

t/µs

V

t/µs

Range: 800 m Ringe: 200 m

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtDas Radarbild entsteht durch die Darstellung und Speicherungder Videosignale aufeinander folgender Speichen

Darstellung im Relativ-Mode, vorausorientiert (RM, HU)



Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtErzielbare Reichweite von Radaranlagen



Vorauslinie

Radiales Auflösungsvermögen:15 m oder besser

Antennenstandort

Ziel 1

Ziel 2

Azimutales Auflösungsvermögen:

1,2 ° oder besser

Vorauslinie

Antennenstandort

Ziel 1

Ziel 2

• Nahauflösung (Minimum range): 15 m oder besser• Radiales Auflösungsvermögen: 15 m oder besser• Azimutales Auflösungsvermögen: ≤ 1,2 °(R ≤ 1200 m)• Sendeimpulsdauer: ≤ 50 ns (R < 2000 m)

• Einheitliche Entfernungsbereiche• Einheitliche Ringabstände (Maßstäbe)• Bildschirmdurchmesser: ≥ 27 cm• Bildorientierung: Relative Mode, Head Up

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtRadiales und Azimutales Auflösungsvermögen im Entfernungsbereich 1200 m



Radarobjekte werden im Radarbild immer breiter dargestellt als sie sind

21

Drehrichtung der Antenne

Standort der Radarantenne

Gleichartige Punktziele

Darstellung der Punktzieleim Radarbild

Zur Verdeutlichung ist die Antennenkeulebreiter dargestellt als sie in Wirklichkeit ist

3

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtAzimutale Zielverbreiterung durch die Antennenkeule



Azimutal verlaufende Lücken werden im Radarbild immer schmaler dargestellt als sie in Wirklichkeit sind

Entfernungsabhängige Zielflächenverzerrung einer azimutal verlaufenden Lücke in der Zielstruktur

Lücke in der Zielstruktur Darstellung der Lücke im Radarbild

Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtAzimutale Lückenverschmälerung durch die Antennenkeule



Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtEntstehung von Scheinzielen durch Ablenkung des Sendestrahls

Scheinziel(Geisterschiff)

Zwei realeSchiffe



Typische Eigenschaften von RADAR für die BinnenschifffahrtEchostärkenmodulation durch Mehrwegeausbreitung



• Erinnerungen an Christian Hülsmeyer (1904)

• Meilensteine der Radartechnik von 1920 bis 1940

• Beginn der Radarnutzung in der Rheinschifffahrt (1953)

• Technische Entwicklung der Schiffsradargeräte seit 1953

• Ergonomische Verbesserungen an den Radargeräten

• Integration von RADAR, Inland ECDIS und Inland AIS

Teil 2:Entwicklung der RADAR-Technik in der Binnenschifffahrt von

Christian Hülsmeyer bis heute



1881 Am 25.12. geboren inEydelstedt/Barnstorf

1887 – 1896 Volksschule1896 – 1900 Lehrerseminar in Bremen

Erste Experimente mitelektromagnetischen Wellen

1900 – 1902 Siemens Schuckert Werke Bremen1902 – 1904 Entwicklung des Telemobiloscops

1904 Vorführungen in Köln, Düsseldorf und RotterdamPatente in allen europäischenLändernGründung der „Telemobiloscop-Gesellschaft Hülsmeyer undMannheim“ in KölnChristian Hülsmeyer 1904

© Copyright 2007 Martin Hollmann

Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtErinnerungen an Christian Hülsmeyer, Erfinder des RAD(AR)



Erste Radarvorrichtung ("Telemobiloscop") von Christian Hülsmeyer (1904) © Deutsches Museum München

Das Vorhandensein eines reflektierenden Gegenstandes wurde mit einer Klingel signalisiert, die Richtung mithilfe eines Magnetkompasses ermittelt und angezeigt(Radio Detecting).

Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtErinnerungen an Christian Hülsmeyer, das Telemobiloscop



Demonstration in Rotterdam am 9.6.1904 , SS. COLUMBUS © Copyright 2005 Arthur O. Bauer

Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDemonstration des Telemobiloscops in Rotterdam



1905 Mangels Interesse wird dieWeiterentwicklung des Telemobiloscops eingestellt

1907 Gründung der Firma „Christian Hülsmeyer Kessel undApparatebau“ Düsseldorf

In den nachfolgenden Jahren:

180 nationale und internationale Patente

1953 Treffen mit Sir Watson Watt während der DGON Konferenzin Frankfurt

1954 Ehrung im „Haus der Technik“ in Essen durch Professoren derRWTH Aachen (50 Jahre Jubiläum)

1957 Am 31.01. verstorben währendeines Aufenthalts in Ahrweiler,Beerdigung in Düsseldorf

Christian Hülsmeyer 1955© Copyright 2007 Martin Hollmann

Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtChristian Hülsmeyer, Erfinder



1921 Erfindung des Magnetrons als leistungsfähige Senderöhre durchAlbert Wallace Hull

1922 Die beiden Elektroingenieure Albert. H. Taylor und Leo C. Young vomNaval Research Laboratory (USA) orten erstmals ein hölzernes Schiff.

1930 Lawrence A. Hyland, ebenfalls vom NRL (USA), ortet erstmalsein Luftfahrzeug.

1931 Ein Schiff wird mit Radar ausgerüstet. Als Sende- und Empfangsantennenwerden Parabolantennen mit Hornstrahlern eingesetzt.

1936 Entwicklung des Klystrons durch die Entwicklungsingenieure der FirmaGeneral Electric, George F. Metcalf und William C. Hahn, das alsVerstärker oder Oszillator Verwendung findet.

1939 Zwei Physiker an der Universität von Birmingham in England,John Turton Randall und Henry Albert Howard Boot, entwickeltenein leichtes, aber leistungsfähiges Magnetron für ein Mikrowellenradarund bauten es in die B- 17 Bomber ein.

1940 + Unterschiedliche Radaranlagen werden in den USA, Russland, Deutschland,Frankreich und Japan entwickelt (Literatur: MIT Radiation Lab Series).

Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtMeilensteine der Radartechnik von 1920 bis 1940



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtBeginn der Radarnutzung in der Rheinschifffahrt 1953

Fotos: http://woottonbridgeiow.org.uk/decca-legacy/chapter4.php#4.1

In den Jahren 1953 bis 1955 unternahm Kapitän Kurt Grob von der Schweizer Reederei mit dem MS Valcava Versuchsfahrten mit einem Radargerät des Typs DECCA 159B .Diese führten nicht nur zur Entwicklung eines auf die Bedürfnisse der Binnenschifffahrt zugeschnittenen Radargerätes, sondern auch zu weiteren Erkenntnissen wie der Notwendigkeit eines Wendeanzeigers zur rechtzeitigen Erkennung der Schiffsdrehung.

Decca Seeschiffsradar Typ 159B (1949 entwickelt)



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtErstes Radargerät für die Binnenschifffahrt: Decca Radar 214 (1956)

Decca Radar 214

Betriebsfrequenz: 9,4 GHzSendeleistung: 10 kW

-3dB-Keulenbreite: 1,2 °Sendepulsdauer: 50 nsBildschirm-Ø: 16 cmE-Bereiche: ab 800 m

Einige Kenngrößen des Decca Radar 214 wurden in die ersten Radarvorschriften der ZKR von 1959 übernommen.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtNach den ZKR Vorschriften von 1959 zugelassene Radargeräte

Nr. Typ Hersteller Zul.-Inhaber F-Bereich (MHz) Zul.-Tg.; Zul.-Nr.

1 214 Decca, London Debeg, Hamburg 9320 – 9480 19.06.56; 083/562 7D6-R, 7D6-RS Terma, Aarhus ELAC, Kiel 9375 08.12.59; 111/593 SMA-3, N10F 1-RH SMA, Florenz Villars & Co., 9375 23.12.59; 119/59

Baden-Baden 4 215 Decca, London DEBEG, Hamburg 9330 - 9480 04.07.60; 122/605 14/9 R K.-Hughes, London ELNA, Hamburg 9320 - 9500 13.07.60; 125/606 14/9 R2 K.-Hughes, London ELNA, Hamburg 9320 - 9500 20.06.61; 129/617 216 Decca, London Debeg, Hamburg 9320 - 9480 16.08.62; 137/628 8 GR 260/00 Philips, Hilversum Elektro-Spezial, 31800-33400 oder 26.06.63; 143/63

Hamburg 34500-352009 17 GR, 17 GR-20, K.-Hughes, London ELNA, Hamburg 9445 18.06.64; 166/64

17 GR-40, 17 GR 3m10 T 217 Z, T 217 Z b, Decca, London Debeg, Hamburg 9445 02.09.65; 190/65

T 218 Z, T 218 Z b,T 219 Z, T 220 Z

11 Precision Navigator JFS electronic, KA-Elektronik, 9375 05.01.66; 193/66Rotkreuz Bremen

12 17/12 GR, K.-Hughes, London ELNA, Hamburg 9445 19.06.67; 220/6717/12 GR 2,3m,17/12 GR 3m

13 Astaron 250 R Astaron Bird, Poole Bruno Peter, 9410 16.01.69Bremen



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtAnordnung und Verbindung der Radargeräte-Komponenten

In der Anfangsphase waren nur die Antenne, der

Antriebsmototor und der Synchrongenerator im

Freien untergebracht. Antenne und Transceiver waren

über einen Hohlleiter miteinander verbunden.

In den 70er Jahren gab es die Außeneinheit des

Radargerätes Decca 1216/1219 in zwei

Ausführungen. Eine mit integriertem Transceiver

(links), die andere mit abgesetztem Transceiver

und Hohlleiterverbindung.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtBetriebsfrequenz und Antennenabmessungen

Die Frequenzbereiche der nachstehenden Tabelle konnten von der Zivilen Schifffahrt genutzt werden. Nahezu unabhängig vom Antennentyp (ob Parabolspiegel oder geschlitzter Hohlleiter) hängt die erforderliche Länge der Radarantenne (L) sowohl von der geforderten Keulenbreite (ε) der Antennenkeule als auch von der Wellenlänge (λ) der Betriebsfrequenz ab.

Als Faustformel gilt: ε ≈ 70 * λ/L (mit ε in ° sowie λ und L in m)und somit L ≈ 70 * λ/ε

Zur Erzielung der gewünschten Antennenkeulenbreite von 1,2 ° sind je nach Betriebsfrequenz Antennenlängen zwischen 0,55 m und 5,8 m erforderlich.

Frequenz f in GHz

Wellenlänge λin cm

Keulenbreite ε ε

in °

Antennenlänge Lin m

2,9 – 3,1 10 1,2 5,8

9,3 – 9,5 3,2 1,2 1,8

33,4 – 36,0 0,9 1,2 0,55




Die Firma Philips entwickelte im Jahr 1963 ein 9-mm-Radar (Betriebsfrequenz um

33 GHz), das mit einer Antennenlänge von etwa 1 m eine Keulenbreite von etwa 0,6 °erzielte, also eine sehr gutes Winkelauflösungsvermögen besaß.

9-mm-Radar PHILIPS 8 GR 260/00




Die 9-mm-Mikrowelle des Radargerätes 8 GR 260/00 reflektierten Regen und Schnee so stark, dass die die Nutzziele im Radarbild überstrahlt wurden und das Radarbild bei Niederschlägen für die Navigation nicht mehr brauchbar war.

Andrerseits waren Frequenzen im 10-cm-Band wegen der großen Antennen nicht praktikabel.

Insofern ist der 3-cm-Bereich (9,3 – 9, 5 GHz) ein guter Kompromiss zwischen noch vertretbaren Antennenlägen einerseits und akzeptabler Durchdringung von Regen andererseits.

Frequenz in GHz

Däm

pfu

ng

in d

B/k

m



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtAntennenformen

Parabolantenne DECCA Radar 214, etwa 2,1 m lang, (Feedhorn fehlt).

