天津海运职业学院GMDSS教学教案

一、导入新课本课程是船舶驾驶专业的主要专业课.通过本课程学习,使学生建立起GMDSS概念,掌握GMDSS工作原理及遇险，紧急和平安通信工作程序，以满足STCW公约有关GMDSS操作员培训发证的要求。掌握GMDSS系统使用的通信手段和设备。二、新授课程第一章GMDSS概述第一节GMDSS的根本概念和功能GMDSS----GlobaMaritimeDistressandSafetySystem全球海上遇险与平安系统。该系统是国际海事组织〔IMO---InternationalMaritimeOrganization)用于改善旧的海上遇险与平安系统通信，并用来进一步完善海上常规通信的一整套综合系统。旧系统的局限性第一，遇险报警的有效范围受限，只有150nmile左右第二，莫尔斯信号的拍发与抄收必须经专门训练的报务员才能胜任第三，遇险报警过程中人工、人为因素较多，报警成功率低第四，缺乏一个合理的统一的国际间搜救程序第五，人工操作、报务员劳动强度大、延误多GMDSS的根本概念：岸上搜救当局及遇难者附近的船只能够迅速地被报警，以便他们能以最小的延迟参与协调的搜救活动GMDSS的功能按IMO要求，凡从事国际航行的300总吨以上的货船和一些客轮必须装备GMDSS设备，并要求具有以下的功能：(1)收发遇险报警信号;(2)搜救协调通信;(3)现场通信;(4)收发寻位信号;(5)收发海上平安信息;(6)常规通信；(7)发送和接收驾驶台到驾驶台的通信。第二节GMDSS中分系统作用及船用设备地面通信系统/地通(TerrestrialCommunications)远距离业务船到岸/岸到船：高频(HF)来进行远距离业务。INMARSAT覆盖区中,也可使用卫星通信在INMARSAT的覆盖区域外，高频是唯一的远距离通信手段DSC是GMDSS中遇险报警和平安通信的重要手段，DSC仅可以完成遇险和平安报警呼叫，在DSC报警呼叫之后可利用无线和窄带直接印字电报(NBDP)来完成遇险和平安通信2.中距离业务MF频带中的频率上进行船到岸、船到船/岸到船：2187.5KHz/DSC进行遇险报警和平安呼叫2182KHz/R/T进行遇险和平安通信,包括搜救协调通信和现场通信2174.5KHz/NBDP的遇险和平安通信。3.近距离业务甚高频(VHF)的频率DSC遇险报警和平安呼叫CH70156.525MHz无线搜救协调通信和现场通信在内的遇险和平安通信NBDPCH76卫星通信系统/卫通(SatelliteCommunications)1、INMARSAT系统INMARSAT系统由岸站〔LES〕、卫星〔空间段〕、船站〔SES〕、网络协调站〔NCS〕和网络控制中心〔NCC〕组成NCC位于英国伦敦的INMARSAT总部NCS共有4个，在AOR-W,AOR-E,IOR和POR洋区各有一个INMARSAT-A系统已于2007年B系统开放的业务主要有：双工、船对岸的单工〔包括群呼和区域性呼叫〕、岸到船的业务通告和A系统开放的业务C系统是只能处理数字化报文和数据的卫星通信系统E系统是卫星EPIRB系统2、COSPAS-SARSAT近极低轨道卫星系统COSPAS-SARSAT系统确定三种信标ELT/EPIRB/PLBCOSPAS-SARSAT系统由紧急信标、卫星、本地用户终端〔LUT〕和任务控制中心〔MCC〕组成第三节GMDSS船载设备配备要求一、GMDSS海区划分A1海区：至少有一个VHF岸台的无线覆盖的区域;A2海区：至少有一个MF岸台的无线覆盖的区域，在该区内能提供连续有效的DSC报警，这个区域可由缔约国政府规定，但不包括A1海区;A3海区：在INMARSAT静止卫星的覆盖范围之内，能提供连续有效的DSC报警的区域，但不包括A1和A2海区；A4海区：A1、A2和A3海区以外的区域二、船载设备配备原那么第一，船舶根据其航行区提供执行GMDSS功能的设备；