电子员-EPIRB 和 SART

1、电子电气员电子电气员 Electro-technical Officer/Operator 主 讲： 袁富春 单 位： 动力工程系 航海教研室 联系方式：E-mail: QQ： 2053139902022-3-61武汉船院 航海教研室卫星卫星EPIRB与与SART功能、原理及维护保养功能、原理及维护保养2022-3-62武汉船院 航海教研室应急无线电示位标(EPIRB)1.概述2.COSPAS-SARSAT系统3.L-EPIRB&VHF-EPIRB简介4.示位标的组成5维护和保养2022-3-63武汉船院 航海教研室配备要求IMO规定，所有300总吨以上的货船

2、以及使用于SOLAS公约的公约船，无论航行在Al、A2、A3或A4哪个海区，都必须配备卫星EPIRB设备，只航行在Al 海区的船舶，可用VHF EPIRB代替卫星EPIRB，同时还要求，所有客船和500总吨及以上的货船每船至少应配备2部9GHz SART装置，未满500总吨的货船可配备1部，并允许母船和救生艇筏兼用。2022-3-64武汉船院 航海教研室COSPAS-SARSAT的概念COSPAS-SARSAT（COSPAS是俄文的拉丁化，英文的全称是Space System For Searchof Distress Vessels , SARSAT- Search AndRescue Sa

3、tellite Aided Tracking）系统，原称为“低极轨道搜救卫星系统”，近年来，该系统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” 。2022-3-65武汉船院 航海教研室概述EPIRB-Emergency position indicatingradio beacon,是一种能够发射无线电信号的装置,利用自身发射的无线电信号，表明其所处位置。2022-3-66武汉船院 航海教研室系统的功能报警:载体遇到危险时能够自动(AUTO)或人工(MANUAL)发射遇险报警.识别:发射的报警信号中含有识别信息,便于确定载体.2022-3-67武汉船院 航海教研室定位:信号

4、中含位置信息(GPS),或通过测试其发射的信号,得出其位置(利用多谱勒效应)寻位:发射无线电测向信号,便于飞行器寻找.分类地面通信系统中 VHF-EPIRB ，工作在甚高频（ VHF）CH70 。2022-3-68武汉船院 航海教研室 2.INMARSAT系统 L-EPIRB（1.6M）；（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 ）COSPAS-SARSAT系统 S-EPIRB（406M）工作在406 MHz，通过COSPAS_SARSAT搜救卫星进行中继的EPIRB。系统的应用S-EPIRB占99%以上，广泛应用在远洋船舶上2022-3-69武汉船院

5、 航海教研室L EPIRB很少用VHF-EPIRB由于脱离实际，没有用户COSPAS-SATSAT系统1、系统概述2022-3-610武汉船院 航海教研室2、系统组成3、系统工作原理COSPAS-SATSAT系统由来1981年由加拿大、法国、苏联和美国联合开发的、在全球范围内利用卫星进行搜索救援的信息服务系统。2022-3-611武汉船院 航海教研室1982年开始运行1984年，上述四国正式宣布成立全球卫星搜救系统，即COSPAS-SARSAT系统。COSPAS-SATSAT系统由来目的：为海上、航空和陆地的遇险和安全提供报警和位置服务。为最终的遇险用户提供免费服务。2022-3-612武汉船

6、院 航海教研室我国情况：1985年，交通部代表国家以“用户”的身份加入该组织。COSPAS-SATSAT系统功能在GMDSS中，COSPAS-SARSAT系统具有无可替代的重要作用。该系统使用406 MHzEPIRB作为船载报警终端，通过低极轨道卫星和同步卫星实现报警，既弥补了Inmarsat各分系统无法覆盖到A4 海区的缺陷，又弥补了地面系统易于受到干扰造成报警不畅的不足。2022-3-613武汉船院 航海教研室系统救助情况1982年，首次营救加拿大飞机遇险的3人，在1982-1997年成功营救8638人，仅在1997年，系统启动388次，使1284人获救。（联合国资料）2022-3-614