Keulenbreite im Azimut ≈ 1,2 ° (Bj: 1956)

Die ersten Radargeräte für die Binnenschifffahrt besaßen noch offene Parabolantennen. Diese wurden in den 60er Jahren bereits durch Balkenantennen mit geschlitztem Hohlleitern abgelöst.

Balkenantenne, etwa 2,7 m langmit geschlitztem Hohlleiter.

Keulenbreite im Azimut ≈ 0,8 ° (Bj: 2010)



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDer Radarsender

Nach wie vor wird das Magnetron als äußerst effektiver Energie-wandler (Wirkungsgrad η ≈ 60 – 70 %) eingesetzt, der einen Gleichspannungs-/Gleichstrom-Impuls in ein Mikrowellen-schwingungspaket umsetzt.Die Betriebsfrequenz ist dem Magnetron bereits bei der Herstellung „in die Wiege gelegt“.Auf Grund des geforderten radialen Auflösungsvermögens darf in Entfernungsbereichen unter 2000 m die Sendeimpulsdauer nicht über 50 ns liegen. Die Pulsleistung (Effektivwert der Sendeleistung während des Sendeimpulses) betrug bis 1980 etwa 10 bis 20 kW.Allein auf Grund des geringeren Rauschfaktors moderner Empfänger konnte zwischenzeitlich die Pulsleistung ohne Einbußen in der Systemleistung auf weniger als 5 kW reduziert werden.Hier sei der Hinweis gestattet, dass im Gegensatz zu anderen Radar-Standards die aktuellen Mindestanforderungen an Radargeräte für die Binnenschifffahrt einen maximal zulässigen Wert für die Pulsleistung enthalten.

http://aepmarineparts.com

Magnetrons



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDer Radarempfänger

Hierbei handelt es sich nach wie vor um einen Überlagerungsempfänger (Superheterodyne-Empfänger), der das Empfangsfrequenzband (9,3-9,5 GHz) auf eine Zwischenfrequenzebene (meistens60 MHz) heruntertransformiert. Dazu benötigt er eine Mischstufe, einen Oszillator und einen selektiven ZF-Verstärker.In den 60er Jahren wurden Reflexklystrons als Oszillator eingesetzt, später Gunn-Dioden. Alle Verstärker waren in Röhrentechnik gefertigt.Heute sind MW-Vorverstärker, Mischer, Oszillator, ZF-Stufen und Videodemodulator in Streifenleitertechnik mit Halbleitern auf einer Platine integriert.


Radarempfänger früher und heute



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDer „Sende-Empfangs-Umschalter“ (Sende-Empfangs-Weiche)

Da eine Antenne sowohl zum Ausstrahlen des Sendeimpulses als auch zum Empfangen der Radarechos verwendet wird, muss der hoch empfindliche Empfänger vor den starken Sendeimpulsen geschützt werden.Dies übernahm anfangs die sogenannte TR-Zelle, ein kurzes Hohlleiterstück, in dem zwei in einem Glashohlkörper eingeschlossene Elektroden gegenüber stehen. Beim Auftreten einer großen Leistung zündet zwischen den Elektroden eine anhaltende Glimmentladung. Sie bildet für die eintreffende Mikrowelle einen elektrischen Kurzschluss und reflektiert die Leistung. Nachdem die Leistung abgesunken ist, hört die Glimmentladung auf und die TR-Zelle wird wieder durchlässig für Mikrowelle.Heute leitet ein Zirkulator die Sendeimpulse vom Sender zur Antenne und die Radarechos von der Antenne zum Empfänger. Zum Schutz des Empfängers werden reine Halbleiter-Limiter (PIN-Dioden-Limiter) eingesetzt.


Radar-“Frontend“ mit Magnetron, Zirkulator, Limiter und Empfänger (von rechts.)



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDas Realzeit-Sichtgerät mit nachleuchtender Bildröhre

Die Radarantenne tastet die Umgebung in Polarform ab und liefert dem Sichtgerät aufeinander folgende Videospeichen.

Im Sichtgerät wird der Elektronenstrahl in der Braun‘schen Röhre synchron zur Antennendrehung speichenweise von der Mitte des Bildschirms nach außen abgelenkt. Dabei hinterlässt er auf der nachleuchtenden Innenbeschichtung des Frontglases eine sichtbare Videospeiche.

Die Beschichtung übernahm nicht nur die Visualisierung jeder Radarspeiche, sondern auch deren Speicherung, denn nur dadurch entstand das komplette Radarbild.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PPI-scope.jpg



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDas Realzeit-Sichtgerät mit nachleuchtender Bildröhre

Trotz vieler Experimente mit verschiedenen Materialien gelang es nicht, die Nachleuchtdauer der Phosphorschicht in Radarbildröhren exakt auf einen oder zwei Antennenumläufe zu begrenzen.Im Gegenteil: Einerseits war die Helligkeit des nachleuchtenden Bildes deutlich geringer als die der aktuell geschriebenen Speiche, andererseits blieben Radarziele auf dem Bildschirm manchmal noch mehrere Antennenumdrehungen lang sichtbar.

Darüber hinaus war die Helligkeit des Radarbildes stark von der Schreibgeschwindigkeit des Elektronenstrahls abhängig und dadurch in den kleinen Entfernungsbereichen besonders gering.

Die Erkennung und Auswertung des Radarbildes war bei Tag sowieso und manchmal sogar auch bei Nacht nur mit einem Sichtschutztubus möglich.

Decca Radar 214, vmtl. 1958



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDer Weg zum „Tageslicht-Sichtgerät"

Die ersten Schritte hin zu einem Tagesichtbild gelangen in den 80er Jahren mit dem Einsatz von analogen Eimerkettenspeichern (Charge Coupled Devices, CCD’s).Das Videosignal einer Speiche wurde in Realzeit in den Speicher geschrieben und während der sogenannten Totzeit zwischen zwei Sendeimpulsen langsam ausgelesen und auf den Bildschirm geschrieben.Dadurch war das Radarbild deutlich heller.