第二，船舶应能至少以两种分开的独立的手段来发射船到岸的遇险报警；第三，每一种设备应能执行两种以上的功能；第四，设备应操作简单，工作可靠，并做到无人值守，自动报警；第五，救生艇设备无线电设备的目的应该是完成现场通信，以及发出寻位信号，以便顺利的与搜救船只或飞机相配合，完成对救生艇的救助三、船载设备配备要求1、所有船舶必须配备的设备〔1〕VHF无线装置，该装置具有收发功能；(2)VHFDSC值班接收机；(3)至少2台搜救雷达应答器〔SART〕;(4)NAVTEX接收机；(5)增强性群呼〔EGC〕设备或HFNBDP接收设备〔6〕406MHzEPIRB或1.6GHzEPIRB〔7〕双向VHF无线设备〔300~500总吨的每艘货船，至少2部；每艘客船和500总吨以上的每艘货船，至少3部〕〔8〕2182kHz值班接收机和2182kHz无线报警信号发生装置A1航区船舶必须增配的设备〔1〕VHF设备〔156~160.5MHz〕；〔2〕可用VHFEPIRB代替卫星EPIRB3、A1和A2航区船舶必须增配的设备〔1〕MFDSC〔2187.5KHz〕和2182kHz设备〔2〕MFDSC值守机；〔3〕用于常规通信的MF设备〔1605~4000kHz〕4、A1、A2和A3航区船舶必须增配的设备A方案是：〔1〕INMARSAT船站〔SES〕一台；〔2〕MFDSC(2187.5kHz)和2182kHz设备；B方案是：〔1〕MF/HF设备〔带有DSC、NBDP、TEL终端，且能用于常规通信〕；〔2〕MF/HFDSC值守机，它可与MF/HFDSC结合在一起第四节GMDSS设备的可用性和维修要求确保GMDSS设备可用性的根本方法1974年SOLAS公约1988年修正案提供了三种可选择的方案：双套设备〔duplicationofequipment)岸上维修〔shore-basedmaintenance)海上〔电子〕维修〔at-seaelectronicmaintenancecapability)A1/A2海区：3选1A3/A4海区：3选2第五节GMDSS无线电人员配备要求GMDSS无线电人员证书种类1.一级无线电电子证书(First-ClassRadioElectronicCertificate)2.二级无线电电子证书(Second-ClassRadioElectronicCertificate)适用于A1/A2/A3/A4海区3.普通操作员证书(GeneralOperator'sCertificate)适用于A1/A2/A3/A4海区，但不具备海上维修的能力4.限用操作员证书(LimitedOperator'sCertificate)适用于A1海区，但不具备海上维修的能力各海区无线电人员配备要求A1海区：配备一名持有上述四种证书之一的操作员其它海区：须配备一名持有一级电子证书,或二级电子证书,或普通操作员证书的操作人员专职一名/兼职二名。船上配备一名胜任的人员,作为遇险时的专门通信操作员课堂总结这节课我们学习了GMDSS的根本概念和功能，各系统作用和设备的配备，希望大家课后注意复习。四．作业熟记GMDSS的根本概念和功能，海区划分原那么一、导入新课上节课主要学习了GMDSS的根本概念，下面就上一节的内容做一个简答的回忆〔1〕GMDSS的根本概念〔2〕GMDSS的功能〔3〕海区的划分〔4〕GMDSS设备配备原那么和要求二、新授课程第二章信号、系统与噪声第一节信号、系统及其带宽信号1、定义：以电形式表示的信息，它是以电压或电流形式表示的电量2、分类：〔1〕数字信号与模拟信号〔2〕周期信号与非周期信号〔3〕随机信号与非随机信号〔4〕能量信号与功率信号二、信号的频谱1、定义：信号在频域范围内的分布称为频谱分类：〔1〕周期信号的频谱〔2〕非周期信号的频谱三、周期性信号频谱图的特点周期性信号的频谱图由离散的频谱线组成频谱线的疏密程度与周期大小有关，周期越大线谱越密线谱的多少