7、武汉船院 航海教研室我国资料统计：1982-1999年，全球共扑捉到3361次报警，有11227人获救。系统组成2022-3-615武汉船院 航海教研室COSPAS-SARSAT系统如下图所示，由搜救卫星、应急示位标和地面段三大部分组成。系统组成2022-3-616武汉船院 航海教研室1.系统功能 报警 定位 识别 寻位2.系统组成COSPAS-SARSAT卫星示位标 地面段系统组成原理图2022-3-617武汉船院 航海教研室系统组成2022-3-618武汉船院 航海教研室一、系统信标1、陆用个人信标（PLB）Personal Locator Beacon2、航空信标（ELT）Emergen

8、cy Locator Transmitter3、船用信标（EPIRB）系统组成2022-3-619武汉船院 航海教研室系统信标目前三种信标的应用情况PLB2022-3-620武汉船院 航海教研室系统组成2022-3-621武汉船院 航海教研室目前三种信标的应用情况1、L-EPIRB：此系统主要应用INMARSAT卫星，在2006年12月1日关闭，INMARSAT系统不再提供示位标业务。2、VHF-EPIRB：示位标已经停产，用70频道发送遇险报警信息，通过VHF系统传输到有关部门。系统组成2022-3-622武汉船院 航海教研室信标的特点陆用个人信标（PLB）工作频率：406MHz工作方式：人

9、工启动航空信标（ELT）工作频率：121.5MHz/243MHz工作方式：撞击或人工启动系统组成2022-3-623武汉船院 航海教研室信标的特点和作用船用信标（EPIRB）工作频率：406MHz寻位频率：121.5MHz/243MHz启动方式：人工启动、自动启动。示位标小型发射机系统具有定位功能；全球范围报警；信标有唯一识别(预先存储)；信标有遇险有关信息（导航仪自动注入，遇险性质人工注入）；信标可同时发121.5MHz引航信号。 作用用于报警和搜救作业时帮助确定幸存者位置 分类航空用示位标（ELT）海用示位标(EPIRB)个人用示位标(PLB)用途频率121.5 / 243 MHz406

10、MHz 406 MHz信标特点406 MHz121.5 / 243 MHzEmergency Locator TransmitterPersonal Locator Beacon系统组成2022-3-625武汉船院 航海教研室信标的作用1、示位标的作用是当载体遇到危险时，能够发射报警信号2、启动方式既可以是自动的也可以是人工发射，自动方式根据载体的不同有不同的方式3、航空器用的示位标多采用撞击式航海示位标用的基本是水浸式或者是脱离式4、目前脱离式由于误发报警的几率比较大，因此现在准备淘汰此种方式5、示位标被启动后，内部电池可以保证其连续工作48个小时以上系统组成2022-3-626武汉船院 航

11、海教研室信标作用总原则：当信标的载体遇到紧急情况时，能自动或人工向卫星发送遇险报警信号。系统组成2022-3-627武汉船院 航海教研室二、卫星部分系统组成2022-3-628武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）截止到2012年3月31日： LEOSAR系统，共有6颗卫星在轨工作，目前俄罗斯的卫星暂时停止服务，但是到 2016 年左右，待其恢复运营和其他成员国增加SARSAT 卫星服务后，在轨、计划和备用卫星将达到13颗左右。 由于卫星高度低，单颗卫星覆盖地球的面积比地球l同步静止卫星要小，只有直径为6 000 km左右的圆形区域，该羹区域称为卫星共视区。 随着

12、卫星绕地球旋转，共视区在地面上誓形成宽约6 000 km的带状覆盖区域。低近极轨道卫星v低近极轨道上共有8颗卫星,每颗卫星运行周期为100分钟.v卫星在地球上形成6000Km的环行区域（共视区）.v提供两极区域覆盖。v具有定位功能。v由于卫星相对于信标是连续运动的，所以极少发生信标信号被阻挡。2022-3-629武汉船院 航海教研室系统组成2022-3-630武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）特点：卫星飞过时间： 10 15 min卫星出现间隔： 1h 之内应对办法：1、和LUT处在同一个卫星共视区内的遇险目标实现实时报警-即实时转发2、其他区域的报警将会出现