Langsames Auslesen des Videosignals aus dem CCD und Schreiben auf die Leuchtschicht der Bildröhre

tSchnelles Schreiben

in das CCD

Charge Coupled Device CCD, Prinzip




Tageslichtgerätmit CCD-

Zwischenspeicher:

JRC JMA 606 EAbaugleich mitELNA 3100 EA




Mit dem Aufkommen digitaler Halbleiterspeicher konnte für die Bilddarstellung das Raster-Scan-Prinzip angewendet werden. Hierbei wird das Bild innerhalb einer Sekunde mehr als 30 Mal dargestellt und dadurch vom menschlichen Auge als statisch wahrgenommen.Die erforderliche Nachleuchtdauer der Bildschirmbeschichtung liegt unter 100 ms.Das erste nach den 1990er ZKR Vorschriften zugelassene Radargerät arbeitete mit dem Spiral Scan. Mit dieser Methode bleibt die Polarform des Radarbildes erhalten. Ein Scan-Konverter ist nicht erforderlich.

http://footage.shutterstock.com




Raster-Scan-Tageslichtsichtgerät mit spiralförmiger

Bilddarstellung:

ELNA 3300baugleich mit

Kelvin Hughes RSR 1000Ein Scan-Konverter war nicht

erforderlich.

Erstes nach den ZKR-Vorschriften von 1990 entwickeltes

Radargerät





Die Entwicklung von Sichtgeräten, die das vom Fernsehen und von Computermonitoren bekannte kartesische Raster-Scan-Verfahren anwenden, erforderte zunächst die Entwicklung aufwändiger Scan-Konverter, die das Radarbild von der Polarform in die kartesische Form umwandeln.

Darstellung eines Radarbildausschnitts in Polarform (mitte) und in Zeilenform (rechts).





Raster-Scan-Sichtgerät mit Scan-Konverter und zeilenförmiger Bilddarstellung

(von links unten nach rechts oben)SWISS RADAR JFS 364.

Orientierung: Portrait-Format.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtDer Weg zum „Tageslicht-Sichtgerät" , das erste Farbradar!

Raster-Scan-Sichtgerät mit Scan-Konverter und zeilenförmiger Bilddarstellung

(von links oben nach rechts unten) und Farbbildröhre:TESLA RR 653.

Orientierung: Landscape-Format



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtAblösung der Bildröhren durch TFT Flachbildschirme

Ab dem Jahr 2000 wurden nach und nach Elektronenstrahl-Bildröhren durchTFT-Flachbildschirme ersetzt.Im Gegensatz zu Elektronenstrahl-Bildröhren, ganz besonders Farbbildröhren, sind TFT Bild-schirme total unempfindlich gegen Magnet-felder und haben wegen der statischenBilddarstellung ein sehr ruhiges Bild.Darüber hinaus benötigen Flachbildschirme deutlich weniger Platz als Bildröhren und erlauben ergonomisch günstigere Einbau-Positionen.Allerdings waren die ersten TFT Bildschirme zu hell und mussten modifiziert werden. Aus dem Grund wurden die Vorschriften ergänzt um die erzielbare Mindest-Dimmung.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtEntwicklung der Bildgröße

In den 59-er Vorschriften war ein Bilddarstellungsmaßstab von etwa 1:10000 im 800-m-Entfernungsbereich die Grundlage für den erforderlichen Bilddurchmesser von 160 mm.Die 69er Vorschriften verlangten einen Bilddurchmesser von 270 mm, wahrscheinlich basierend auf einem Maßstab von 1: 10000 im 1200-m-Bereich. Interessant ist, dass im Zuge der Entwicklung der 89er Vorschriften zwei andere Überlegungen zum gleichen Ergebnis führten:

a) Aus Gesprächen mit der Schifffahrt und Auswertung der nautischen Situation auf Rhein und Mosel ergab sich eine erforderliche Bildschirmauflösung von 5 m im 1200-m-Entfernungsbereich. Um diese Auflösung zu erreichen, sind etwa 1000 Pixel zu je ≈ 2,4 m x 2,4 m an der schmalen Kante eines rechteckigen Bildschirms erforderlich. Bei einer Pixelgröße von 0,27mm x 0,27 mm ergibt sich eine Kantenlänge von 270 mm.

b) Will man das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges (etwa 1 Bogenminute) nur zur Hälfte ausnutzen, so ergibt sich für den üblichen Betrachtungsabstand zum Radarsichtgerät ebenfalls ein Bilddurchmesser von etwa 270 mm.

Deshalb wurde der geforderte Bildschirmdurchmesser von 270 mm aus den 79er Vorschriften unverändert in die 90er Vorschriften übernommen.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtEntwicklung der Entfernungsbereiche

Mit den 90er Vorschriften wurde die Gelegenheit genutzt, einheitliche Entfernungsbereiche und Ringabstände vorzuschreiben, damit die Schiffsführer unabhängig vom Fabrikat des Radargerätes auf jedem Schiff die selben Darstellungsmaßstäbe vorfinden.

Entfernungsbereich Ringabstand

500 m 100 m

800 m 200 m

1200 m 200 m

1600 m 400 m

2000 m 400 m

Kleinere und größereEntfernungsbereiche sind erlaubt.

Range

Range 800m Rings 200 m



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtEntwicklung der Bedienung des Radargerätes

Ein typisches Bedienelement trägt- eine Bezeichnung,- hat eine Betätigung und - hat eine Einstellwertanzeige.Während an den alten, hardware-dominierten Radargeräten alle oben genannten Attribute mechanisch vorhanden waren, und zwar direkt am Gerät, wurde zunächst die Tastatur vom Sichtgerät getrennt.Mit dem Aufkommen softwaregesteuerter Geräte wurden nach und nach die Bezeichnung, die Einstellwertanzeige und schließlich auch noch die Betätigung von Bedienelementen in den Bildschirm gebracht und mit einem Zeigegerät (Maus oder Trackball) bedient.Hierbei ist darauf zu achten, dass die für die Bedienelemente erforderlichen Bildschirmflächen außerhalb des relevanten Radarbildbereiches liegen.Interessant ist, dass viele Nutzer nach wie vor lieber mit Tasten und Knöpfen arbeiten als mit einem Zeigegerät.



