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EPIRB卫星应急无线电示位标详解

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人气:-发表时间:2017-11-16 17:38【

  1.EPIRB应急示位标系统的功能

  报警(alarm):载体遇到危险时能够自动或人工发射遇险报警。

  识别(identification):发射的报警信号中含有识别信息,便于确定载体。

  定位(position):信号中含位置信息(GPS),或通过检测其发射的信号计算出其位置(利用多谱勒效应)。

  (附带)寻位(homing)功能: 121。5MHz(供飞机寻位)或内置SART。

  2.EPIRB分类

  (1)COSPAS-SARSAT系统  406MHz EPIRB;适用所有海区。

  (2)INMARSAT系统  L-EPIRB(1。6GHz);适用INMARSAT覆盖区。(2006年12月1日关闭L-EPIRB系统,国际移动通信卫星组织不再提供此项业务 )

  (3)地面通信系统中 VHF-EPIRB(CH70);适用A1海区。

  已经停产,用70频道发送遇险报警信息,通过VHF系统传输到有关部门。

  3.EPIRB用途:船对岸报警

  COSPAS-SARSAT系统组成及工作模式

  COSPAS-SARSAT系统是利用空间卫星为世界各地搜救部门免费提供海事、民航和陆地遇险者报警和定位信息的系统,原称为“低极轨道搜救卫星系统”,近年来,该系统中又引入了静止卫星作为转发器,因此现在系统更名为“国际搜救卫星系统”。

  一、COSPAS-SARSAT系统组成

  1.系统信标

  (1)陆用个人信标PLB(Personal Locator Beacon),工作频率:406MHz,工作方式:人工启动。

  (2)航空信标ELT( Emergency Locator Transmitter)工作频率:121。5MHz/243MHz,工作方式:撞击或人工启动。

  (3)船用信标(EPIRB)工作频率:406MHz/121。5MHz;寻位频率:121。5MHz/243MHz

  启动方式:人工启动、自动启动。

  121.5MHZ信标主要用于—电机上,121.5MHZ信标的性能有较大的局限性,所以1999年国际搜救卫星组织、国际海事组织、国际民航组织利国际电联等有关组织和机构就逐步淘汰121.5 MHz和243 MHz示位标的问题进行研究和讨论,并作出相应决定,自2003年2月1日起,所有的生产厂家不再生产121.5 MHz和243 MHz的示位标,到2009年2月1日,全球所有船舶、航空器和陆地用户必须装备统一的406 MHz示位标,卫星组织将适当增加406 MHz示位标使用的频率,以满足用户的需要。即在现在的406.025 MHz的基础上,再增加一个406.028MHz频率。

  2.卫星

  在其共视区内,起卫星信号中继作用。

  1)低极轨道系统卫星(LEOSAR-lower earth orbit)

  低极轨道高度为:850~1000km,LEOSAR卫星由美国提供的SARSAT卫星和俄罗斯提供COSPAS 卫星组成,共6个卫星。卫星上有121。5MHz和406MHz信号转发器等。

  2)静止轨道卫星(GEOSAR-geostationary earth orbit),

  高度为35786KM,赤道上空。GEOSAR卫星由美国和印度提供的5颗静止轨道卫星组成,卫星带有406MHz转发器。

  此外,还有2颗美国的热备用卫星在轨道上处于待命状态。

  3.地面设施

  1)LUT陆地用户终端/地面站(LUT-Local Unit Terminal)

  LEOLUTs,即LEOSAR卫星的LUT。它接收COSPAS—SARSAT的LEO卫星中继的、下行线路1544.5MHz上发送的信标的遇险信息,根据(卫星与无线电信标之间的)多普勒频移、卫星轨道位置、时间等数据信息计算遇险信标的位置,然后将形成的报警报文发送给有关的MCC或必要时直接发给RCC。

  LEOLUTs处理卫星实时中继的121。5MHz信标报警信号(COSPAS—SARSAT委员会证实将在2009年2月1日开始中止卫星处理121。5/243MHz信标的发射信号,届时121。5/243MHz信标将全部改换为406MHz信标),对121。5MHz信标提供区域性局部覆盖功能;LEOLUT接收并处理卫星实时处理并转发的406MHz信标报警信号,也接收和处理卫星全球模式的406MHz信标信号,因此对406MHz信标提供全球覆盖功能。

  GEOLUTs,即GEOSAR卫星的LUT。它接收并处理由GEOSAR卫星转发的406MHz无线电信标的遇险报警信号。—个GEOSAR卫星的覆盖区很大,GEOLUT能提供所在卫星覆盖区内近乎实时的无线电信标报警数据。

  世界上已经有21个国家建立了38个LUT,LUT的地理分布和工作作范围可以覆盖地球表面的大部分。有些地区特别是东南亚地区由多个LUT重叠覆盖,个别地区如非洲南部尚未建有LUT。但该系统可以由搜救卫星利用星上存储器把遇险信号存储起来携带信号飞行,直到有LUT接收到此遇险信号。

  2)任务控制中心(MCC:Mission Control Center)

  MCC与LUT相联接,一个MCC至少联接一个LUT(美国的MCC联接了12个LUT其中  有一个是GEOLUT):。全球已有22个MCC,M比的主要功能:

  1)对来自LUT和其它MCC的数据进行收集、存储、整理和分类;

  2)监视本MCC服务地区的整个系统状况,在COSPAS—SARSAT系统内进行数据交换;