与信号波形有关，信号波形越光滑，高次线谱幅度减小的速度越快反之，信号波形跳变越大，谐波越丰富，谐波幅度收敛越慢四、信号的带宽定义：信号在频域上的分布范围称为信号的带宽第二节通信系统及其要求信源：指产生含有信息的消息的来源信宿：指语音、图像、数据等消息的归宿，是指消息的接受者变换器：需要通过变换器将原始的非电消息变换成电信号，并再对这种电信号进一步转换，使其变成适合某种具体信道传输的电信号反变换器：将对方传送来的电信号恢复成原始的消息信道：传输的媒介一、模拟通信系统1、模拟消息：在时间特性上状态连续变化的消息模拟通信：传输连续电信号的通信基带信号：由信源发出并经过非电、电变换的信号2、模拟通信的缺点传输的信号是连续的，混入噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差不易保密通信设备不易大规模集成不适应飞速开展的计算机通信的要求二、数字通信系统1、定义：以数字方式传送消息的通信系统称为数字通信系统2优点：〔1〕抗干扰能力强〔2〕设备易于集成化、微型化〔3〕保密性强〔4〕便于构成数字通信网3、缺乏：比模拟通信占据的频带要宽，频带利用率低4、比照：有效性是表征通信系统能够传输消息的数量指标模拟通信系统的有效性指标用所传信号的有效传输带来带宽来表征数字通信系统的有效性指标用传输速率来表征可靠性：表征通信系统传输消息的质量指标模拟通信系统的可靠性指标用系统的输出端即收信者接收信号处的信噪比来衡量信噪比是在该点的信号功率S与噪声的平均功率N之比，信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小数字通信系统的可靠性指标用过失率来衡量，过失率越小，可靠性越大误码率是指收方接收到的错误码元数在发方发出总码元数中所占的比例，即在传输中出现错误码元的概率，记为Pc接收的错误码元数Pc=传输总码元数误码率的大小与信道的噪声等干扰的大小及噪声、干扰的形式有关。信噪比越大，误码率就越低第三节噪声及其表示1、噪声(干扰)：除有用信号以外的一切不需要的信号以及各种电磁扰动的总称。分类：按发生地点分为：外部干扰、内部干扰按产生根源分为：自然干扰、人为干扰按电特性可分为：脉冲型、正弦型、起伏型；习惯上，把外来的称为干扰，把内部产生的称为噪声，它的大小是放大器性能好坏的重要指标。2、噪声的表示信噪比S/N：信号与噪声的相对值S/N=信号功率/噪声功率=Ps/Pn分贝表示〔S/N〕db=10lgPs/Pn第四节调制与解调模拟调制与解调1两个概念基带信号：信号的频谱集中在零频附近，是原始信号，也称调制信号。通带信号：信号的频谱集中在载频附近。2调制：把基带信号转换成通带信号的过程。该过程使载波的某个参数随基带信号而变化。3解调：把通带信号转换成基带信号的过程。与调制过程相反，也称为检波。4模拟调制：用连续基带信号使载波的某个参数〔幅度、频率、相位〕连续变化的调制方式。5模拟调制的方式幅度调制——被控制的参数是载波的幅度信息线性频率调制——被控制的参数是载波的频率信息相位调制——被控制的参数是载波的相位信息频率与相位调制统称为角度调制。载波频率要远远大于调制信息的频率第五节船舶通信的工作种类及其表示1.第一个符号:表示主载波调制的种类以下符号表示调幅形式:A双边带;H单边带全载波;R单边带减载波;J单边带抑制载波以下符号表示角调制的主载波:F调频;G调相;2.第二个符号表示调制载波的信号性质1表示不用调制副载波，但包含数字信息的单信道;2表示利用调制副载波且包含数字信息的单信道;3表示包含模拟信息的单信道。3.第三个符号表示所发射的信息种类A莫尔斯电报;B自动接收电报(如:电传Telex,数字选择呼叫DSC等);C;D数据传输,遥测和遥指令;E(包括语言播送);F电视(视频);课堂总结这节课我们学习了信号、系统与噪声，通过学习大家应该掌握噪声的定义及其表示方法，希望大家课后注意复习。