Entwicklung der Radartechnik in der BinnenschifffahrtIntegration von RADAR, Inland ECDIS und Inland AIS

Ein zeitgemäßer Navigations-bildschirm im Steuerhaus eines Binnenschiffes liefert eine kombinierte Darstellung aus - dem Radarbild,- der elektronischen Flusskarte

Inland ECDIS und- den Daten des automatischen

Identifizierungssystems Inland AIS sowie

weiteren nautischen und betrieblichen Daten, z.B.- der Wendegeschwindigkeit,- der Ruderlage und- der Schiffsgeschwindigkeit.



Differential GNSS Dienst nach IALA Standard in Europa

Zur Ermittlung der eigenen Schiffsposition und

somit zur Positionierung der elektronischen Flusskarte und der AIS-Daten ist ein satelliten-gestütztes Navigationssystem (GNSS) erforderlich.Zurzeit ist ein GPS Navigationssystem in ganz Europa verfügbar.Seine Genauigkeit reicht für die strategische Navigation und für den Informationsmodus von Inland ECDIS Geräten aus.

Für die Genauigkeit der Kartenpositionierung im Navigationsmodus bestehen höhere Anforderungen, die ohne einen Differential-Dienst nicht erreicht werden können. Dafür wird der IALA DGNSS Dienst zur Verfügung gestellt. Entlang der größten Binnenwasserstraßen in Europa sind IALA DGNSS Referenzstationen vorhanden oder geplant.

Die deutschen See- und Binnenwasserstraßen sind durch ein DGNSS Netzwerk mit7 MW-Sendern versorgt http://wsv.de/fvt/





Positionierung und Orientierung der Karte unter dem Radarbild

Das Kartensystem erhält die genaue Position der Radarantenne, berechnet aus den Daten eines GPS-Empfängers unter Berücksichtigung des zweidimensionalen Standortversatzes zur Radarantenne.Damit kann die Kartenposition exakt unter das Radarbild gelegt werden.

Zur Kartenorientierung ist der Kompasswinkel (Heading) erforderlich. Der kann von einem GPS-Kompass geliefert werden.Falls keine Heading vorhanden ist, kann die Kartenorientierung nach dem RADAR-MAP-MATCHING-Verfahrenerfolgen.



• Definition der Navigation

• Geschäftsprozess des navigierenden Schiffers

• Vergleich der visuellen Navigation mit der Radarnavigation

• Rechtlicher Rahmen (ZKR-und EU-Vorschriften)

Teil 3:Navigation mit RADAR in der Binnenschifffahrt



Unter Navigation in der Binnenschifffahrt ist dieAufgabe des Schiffsführers zu verstehen, das Schiff auf dem gewünschten Kurs innerhalb des Fahrwassers bzw. der Fahrrinne zum Ziel seiner Reise zu führen unter Berücksichtigung der bestehenden Regeln und der Sicherheit aller Beteiligten.Dabei interessieren ihn weniger die geographischen Positionen der beteiligten Schiffe in Längen- und Breitengraden, sondern vielmehr deren Kurs undAbstand mit Bezug zum eigenen Schiff.

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtDefinition der Navigation

www.nva-flieger.de/index.php/theorie/navigation/erde-kartografie.html

Im Gegensatz dazu navigiert der Schiffs-führer auf Hoher See nach Wegpunkten, die im Allgemeinen auf dem Großkreis, der kürzesten Verbindung zwischen Start und Ziel seiner Reise, liegen (Route Planning, Route Monitoring).Die Wegpunkte sind durch ihre geogra-phischen Koordinaten (Lat, Lon) definiert.



Navigierender Schiffsführer

Beobachten

EntscheidenStrategisch

Taktisch

Operationell

Handeln

Prüfen

Steuerndes

Schiffes

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtDer Geschäftsprozess des navigierenden Schiffers

Im Geschäftsprozess des navigierenden Schiffsführers laufen zyklisch in drei Ebenen vier gleichartige Prozessschritte mit unterschiedlicher Aufdatierungsrate ab



Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtOperationelle, Taktische und Strategische Navigation

→ Der Operationellen Navigation ON zugeordnet sind• das Steuern des Schiffes, also die notwendige unmittelbare Reaktion auf

Kursänderungen durch Strömung, Wind, Richtungsänderungen der Fahrrinnesowie Ausweichvorgänge und Reaktionen im Rahmen von Begegnungen

• Manöver zum An- und Ablegen, Stoppen oder Wenden.→ Die Taktische Navigation TN umfasst• die Erfassung der Verkehrslage (Verkehrsteilnehmer, Fahrtrichtungen und

Geschwindigkeiten),• die Einschätzung der zu erwartenden Verkehrssituationen in den kommenden

Minuten (je nach Revier auch länger) sowie• die Absprache des eigenen Verhaltens (Begegnungen, Vorfahrtsregelung,

Überholvorgänge, Wartevorgänge) mit den betroffenen Verkehrsteilnehmern.→ Die Strategische Navigation SN beinhaltet• die Reiseplanung vom Start über den Weg bis zum Ziel der Reise,• die Berücksichtigung von Verzögerungen durch den übrigen Verkehr, durch Umwege,

Wartezeiten, meteorologische Einflüsse usw.• Die Einschätzung der mittelfristig zu erwartenden Verkehrssituation, Verabredungen

mit Auftraggebern und Lade-Lösch-Terminals.



Die Steuerung des Schiffes gehört überwiegend zur Operationellen Navigation, zum Teil zur Taktischen Navigation und ist im technischen Sinne kein Steuerungs- , sondern ein Regelungsvorgang, in dem der Schiffsführer nahezu kontinuierlich den Istwert des Kurses auf den Sollwert bringt bzw. auf dem Sollwert hält.