  3)  向相关的救助协调中心 RCC或搜救联络点SPOCs发送无线电示位标的报警数据和    定位信息;

  4)与搜救通信网络进行信息交换:

  5)过滤虚假报警,解除模糊值。

  COSPAS/SARSAT对全球的地理区域进行划分,每一个MCC按照它所属地理区域位置与一个搜救服务区相对应。

  系统工作模式

  1.实时转发模式(区域覆盖模式)

  2.实时处理模式(区域覆盖模式)

  3.全球覆盖模式(也叫存储、转发模式)

  当LUT和示位标不同时在卫星的视区内时,卫星接收406MHz EPIRB示位标的信号,测出多普勒频移,形成数字信息,先存储在卫星上,等到一个LUT出现在卫星视区内时,再转发给卫星视区内的LUT。

  ( 特点:存在报警延迟。)

  卫星绕地球一周大约是100分钟,因此全球覆盖工作模式存在报警延迟,较小报警延迟是30分钟,较大报警延迟是2小时,平均1小时。 一些国家现在正在考虑使用地球同步静止卫星实现对信标信号的实时转发,以消除卫星的等待时延。目前,由印度发射的INSAT-2B同步卫星装备有406MHz转发器,可以实现对中国全部陆地和海域的实时覆盖。

 COSPAS-SARSAT系统定位原理

  1.  极轨道卫星示位标

  极轨道卫星是通过检测卫星和示位标之间由于相对运动而产生的多谱勒频移,然后得出示位标的位置。

  多普勒频移的大小与卫星和示位标当时的相对位置有关,由于卫星某一时刻的位置是已知的,这样就能计算出示位标的位置。

  定位精度:406MHz信标的定位误差90%在2~3海里以内,121。5MHz信标定位误差约17。2Km;同时又能降低对EPIRB的发射功率需求。

  2.  静止轨道卫星示位标

  示位标其内部装有GPS,把GPS的位置信息通过示位标发送出去。

  补充:

  1.G4 GPS 406紧急无线电示位标

  新一代用于GEOSAR的GPS紧急无线电示位标由英国McMurdo(马克默多)公司研制开发、生产,外形如图所示。

  使用GEOSAR卫星,G4 GPS 406 EPIRB不仅提供即时的警报(三分钟),而且还提供了船舶的详细信息,如所处位置的经纬度、时间等。定位信息精确性达80米(LEOSAR EPIRB定位精度仅为2—3海里),这样加快了救援反应速度,使人命安全得到进一步保障。

  G4 GPS 406 EPIRB内置有集成的12通道GPS接收机,使它自动启动并被抛入海中时,会不断更新位置信息。作为McMurdo安全系统产品,该GPS EPIRB符合GMDSS/SOLAS要求。

  G4 GPS 406 EPIRB有以下特点:

  ◆一体化设计,内置GPS接收机及天线,不再需要外部GPS接收机或接口。

  ◆快速定位,开机后一般少于3分钟就能提供准确的求助目标经纬度数据  定位精确性达80米

  ◆全球范围覆盖

  ◆尺寸小巧紧凑,运用了曾获奖的McMurdo E3的设计技术

  ◆安装方便

  ◆ 使用Cospas/Sarsat GEOSAR系统新的406.028MHz频率

  ◆清晰的发射和故障指示

  2.EPIRB的装船注册

  如果船舶要配备EPRIB,应及时向有关机构注册。注册的内容都在注册卡上标明,主要包括装船EPIRB的出厂序列号、船舶的国籍、船东、船名等信息。如果注册的内容有任何变更,应迅速通知注册机构,  比如:船舶的变更、船东的变更、EPIRB的丢失、被盗等,都要迅速通知注册机构。

  3. VHF—EPIRB

  按照GMDSS对船舶配备要求,在Al海区航行的船舶可以配备能在VHF 70频道上发送DSC遇险报警、并使用9GHZ搜救雷达应答器提供寻位信号的甚高频紧急无线电示位标。

  VHF-EPIRB发射的遇险报警信息按DSC遇险呼叫格式进行编排。包括:船舶识别码(MMSI)、遇险性质、遇险时船位、遇险时间、以及要求的遇险通信手段等信息。其中遇险时船位由船上导航仪通过示位标接口输入(没有导航仪接入时,船位为五个99、时间为两个88),遇险性质指明是“EPIRB发射”。

  VHF-EPIRB的每次发射由5个同一DSC序列组成(DSC的单频呼叫尝试),相邻两次发射的时间间隔为(230+l0n)s,其中n为第n次发射。接收台可以利用上面的算式来推算船舶遇险时间。

  VHF—EPIRB的主要技术指标:

  (1) 工作频率  156.525MHZ(VHF 70ch)

  (2) 发射类别  G2B

  (3) 占用带宽  <16KHZ

  (4) 输出功率(e.i.r.p)  ≥100mW

  (5) 天线极化方式:垂直极化

  (6) 调制  2FSK

  负载波1700HZ,频移±400HZ, 调制速率1200bps

  (7) 电池容量足以维持VHF—EPIRB工作至少48h。

  SART作用距离:

  ①如果SART的安装高度离海面1。5m,雷达天线高度离海平面15m以上,搜救船在至少5海里远处就能探询到SART信号;

  ②飞行高度3000ft(2500m)雷达峰值功率至少10kW的搜救飞机能在不少于30海里远处探询到SART信号,SART能正常应答。

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