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。一、导入新课上节课主要学习了信号、系统与噪声的一些内容，简单对几个问题进行提问信号的定义和分类噪声的定义噪声的表示方法三个符号以上是上节课所学主要内容，这节课我们学习第三章电波传播与天线二、新授课程第三章电波传播与天线第一节电波的辐射与传播途径一、电波的辐射什么是无线电波？无线电波实质上是一种电磁波。它的传播过程就是交变电磁场向前波动的过程换句话说，无线电波的传播就是交变电磁场的传播二、频率与波长的关系波长是指无线电波在一个周期内传播的距离。速度是指每秒钟内无线电波传播距离频率是指电波每秒钟振动〔重复〕的次数三者关系：λ=υＴ=υ/fλ为波长〔ｍ〕；ｆ为频率〔Ｈｚ〕；Ｔ为周期〔ｓ〕；υ为电波传播速度〔自由空间为光速〕三、无线电波段的划分波段名称波长范围频率范围频段名称超长波10,000—100,000m30—3kHz甚低频VLF长波1,000—10,000m300—30kHz低频LF中波100—1,000m3000—300kHz中频MF短波10—100m30—3MHz高频HF米波1—10m300—30MHz甚高频VHF分米波10—100cm3,00—300MHz特高频UHF厘米波(微波)1—10cm30—3GHz超高频SHF毫米波1—10mm300—30GHz极高频EHF亚毫米波1mm以下300GHz以上超极高频四、电波传播途径1、地波传播定义：电波沿地球外表传播特点：波长越长〔频率越小〕，传播距离越远2、空间传播定义：电波经地球上空的空间，直接到达接收天线地面无线电：大气较低层空间无线电：卫星中继3、电离层波传播定义：电离层波又称为天波。电波由发射天线出发经电离层发射到达接收天线的传播方式特点：可反射短波以下频率的电波，短波以上不能将其反射回地面4、外层空间传播五、电离层1、形成：太阳紫外线辐射，气体分子电离成正离子、负离子、自由电子2、结构：距地面60~300KM，白天可分为D/E/F1/F2层，晚上D/F1消失只存在E/F2层，高度越高，电子浓度越大电波在电离层的反射3、反射:频率f越高，要求的电离层浓度越大，故要在较高的地方才能折回入射角a越小，反射要求的电离层浓度越大。4、电离层的规那么变化昼夜、季节、地理位置不同，电离层分布也不同，要根据具体情况选择适宜工作频率。日变化D：白天出现，晚上消失F1：白天出现，晚上与F2合并为一层F2：白天、晚上都存在波长越长(频率越低)、电离层浓度越高，电波衰减越大。频率愈高，穿越电离层能力较强。晚上，较高频率的短波易穿越电离层，故中午选用的频率应高于晚上。第二节各波段电波传播特点一、中波传播1频率范围300~3000kHz，波长100~1000m白天：地波传播，由于D层的吸收不能靠天波传播晚上：D层消失，可以靠E层反射，这时地波和天波同时存在存在衰落现象：地波和天波的叠加〔多径传播〕2克服衰落的方法：一方面，在接收机增设自动增益控制，使输出信号的强度不随输入信号强度改变另一方面，采用特种天线—抗衰落天线，以抑制天波的产生二、短波传播1地波传播：传播距离小于100KM〔陆地〕/150km〔海上〕天波传播：全球电波穿过E层在F层反射，损耗主要在E层，损耗与频率有关，频率越高，损耗小频率太高，不再被反射回地面。最高可用频率：使电波恰好能折回地面的频率实际使用频率为最高可用频率的80~90%2特点：a地波传播衰减快，传播距离近b天波传播距离远，但信号不稳定；白天电子浓度大，使用较高频率；晚上电子浓度小，使用较低频率。