• Den Istkurs ermittelt der Schiffsführer visuell durch den Blick aus demSteuerhaus und/oder ins Radarbild

• Den Sollkurs bildet der Schiffsführer aus der vorhandenen bzw. aus deraufkommenden Verkehrssituation und weiteren Zwangspunktenwie die Topographie der Schifffahrtsstraße und der Bauwerke.

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtDie Steuerung des Schiffes als Teil der Operationellen Navigation



Soll- Kurs

Regelstrecke(Schiffskurs)

Regler(Schiffsführer)

Ist- Kurs

Störung(Wind, Strömung)

-

-

+

+

- +Mischstelle Verzweigungsstelle

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtRegelkreis der Steuerung eines Schiffes



Für die Navigation relevante Informationen sind:1. Verlauf des Fahrwassers bzw. der Ufer2. Verlauf der Fahrrinne 3. Bauwerke (Brücken, Terminals, Anleger, Leitungskreuzungen) 4. Ort und Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer *)

- Gegenkommer, Stilllieger, Mitläufer5. Eigene Position, Kurs, Bewegung und Geschwindigkeit

Den Istkurs ermittelt der Schiffsführer visuell durch den Blick aus dem Steuerhaus über die Gösch zu einem Punkt an Land.

Den Sollkurs bildet der Schiffsführer aus der Umgebung und der aktuellen bzw. aufkommenden Verkehrssituation.

*) Verkehrserfassung über den Sichtbereich hinaus bzw. Absprachen sindnur über Funk möglich!

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtInformationsbedarf des navigierenden Schiffsführers bei guter Sicht



Ist-Kurs

Soll-Kurs

Ermittlung von Ist- und Sollkurs während der visuellen Navigation (Zentralperspektive)

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtErmittlung von Ist- Kurs und Soll-Kurs



Für die Navigation relevante Informationen sind:1. Verlauf des Fahrwassers bzw. der Ufer 2. Verlauf der Fahrrinne 3. Bauwerke (Brücken, Terminals, Anleger, Leitungskreuzungen) 4. Ort und Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer *)

- Gegenkommer, Stilllieger, Mitläufer5. Eigene Position, Kurs, Bewegung und Geschwindigkeit

Den Istkurs erkennt der Schiffsführer aus dem Verlauf der Vorauslinie mit Bezug zum Land bzw. zur Wasserstraße.

Den Sollkurs bildet der Schiffsführer aus der Umgebung und der aktuellen bzw. aufkommenden Verkehrssituation.

*) Verkehrserfassung über den Radarsichtbereich hinaus bzw. Absprachen sindnur über Funk möglich!

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtInformationsbedarf des Schiffsführers während der Radarfahrt



Ermittlung von Ist- und Sollkurs während der Radarnavigation (PPI-Darstellung)

Ist-Kurs

Soll-Kurs

Navigation mit RADAR in der BinnenschifffahrtErmittlung von Ist- Kurs und Soll-Kurs



• Maßnahmen zur Gewährleistung einer sicheren und leichten Navigation mit RADAR in der Binnenschifffahrt

• Ausstattung der Schifffahrtsstraßen

• Ausrüstung der Schiffe

• Ausbildung und Prüfung der Schiffsführer

• Maßnahmen zum Erhalt der Voraussetzungen und Fähigkeiten der Schiffsführer

• Rechtlicher Rahmen (ZKR-und EU-Vorschriften)

Teil 4:Maßnahmen zur Sicherung der Radarschifffahrt



Leitungskreuzun-gen werden bei

Bedarf mit Reflektoren markiert �

Visuelle Schifffahrtszeichen erhalten Radarreflektoren �

an Brücken werden Maßnahmen zur Verminderung von Mehrfach-reflexionen durchgeführt

Brückenpfeiler werden mit Reflektoren gekennzeichnet �

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtAusstattung der Schifffahrtsstraßen



Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtVerwendung geeigneter Radarreflektoren

Die Systemleistung von Navigationsradaranlagen für die Binnenschifffahrt ist für einen Standardreflektor mit einem Rückstrahlvermögen vonRCS = 10 m² ausgelegt.

Der aus ebenen Metallblechen hergestellte Corner-Reflektor ist die kostengünstigste Lösung.Er wird als Einzel-Reflektor z.B. zur Markierung von Brückenpfeilern oder in einer Kombination von Corner-Reflektoren zur Ausrüstung von Tonnen und Baken hergestellt.

NB: Alle Reflektoren 50 cm ØDr. H.E. Speckter IALA 1980



Zur Minimierung nachteiliger Auswirkungen von Mehrfachreflexionen zwischen benachbarten Brücken werden diese entweder unmittelbar nebeneinander odermit einem Mindestabstand von 150m trassiert.

Radartechnisch günstige Trassierung benachbarter Brücken

~ 0 m >= 150 m

Geisterbrücken

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtGünstige Trassierung benachbarter Brücken



Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtVermeidung / Verminderung von Mehrfachreflexionen in Brücken

Brückenstreufeld durch Mehrfachreflexionen im Brückenunterbau



Ufer-spiegelungan derAußenseiteeiner Brücke

Gespiegelter Uferbewuchs

Radarecho vom Uferbewuchs

Mosel aufwärtsunterhalb desTrierer Hafens

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtVermeidung / Verminderung von Mehrfachreflexionen an Brücken



Einbau schräggestellter Bleche oder Beschichtung mit Radarabsorbermatten

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtVermeidung / Verminderung von Mehrfachreflexionen in Brücken

Radartechnisch ungünstiger Brückenquerschnitt(hohe Längsträger mit großem Abstand)



Reflexionsdämpfung von mindestens 13 dB (95% Absorption) im Frequenzbereich 9,3 bis 9,5 GHz

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtEigenschaften von Radarabsorbermatten



Vermeidung großer parallel verlaufender Flächen

Radartechnisch günstiger Brückenquerschnitt

Radartechnisch ungünstiger Brückenquerschnitt(hohe Längsträger mit großem Abstand)

Maßnahmen zur Sicherung der Radarschifffahrt„Radargerechte“ Brückenkonstruktionen



Vermeidung von Hohlräumen im Unterbau der Brücke


Radartechnisch günstiger Brückenquerschnitt, optimiert zur Vermeidung äußerer Reflexionen