13、一定的延时-等待延时系统组成2022-3-631武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）实时模式( Local Mode)实时模式（本地模式）当LUT和示位标同时都在卫星的视区内时，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，实时转发给卫星视区内的LUT。这种工作模式叫做实时工作模式。系统组成2022-3-632武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）实时模式( Local Mode)实时模式是指卫星收到示位标报警信号后立即转发，实现覆盖区内的实时报警。卫星上带有实时数据处理系统，在收到406 MHz报警信

14、号后，在卫星上先对信号进行一定处理，再转发至卫星共视区内的LUT。v中国海上搜救中心（MRCC）负责搜救的统一组织、协调工作，日常工作由交通部海事局承担。v南、中、北部共设置三个专业救助打捞局，20个救助基地，58艘专业救助船舶，3个直升飞机场（大连、烟台、上海）。 低近极轨道卫星定位原理 低近极轨道卫星搜救分系统特点卫星和示位标相对运动 卫星所收遇险信号频率发生变化 由多普勒频移曲线、卫星轨道参数、时间算出位置利用多普勒频移局部实时报警、全球延时报警具有定位功能降低了信标与卫星之间相对位置的要求，报警成功率高 低近极轨道卫星的实时和存储转发模式收后转发/存储,一定时间后再转发全球覆盖 延时报

15、警实时模式存储转发模式收后即转发对覆盖区实时报警COSPASSARSAT系统是真正的全球覆盖系统系统组成2022-3-636武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）存储转发模式( Global Mode)全球覆盖工作模式（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。系统组成2022-3-637武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）存储转发模式( Global Mode

16、)存储转发模式是指卫星收到报警信号后一方报警信号，同时卫星又把报警信息存储起来，并连续的进行播发。所以即使示位标的卫星共视区内暂时没有LUT，但随着卫星的运行，当卫星覆盖区内出现LUT后，卫星会把报警信息转发给该LUT，同样也能实现报警。系统组成2022-3-638武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）存储转发模式( Global Mode)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，最小报警延迟是30分钟，最大报警延迟是2小时，平均1小时。系统组成2022-3-639武汉船院 航海教研室二、卫星部分1、近极轨道系统卫星（LEOSAR）因卫星

17、相对示位标快速运动，示位标发出信号在到达卫星时会产生多普勒频移。卫星可以根据频移程度和轨道参数来判定示位标的具体位置，这就是所谓的多普勒频移定位。因此，在该分系统中，示位标终端不需要载体位置信息输入。系统组成2022-3-640武汉船院 航海教研室二、卫星部分2、同步轨道搜救卫星分系统(GEOSAR)由于该卫星在地球同步轨道上，所以可以实现除南北两极之外的全球覆盖。该分系统作为低极轨道卫星搜救分系统的补充，能够实现南北纬750之间的实时报警，提高了报警的时效性。因卫星和示位标之间无相对运动，不能利用多普勒频移原理对报警信标进行定位，所以报警时终端必须从外部获得位置信息，所以该设备一般有一个内置

18、GPS定位仪提供位置信息。同步轨道卫星v同步轨道上共有5颗卫星，除两极外全球覆盖v实时转发，无报警延时v无定位功能MSGINSATGOES-EGOES-WGOES-92022-3-641武汉船院 航海教研室COSPASSARSAT 卫星功能总结v卫星组成 作用变频、存储、转发定位精度是系统最重要的参数低近极轨道卫星( LEOSAR )同步轨道卫星 ( GEOSAR )相互补充 低近极轨道卫星工作模式实 时 模 式存储转发模式(全球覆盖模式)适用于121.5MHz和406MHz仅适用于406MHz2022-3-642武汉船院 航海教研室系统组成2022-3-643武汉船院 航海教研室三、陆地用户