c存在衰落：信号到达同一接收点的途径不同及电波传播中的散射效应(多径传播/漫反射)；导致接收时的相位差不同，同相相加、反相相消；采用AGC(自动增益控制)电路.d存在寂静区：电波依靠地波传播的距离较近，经电离层反射到地面的第一个反射波又远远超过地波所能到达的地区，在二者间有一个环形区收不到信号三、超短波和微波传播超短波和微波主要是靠空间波和穿透电离层在外层空间的传播方式传播第三节短波通信频率的选择与估计最低可用频率〔LUF〕:能保证最低所需信噪比的频率它与发射机功率、天线增益、天线传播损耗、接收点噪声电平以及工作方式等因素有关最高可用频率〔MUF〕：能使反射线到达接收点的最大反射频率最正确工作频率〔OWF〕应处在MUF与LUF之间第四节船舶常用天线及其维护1概述天线是具有发射和接收无线电波能力的装置当天线处于调谐状态时，其发射或接收无线电波的能力最好。现在的发射机一般都带有自动保护电路，在必要的时候，它会自动关掉发射机或将发射机发射功率降到一个平安的水平。2天线的维护保养天线必须保持清洁，盐的沉淀物必须去除，馈线和托架必须定期进行检查。定期检查天线的各个绝缘子有无裂缝并进行清洁。三．课堂总结这节课我们学习了C系统与船站，重点是要掌握C系统的主要特点和通信过程，通过学习这节课，希望同学们与前面的B系统相比拟，从中找到联系和区别。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。第四章MF/HF船用通信设备第一节MF/HF电台的功能和性能要求MF/HF通信系统的功能：可用来实现船岸间或船舶间中远距离通信，同时通过海岸电台的转接还可实现船台与陆地公众网用户的通信MF/HF船台与DSC、NBDP终端相接可实现遇险报警、搜救协调通信、现场通信、MSI的接收和常规通信功能，MF/HF电台无论岸台或船台均包括发射机、接收机和天线2、GMDSS要求船用MF/HF电台至少由下面几局部组成〔1〕包括天线在内的收发机；〔2〕机身附控制单元〔控制台〕，可分设一个以上控制单元〔控制台〕；〔3〕带有按下讲话的送受话器；〔4〕内置或外置扬声器；〔5〕结合成一体或分设的NBDP终端设备；〔6〕结合成一体或分设的DSC终端设备；〔7〕对DSC遇险频道连续值守的接收机〔DSCWKR〕〔扫描周期为2s〕3、MF/HF电台的主要功能和性能要求能用声音和DSC设备实现遇险报警、紧急与平安呼叫、船舶业务和公众通信业务的呼叫；能用声音和NBDP设备实现和电传通信；能用船舶主电源供电，也能用备用电源工作；能从船舶驾驶位置或附近执行遇险与平安通信；遇险报警只能用报警按钮才能执行，遇险报警的状态要有明确的指示对带有一个以上遥控台的电台，任何一个控制台或遥控台上应有“占用〞〔OCC〕状态的标注。任何时刻，只能有一个控制台或遥控台的控制有效。电台控制软件固化在设备内。断电后的内存信息要保存24h以上初始化参数或程序应存储在EPROM中对设备工作要间隔一定时间自动检测，发现故障立即报警工作种类包括：J3E/H3E/F1B/J2B，输出信号规定为上边带开机1min就能工作，带有晶体恒温槽的电台也要在开机30min内能工作第二节MF/HF发射机的组成MF/HF发射机的根本任务是：将被传送的音频信号变换为射频SSB信号，并将之放大到所需功率，经配谐以后由天线发射出去MF/HF包括鼓励器、线性功放与合成、自动调谐器、电源和微机控制系统MF/HF发射机的组成规律〔1〕SSB信号必须在低电平处形成〔2〕采用三次搬移方案中的“高中频〞方案〔3〕放大器必须保证线性〔4〕载频必须独立注入高中频方案满足自动控制要求定义：第三调制(混频)器的输入频率高于最高的工作频率30MHz作用：减少输出调谐手续(最后采用低通滤波器)国际上规定：使用上边带为船用SSB信号结论鼓励器一般采用三次搬频方案采用高中频方案：第一次搬频用上(下)边带，那么第二次一定用下(上)边带，因为最后一次都是用下边带(低通)最后级采用不调谐的低通滤波器(下边带)第一次一般采用晶体滤波器海上SSB发射机仅使用上边带做为标准的SSB信号，最后输出必须是上边带信号三、MF/HF发射机的功能和主要性能要求发射机的工作频率范围