Verwendung schräg stehender Konstruktionselemente

>= 5 °


Radartechnisch günstige Brückenkonstruktion




Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtMarkierung von Brückenpfeilern



Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtMarkierung von Leitungskreuzungen

4

3

2




4

3

2



Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtMarkierung von Leitungskreuzungen, Lokales Beispiel:Radartechnische Begutachtung der BUGA-2011- Seilbahn-Varianten i.J. 2007



Gewährleistung hoher Qualität und Verfügbarkeit der Navigationsgeräte sowie des Einbaus durch:

• Typprüfung und Typzulassung von Navigationsgeräten

• Anerkennung von Fachfirmen

• Einbau von Navigationsgeräten durch Anerkannte Fachfirmen

• Periodische Funktionsprüfungen an Bord durch Anerkannte Fachfirmen

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtAusrüstung der Schiffe



Ausbildung und Prüfung von Radarpatentbewerbern- Erstellung und Aufdatierung von Lehr- und

Prüfungsinhalten- Durchführung von Vorbereitungslehrgängen- Mitwirkung bei Prüfungen zum Erwerb des

Radarpatentes

Spezifikation, Prüfung und Zertifizierung von Radarsimulatoren- Erstellung von Lastenheften mit binnenschifffahrts-

spezifischen Anforderungen- Abnahmeprüfungen und Zertifizierung von

Radarsimulatoren

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtAusbildung und Prüfung der Schiffsführer



→ „Radartechnische Wartung“ der Schifffahrtsstraße

- Up-to-date-Haltung der Wasserstraßenkarten (ENC‘s)- Rückschnitt des ins Wasser ragenden Uferbewuchses vor und hinter Brücken,

insbesondere bei Krümmungen

→ „Radartechnische Begleitung“ von Baumaßnahmen an Schifffahrtsstraßen

- Radartechnische Begutachtung von Brückenplänen, Uferbauwerken undLeitungskreuzungen mit dem Ziel „radartechnisch verträglicher Konstruktionen“.

→ Typprüfungen für NavigaFonsgeräte beibehalten

- Typprüfungen sind notwendig und gerechtfertigt und werden sowohl von Herstellernals auch von Genehmigungsinhabern erwünscht und geschätzt.

→ Radar-Betriebsfrequenzbereich beibehalten

- Radarabsorber an Brücken sind auf den Frequenzbereich 9,3 – 9,5 GHz abgestimmt.- Der Frequenzbereich ist hinsichtlich Antennengröße und Regendurchdringung ideal.

→ Die Entwicklung geeigneter Radarsimulatoren fördern

- Radarsimulatoren müssen binnenschifffahrtsspezifische Radarbilder und Szenarienrealistisch nachbilden können.

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtMaßnahmen zum Erhalt der Voraussetzungen



→ Nutzung der Radaranlage bei guter Sicht!

Schiffsführer sind gut beraten, die Radaranlage auch bei guter Sicht zu nutzen. - Mit der Radaranlage können Entfernungen genauer, also wesentlich besser als mit dem

bloßen Auge bestimmt werden,- Funktionsstörungen an der Radaranlage werden frühzeitig entdeckt und können behoben

werden, bevor es "ernst" wird,- man bleibt in Übung mit der Bedienung der Radaranlage und mit der Interpretation des

Radarbildes,- die Ursachen und Zusammenhänge bestimmter Radarbildstörungen wie Scheinziele oder

Abschattungen lassen sich bei guter Sicht besser erklären.→ Bedienungsanleitungen und Schulungsunterlagen (gelegentlich wieder mal) lesen!

→ Erfahrungen und Erkenntnisse mit Kollegen besprechen!

→ Regelmäßige Weiterbildungsmaßnahmen und Nachschulungen wahrnehmen!

- Radargeräte und andere Navigationsgeräte können nur optimal genutzt werden, wenndie Bedienung der Geräte und die fachlich korrekte Interpretation der Anzeigen gewähr-leistet ist. Da die Geräte komplexer und ihre Funktionen zahlreicher und umfangreichergeworden sind, ist der Zeitaufwand für Weiterbildungen erforderlich und gerechtfertigt.

Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtMaßnahmen zum Erhalt der Fähigkeiten des Schiffsführers



Maßnahmen zur Sicherung der RadarschifffahrtZKR-Vorschriften für Radargeräte, Chronologische Entwicklung ab 1958

1958 ZKR-Beschluss 1958-III-21 vom 09.11.19581959 Inkrafttretung am 01.01.1959

1969 ZKR-Beschluss 1969-II-18 1969 Inkrafttretung am 01.10.1969

1989 ZKR-Beschlüsse 1989-II-33/34/351990 Inkrafttretung am 01.01.1990

2008 ZKR-Beschluss 2008-II-11 vom 27.11.20082009 (EU-weite) Inkrafttretung am 01.12.2009

11

Jah

re2

1 J

ahre

18

Jah

re

2001

Die ETSI- Arbeitsgruppe ERM/RP1, später /TG26

erhielt den Auftrag, aus den ZKR-Vorschriften einen

europäischen Standard für Navigationsradaranlagen für

die Binnenschifffahrt zu entwickeln und begann am

26.08.2001 mit der Erarbeitung.

Nach Zustimmung aller EU-Mitgliedsstaaten wurde der

Standard EN 302 194im Jahr 2006 eingeführt.



• Radargestützte Verkehrssignalisierung in der „Wahrschaustrecke“

• Fahrspurbedarf von Schiffen (besonders der Talfahrt) in Kurven

• Standorte und Erfassungsbereiche der Radarstationen

• Auswahl geeigneter Radarsensoren

• Arbeitsplatz des Wahrschauers in der Revierzentrale Oberwesel

Teil 5:Das LANDRADARSYSTEM zur Verkehrsbeobachtung in der

Gebirgsrheinstrecke zwischen Oberwesel und St. Goar



Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeDas Wahrschausystem in der Gebirgsrheinstrecke.