19、终端/地面站（LUT）截止到 2012年 3月，全球计划中已经运用实验的GEOLUT 共计19座，LEOLUT 共计48座（含北京1座）。本地用户终端分为LEOLUT和GEOLUT两种。系统组成2022-3-644武汉船院 航海教研室三、陆地用户终端/地面站（LUT）作用：接收卫星转发的无线电信号，从信号中解调出或计算出示位标的位置，转发到搜救协调中心或搜救联络点(Search and Rescue Point of Contact，简称SPOC)。跟踪卫星修正卫星轨道参数。系统组成2022-3-645武汉船院 航海教研室三、陆地用户终端/地面站（LUT）功能有四个：3、过滤虚假报警，解除模糊

20、值1、把从LUT和其它MCC收集的资料进行整理、存储和分类；2、在系统内部进行信息交换；4、向RCC和SPOC（搜救协调点）提供位置信息；406 MHz EPIRB性能指标2022-3-646武汉船院 航海教研室406 MHz EPIRB示位标起动后，每50 s发送一次持续时间约0.5 s，输出功率为5W的含有数字编码信息的射频脉冲信号；失效模式是指示位标出现故障时，内部需要检测，停止发射时间不超过45 s；温度冲击是指在30温差范围内，允许示位标15 min内的性能下降，也就是15 min后各项指标应恢复到标准值；最低工作寿命是指示位标被起动后至少工作48 h。406 MHz EPIRB 电

21、路组成2022-3-647武汉船院 航海教研室406 MHz EPIRB 由 电池供电单元、主控单元、信号收发单元和释放机构几个部分组成供 电 单 元 传 感 器 显 示 器 键 盘微机控制器406MHz发射机GPS接收机天线单元释放机构VHFEPIRB的主要技术指标2022-3-648武汉船院 航海教研室(1) 工作频率 156525MHZ(VHF 70ch) (2) 发射类别 G2B (3) 占用带宽 16KHZ (4) 输出功率(eirp) 100mW (5) 天线极化方式：垂直极化 (6) 调制 2FSK 付载波1700HZ，频移400HZ ， 调制速率1200bps (7) 电池容量

22、足以维持VHFEPIRB工作至少48h。406MHz EPIRB的维护和保养2022-3-649武汉船院 航海教研室日常维护：注意静水压力开关和电池的有效期限。 主要性能：输出功率5W；每50秒发射一次，每次脉冲持续约0.5秒；锂电池供电；示位标被启动后至少工作48小时；全向天线；可手动或撞击/水浸自动启动(通过静水压力释放器)。 电路组成：主控单元、收发单元、释放机构、供电单元。 EPIRB维护保养： 注意电池和静 水压力释放器 的有效期，及 时更换；每月 1次自检测； 每年1次全面 测试；按要求 放置。406MHz EPIRB 设备406MHz EPIRB的维护和保养2022-3-651武

23、汉船院 航海教研室1部件更换(1)电池的有效期一般为4 年。(2)静水压力释放器的有效期一般为2 年。(3)电池和释放器的有效期要经常查看，到期前应及时报告 申请换新。406MHz EPIRB的维护和保养2022-3-652武汉船院 航海教研室2日常维护保养(1)检查示位标周围有无杂物堆积、有无新的构建物，判断这些情形是否在紧急时刻影响应急示位标的释放。(2)检查示位标周围有无腐蚀品，尤其在油船、化学品船舶上，注意机体或存放支架是否；牢固，有无腐蚀及爆裂等损坏。EPIRB的维护和保养2022-3-653武汉船院 航海教研室2日常维护保养(3)检查应急示位标机体是否有海水浸泡以及密封不良情况。(

24、4)检查示位标电池和静水压力释放器的有效期，如果即将到期，要及时通知岸上的代理机构及时更换。(5)每月利用设备自身提供的自检测方式，检测设备工作状态。EPIRB的维护和保养2022-3-654武汉船院 航海教研室2日常维护保养(6)要保持EPIRB 表面的船名、呼号、MMSI、电池有效期等各种标记清晰。(7)当由于更换国籍等造成船名、呼号、MMSI变动时，应向代理机构申请专业公司向示位标内写入新的标识并及时更换正确标识。(8)船舶到港时要注意防盗。EPIRB的维护和保养2022-3-655武汉船院 航海教研室2日常维护保养(9)根据 SOLAS 公约的要求：“卫星应急无线电示位标(EPIRBs

