Ледовая приставка Ice Vision

«Ice Vision» позволяет значительно расширить возможности навигации судна и прокладки оптимальных маршрутов при плавании в сложных ледовых условиях, а также в стесненных условиях шхер и фиордов за счет улучшения качества, четкости и детализации радиолокационного изображения (СТО РМРС).
Устройство предназначено для высококачественной визуализации ледовой обстановки в зоне действия РЛС, установленной на судне, берегу, буровой платформе и других объектах.
Устройство подключается к РЛС и обеспечивает вывод изображения на монитор в режиме реального времени, а также формирование архива записей. Ледовая обстановка легко дешифруется судоводителем и позволяет установить параметры мелких разрывов и проложенных каналов для определения оптимального пути в соответствии с рекомендациями из центра научно-оперативного обеспечения ледового плавания (типовая схема подключения представлена на рисунке 1).

Многоуровневая обработка радиолокационного изображения обеспечивает:

• Повышение контрастности;
• Улучшение качества, четкости и детализации радиолокационного изображения;
• Выделение подвижных объектов на фоне стационарных;
• Увеличение дальности обнаружения мелких объектов.

Проведенные испытания на борту атомного ледокола показали, что использование изделия «IceVision» позволяет проводить оперативный мониторинг ледовой обстановки и выполнять высококачественную визуализацию состояния морского льда.
Межведомственная комиссия пришла к заключению, что данный продукт в сочетании с РЛС мм волн является крайне полезным инструментом, облегчающим работу в условиях Севера и позволяющим значительно расширить возможности навигации судна, прокладки оптимальных маршрутов при плавании в сплошных массивах льда. Наилучшие результаты получены при сопряжении с РЛС высокого разрешения миллиметровых волн.

Основные области применения:

• Наблюдение за ледовой обстановкой в ближней зоне (5-10 nM) на ледоколах и ледокольно-транспортных судах;
• Регистрация ледовой проводки;
• Формирования атласа радиолокационных изображения ледовых образований;
• Тренажёр.

Дополнительные возможности:

• Использование в качестве дополнительного информационного слоя навигационных карт, спутниковых радиолокационных и оптических снимков, ледовых карт ГУ ААНИИ;
• Формирование целевой обстановки;
• Оценка локального смещения льда;
• Выполнение расчетных задач.

Интерфейсы для сопряжения:

• Сопряжение с РЛС предусматривает использование сигналов VIDEO, SYNCHRO, BEAR и HEAD;
• Сопряжение с навигационными датчиками по интерфейсам RS-422, RS-485 и Ethernet.

Основные технические характеристики:

• Диапазон напряжения сигнала VIDEO 0-3,5 В любой полярности;
• Входное сопротивление сигнала VIDEO – 50/75 Ом или 1000 Ом;
• Диапазон импульсов синхронизации – 2-25 В любой полярности;
• Количество обрабатываемых импульсов направления антенны – 90, 128, 180, 256, 360, 400, 450, 1024, 2048 или 4096 импульсов/оборот;
• Тактовая частота АЦП –40/80 МГц;
• Разрядность АЦП – до 8;
• Количество отсчетов дистанции – 4096;
• Количество угловых отсчетов – 4096;
• Скорость вращения антенны – до 60 об/мин
• Минимальная дальность оценки – в зависимости от дальности «мертвой» зоны РЛС
• Максимальная дальность оценки льда – 5-8 миль (дальность видимости льда)
• Максимальная площадь обрабатываемой области – до 200 миль 2 зависит от аппаратных возможностей вычислителя).

Существует две версии компьютеров морского исполнения: КМИ «МКС-1.4» и КМИ «МКС-4.1». Описание и подробные характеристики указаны ниже.

1.)  КМИ «МКС-1.4» предназначен для использования на кораблях, катерах и других судах морского флота как в качестве самостоятельного информационно-управляющего устройства, так и в составе систем судовой автоматики, информационных и управляющих систем, систем навигации и радиосвязи.
КМИ поставляется в одном из трёх вариантов исполнения:
• настольное;
• переборочное;
• встраиваемое в состав интеграционного пульта.

Размер экрана монитора, частота процессора, размер оперативной памяти и жесткого диска, количество портов ввода/вывода изменяются по желанию заказчика.

КМИ «МКС-1.4» соответствует требованиям ГОСТ РВ 20.39.304-98 для групп исполнения 2.2.1 и имеет исполнение, обеспечивающее степень защиты не ниже IP22. Лицевая защита монитора имеет степень защиты не ниже IP65.

КМИ «МКС-1.4» выполнен на базе промышленного одноплатного компьютера.

Необходимая функциональность обеспечивается установкой дополнительных модулей стандарта PC104/PC1G4+.