„Am Betteck“„Am Ochsenturm“

„Gegenüber der Loreley“ „An der Bank“

Vier Signalstellen informieren die Bergfahrt über die entgegenkommende Talfahrt.



Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeFahrspurbedarf von Schiffen (besonders die Talfahrt) in Kurven

Container-Koppelverband zu Tal um Kammereck und Betteck



R1

R2

R3R4

Zone AZone B

Zone C

Zone EZone F

Zone G

Zone D

N

Grenze des Erfassungsbereichs einer Radaranlage

Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeStandorte und Erfassungsbereiche der Radarstationen



Für den Einsatz an der Gebirgsrheinstrecke wurden handelsübliche Sendeempfänger von Binnenschiffs-radaranlagen gewählt, aus folgenden Gründen:

Die Mindestanforderungen hinsichtlich Reichweite und Auflösungsvermögen sind identisch mit den Mindestanforderungen an Bord.

Darüber hinaus sprechen wirtschaftliche Gründe für diese Radargeräte, da sie

� zuverlässige und langlebige Serienprodukte sind,

� preiswert sind (Faktor 5 bis 10 im Vergleich zu VTS-Radar-anlagen). VTS steht für Vessel Traffic Services),

� mit geringer, aber ausreichender Leistung senden und

� durch die Integration mit Inland ECDIS und Inland AIS VTS-Funktionalität erreichen.

Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeAuswahl geeigneter Radarsensoren



Merkmale:- Linienhafte Reviere erfordern die konsekutive Aufteilung auf mehrere Bildschirme- Alle Bilder besitzen dieselbe geographische Orientierung (hier: Norden nach links)- Einheitlicher, zweckmäßiger Darstellungsmaßstab auf allen Bildschirmen,- Feste Revierzuordnung (Default-Werte) aller Bildschirme auf Knopfdruck- Kontinuierliche sekundengenaue Datenaufzeichnung im Ringspeicher

Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeArbeitsplatz des Wahrschauers in der Revierzentrale Oberwesel



Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeArbeitsplatz des Wahrschauers in der Revierzentrale Oberwesel

Integration von Radarbild, Inland ENC und Inland AIS



Das Landradarsystem in der GebirgsrheinstreckeUnfalluntersuchung an Hand aufgezeichneter Radarbilder

Havarie des TMS WALDHOF am 13.1.2011

Die in der RVZ Oberwesel aufgezeichnetenRadarbilder waren eine unverzichtbare Hilfebei der Untersuchung des Unfallhergangs.Im nebenstehenden Bild sind die aus denRadarbildern ermittelten Schiffsumrisse imZeitraum von etwa 04:41 Uhr bis 04:53 Uhreingetragen.



• Bedeutung von RADAR in der Binnenschifffahrt

• Entwicklungsperspektiven

Teil 6:Stand der Technik / Blick in die Zukunft



Stand der Technik / Blick in die ZukunftBedeutung von RADAR in der Binnenschifffahrt

Radar ist heute als leistungsfähiges und zuverlässiges Hilfsmittel in der Binnenschifffahrt anerkannt und ist derzeit das einzige Hilfsmittel, das die Weiterfahrt bei unsichtigem Wetter ermöglicht.

Die Investitionskosten für die Radarausrüstung sind gering im Vergleich zu den Baukosten für ein Schiff, die Unterhaltungskosten sind äußerst gering.

Die Nutzung des Radars auch bei guter Sicht hat viele Vorteile.

Eine hohe Akzeptanz für Radar in der Schifffahrt ist vorhanden. Sie ist einerseits der Standardisierung und Qualitätssicherung durch Typgenehmigung und fachkundigen Einbau zu verdanken sowie der guten Ausbildung der Nutzer.

Trotz aller bereits erfolgten und absehbaren Innovationen wird Radar immer die verlässliche Rückfallebene bleiben und die Umgebung um das eigene Schiff objektiv darstellen, fachkundige Interpretation des Radarbildes vorausgesetzt!



Stand der Technik / Blick in die ZukunftEntwicklungsperspektiven

Durch die gemeinsame Darstellung von Radarbild, elektronischer Flusskarte Inland ECDIS

und den Daten des Automatischen Identifizierungssystems Inland AIS wird dem navigierenden Schiffer sowohl bei unsichtigem Wetter als auch bei guter Sicht ein Optimum an Informationen geboten. Dazu zählt auch die Wassertiefe. Daher wird die gemeinsame Darstellung im sogenannten Navigationsmodus zum weit verbreiteten Standard werden.

In Verbindung mit spezieller Software ermöglichen GNSS-Positions- und Winkelsensoren (GPS- und GALILEO-Empfänger und -Kompasse) in Ergänzung zum RADAR präzise Manöver zum An- und Ablegen sowie zur automatischen Wegsteuerung von Schiffen.

Das Pulsradarverfahren wird in der Binnenschifffahrt noch lange Bestand haben, denn ein vollwertiger, die Mindestanforderungen erfüllender und mit den Pulsradaranlagen verträglicher Ersatz durch „Solid State“- (FMCW-) Radare wurde bisher noch nicht vorgestellt und ist auch in naher Zukunft nicht zu erwarten.



Entwicklung von RADAR in der BinnenschifffahrtLiteratur- und Bildquellen

Martin HollmannDeutsches Museum MünchenArthur O. Bauerhttp://www.cdvandt.org/index.htmhttp://woottonbridgeiow.org.uk/decca-legacyhttp://ITU.inthttp://aepmarineparts.comhttp://commons.wikimedia.orghttp://footage.shutterstock.comhttp://www.eydelstedt.de/Eydelstedt-old/index.htmlhttp://web.mit.edu/klund/www/books/radlab.htmlhttp://www.ccr-zkr.orgFVT ArchivProf. Dr.-Ing. Joachim EnderWerner LautenschlägerKurt GrobGerhard Keßler, Museum Urmitz

Hinweis: Für alle nicht mit Quellenhinweisen und Copyright- Vermerken versehenen Bilderund Graphiken gilt: © Hermann Haberkamp, Koblenz




Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Hermann Haberkamp

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