25、)应在不超过12个月的间隔期内，对其操作有效性的各个方面进行测试”。届时应及时通知部门负责人并且做好相关记录。(10)将各项检查结果填入无线电台日志EPIRB的维护和保养2022-3-656武汉船院 航海教研室2日常维护保养(11)日常检查时应注意防止误报警。设备每50 s钟发射0.5 s信号，发射误报警时一般难以察觉。(12)由于EPIRB有水敏开关，因此在冲洗甲板时不对着EPIRB冲洗，以免发生误报警。搜救雷达应答器（SART）2022-3-657武汉船院 航海教研室SART（Search and Rescue RadarTransponde）的作用：配合雷达，近距离发现幸存者的一种主要搜

26、救手段。是船舶必备的设备之一SART工作原理2022-3-658武汉船院 航海教研室1、与9GHz雷达配合使用。2、当船舶遇险时由人员携带下船。3、打开开关后处于接收状态4、受到雷达信号触发后，应答一连串的信号。（12个点）5、在搜救雷达上，显示一连串的点。2022-3-659武汉船院 航海教研室SART工作原理图2022-3-660武汉船院 航海教研室2022-3-661武汉船院 航海教研室SART 在雷达屏幕的图像2022-3-662武汉船院 航海教研室SART 在雷达屏幕的图像2022-3-663武汉船院 航海教研室1、当船舶遇险弃船时，必须携带搜救雷达应答器下船，然后安装并启动SART

27、，在没有雷达脉冲的作用下，SART处于接收状态，在雷达扫描脉冲的作用下，发射应答信号;2、 应答信号在搜救雷达荧光屏上，能沿半径方向显示出一连串的亮点，最多12个，亮点的个数与雷达的量程和SART与搜救船的距离有关，3、其中第一个亮点到雷达荧光屏中心的距离R是搜救船到幸存者的距离；4、 12个亮点的连线与船首线的夹角就是搜救船到幸存者的相对方位。5、12个亮点的大约距离是8海里，每两个亮点大约是0.65海里。当搜救船逐渐靠近SART时，亮点逐渐变为圆弧；进而变成同心圆。SART 的作用距离2022-3-664武汉船院 航海教研室与SART的安装高度和搜救者雷达的天线高度有关：如果SART的安装

28、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；飞行高度3000ft雷达峰值功率10kW的搜救飞机能在40海里远处探询到SART信号。影响探询SART信号距离的因素2022-3-665武汉船院 航海教研室雷达天线的高度和雷达的类型：大型船舶的雷达有较高的天线增益，离海平面也比较高，探询SART的距离也远；天气和海况的影响，对于平静的海面因电波多径传输可影响到SART的接收；相反在大浪时，搜救雷达和SART仰角要发生变化，可能导致更远距离的接收；但是在波谷时也会降低探测距离；SART的安装高度也同样会影响发现SART的距离，实际使用SART时，应

29、当将SART启动后安装在尽可能高的地方，并注意不要对SART有任何遮挡。IMO建议SART的性能标准2022-3-666武汉船院 航海教研室当SART安装在离海平面1米以上，搜救雷达天线高15米时，能达到至少5海里的探测距离，实际上，对于远洋船舶，雷达天线的高度一般在30米左右，SART安装的高度也在2米以上，因此在10海里以外的范围内，就可以发现幸存者。实验数据：将SART平放在地板上时，作用距离1.8海里；垂直放在地板上时，作用距离2.5海里；当SART漂浮在水中时，作用距离为2.0海里。一般天气情况下，适当的安装SART，对大船雷达，发现距离要10海里以上。如果安装不好，或者在救生艇筏内使用，或者漂浮在水中，发现距离甚至比视距还要近。SART的性能要