Для обеспечения защиты от вибрации моноблок КМИ может быть установлен на спирально-тросовые виброизоляторы типа СТВР.

2.)  Компьютер морского исполнения «МКС-4.1» предназначен для использования в качестве системного блока ПК как на судах, так и на береговых объектах.

Для использования на береговых объектах не укомплектовывается СТВР и может быть установлен в стандартную серверную стойку 19″. Компьютер обладает большой вычислительной мощностью, в том числе высокопроизводительной графической подсистемой. Рекомендован к использованию в качестве вычислителя для обработки радиолокационной информации.
Может быть использован с различными типами устройств ввода/вывода и отображения информации.Ice Vision makes it possible to significantly extend the possibilities of ship’s navigation and plotting of optimum routes when sailing in harsh ice conditions and restricted conditions of rocky islets and fjords due to enhanced quality, definition, and resolution of a radar image (RMRS Type Approval Certificate).

Ice Vision is designed for high-quality visualization of ice conditions in radar coverage areas installed on a ship, shore, drilling platform, and other objects.

Radar ice display connects to a radar, provides an image on a monitor in real-time mode and creates a records archive. Ice conditions can be easily decrypted by a navigator allowing to identify the parameters of small gaps and broken channels and define an optimum route by recommendations from the center for scientific and operational support of ice navigation (typical connection diagram is given in figure 1).

Multilevel processing of a radar image ensures:

• Contrast enhancement;
• Improvement of radar image quality, definition, and resolution;
• Identification of moving objects among fixed ones;
• Enlargement of small objects’ detection range.

The tests performed aboard nuclear icebreaker have shown that IceVision allows carrying out online monitoring of ice conditions and high-quality sea ice visualization.

The interdepartmental commission has come to the conclusion that this product in combination with mm-wave radar is an extremely useful tool that facilitates operation in the North and allows significant extending of possibilities for ship’s navigation and plotting of optimum routes when sailing in solid ice. The best results were obtained in combination with a high-resolution mm-wave radar.

Main application areas:

• Short-range (5-10 nM) monitoring of ice conditions aboard icebreakers and transport ships with icebreaking capabilities;
• Ice escort registration;
• Creation of atlas map for ice features radar images;

Additional features:

• Using as additional information layer of navigation charts, satellite radar and optical images, ice charts of State Institution Arctic and Antarctic Research Institute;
• Target environment formation;
• Evaluation of local ice shifting;
• Addressing computational tasks.

Mating interfaces:

• Mating with radar provides for using VIDEO, SYNCHRO, BEAR and HEAD signals;
• Mating with navigation sensors via interfaces RS-422, RS-485, and Ethernet.
• Technical Specifications:
• VIDEO signal voltage range is 0-3.5 V of any polarity;
• VIDEO signal input impedance is 50/75 Ohm or 1000 Ohm;
• Range of synchronization pulses – 2-25 V of any polarity;
• Number of processed pulses of antenna direction – 90, 128, 180, 256, 360, 400, 450, 1024, 2048 or 4096 pulses/revolution;
• AD converter clock frequency – 40/80 MHz;
• AD converter capacity – up to 8;
• Distance readings – 4096;
• Angular readings – 4096;
• Antenna rotation speed – up to 60 rpm;
• Minimal evaluation range – depending on the radar dead area;
• Maximum range of ice evaluation – 5-8 miles (ice visibility range);
• Maximum coverage area – up to 200 miles (depends on hardware capabilities).

There are two editions of marine computers: KMI MKS-1.4 and KMI MKS-4.1.  Their descriptions and detailed specifications are given below.

1)  KMI MKS-1.4 is intended for operation on ships, boats, and other vessels of maritime fleet both as an independent information and control device and as a part of ship automation, information, control, navigation, and radio communication systems

KMI is supplied in three designs:

• desktop;
• bulkhead-mounted;
• built in integration panel.

Screen size, CPU frequency, RAM and hard disk volume, number of input/output ports are varied as per the customer’s request.

KMI MKS-1.4 complies with GOST RV 20.39.304-98 requirements for design categories 2.2.1, and ensures an IP22 protection or higher. Front protection is IP65 or higher.

KMI MKS-1.4 is based on an industrial single-board computer.

The required performance is provided by installation of additional modules of the PC104/PC1G4+ standard.

Anti-vibration protection can be provided by installation of KMI unit on spiral-rope vibration dampers of the STVR type.

2)  Marine computer MKS-4.1 is intended for operation as a PC system unit both on ships and in onshore facilities.

When used in onshore facilities, it is not equipped with STVR and can be installed into standard 19″ server rack. The PC provides high computational performance, including a highly efficient graphics subsystem. MKS-4.1 is recommended for use as a computing device for radar data processing.

MKS-4.1 can be used with various types of input/output and display devices.