是1.605~27.500MHz无线的工作频率是以载波频率指配的NBDP、DSC工作频率是以中心频率指配的工作种类包括：F1B/J2B、J3E和H3E发射频率切换时间不超过15s频率精度≤±10Hz当工作种类为J3E/H3E时，发射机输出功率以峰包功率计当工作种类为F1B/J2B时，发射机输出功率以平均功率计发射机在额定功率档工作时持续时间最短为15min天线输出电流应有指示，并且指示电路故障不会引起天线电路的中断要求发射机功放在输出功率到天线的过程中，不会因天线开路或短路而使发射机故障发射机工作于额定功率输出情况下，由调制器、放大器及末级功放的线性引起的新的非谐波的产物称为互调产物无用边带抑制指船用MF/HF通信中规定使用上边带，下边带是无用边带，对无用边带的抑制能力载波抑制也称为载漏抑制，指在载频位置上残留的载波电压幅度与SSB信号峰包电压幅度之比值第三节MF/HF发射机主要单元原理鼓励器单元1、SSB鼓励器的功能：形成发射所需要的各种SSB信号；将信号频率从音频搬移到发射频率，并为末级或末前级提供足够的推动电平2边带调制器：平衡调制器/环形调制器作用是产生被载波被抑制的双边带信号边带滤波器：作用是从SSB调制器的输出中提取有用边带，抑制无用边带和载漏滤波器的通带，输出频率大滤波器的阻带，输出频率小分类：晶体/机械/LC低通/高通/带通/带阻〔根据通带和阻带的相对位置来分，在MF/HF通信设备中常用前三种〕4、几种最根本的滤波器LC低通滤波器：频率低于某频率fc的信号成分能通过，高于fc的信号成分被阻止的滤波器LC高通滤波器：频率高于fc的信号成分能够通过，频率低与fc的信号成分被阻止的滤波器LC带通滤波器：频率在fc1和fc2之间的信号成分能通过，而频率小于fc1或大于fc2的信号成分被阻止的滤波器二、功放单元1、MF/HF发射机功率放大器包括驱动放大级与末级〔输出级〕任务是把鼓励器送来的射频SSB信号，在满足互调等指标条件下放大到额定功率2、MF/HF发射机功放的保护为什么要保护？MF/HF电台的功放电路均为固态形式功率晶体管的耐高温、耐顶峰值功率和耐高反向功率等方面性能相对电子管线功放要差些如何保护？采用软硬结合的方法，即利用控制微机内固化的保护软件，配以相应硬件电路来实现三、MF/HF发射机的键控船用MF/HF电台集收发与一体工作方式为单工或准双工，即收与发不同时进行只有发射时发射机才工作控制发射机是否工作称为发射机的键控，相应的电路称为键控电路键控方式一般式通过控制鼓励器中除无源调制〔混频〕器以外的电路工作所需的馈电电压、功放中驱动放大器和功放管的集电极馈电电压和/或偏置电压的有无来实现四、天调单元功能：实现功放输出与发射天线间的谐振与匹配〔谐振是指功放的负载是不随频率变化的纯阻，匹配是指功放的输出电阻与其负载电阻相等〕天线的阻抗特性随工作频率等因素的改变而改变，一旦发射机的工作频率发生变化必须调机第四节MF/HF接收机的组成MF/HF接收机的根本任务选择、放大和调解，使发射端所传送的信息能够在复杂干扰条件下根本地恢复，并按一定的信噪比馈送给收端的终端设备〔耳机，扬声器或电传机等〕，到达高质量通信的目的一、MF/HF接收机的组成规律采用二次变频方案原因：一次变频很难同时抑制像频/中频干扰；二次变频仍然会有对第一中频而言的像频/中频干扰，所以，后须接一窄带滤波器高中频方案定义：第一中频频率高于波段最高频率3倍以上作用：提高像频和中频干扰的抑制度超外差接收机：fL1-fS=fi1接收机的增益分配规律：主要增益放在接收机的中频和音频局部，而前端增益尽量少，所以，整机性能取决于中放二、MF/HF接收机的功能和主要性能要求接收频率范围为1.605~27.5MHz，并可实现连续或步进可调无线频率是以载波频率指配的NBDP和DSC频率是以中心频率指配的工作种类：J3E、H3E、J2B/F1B接收频率从一个切换到另一个所需的时间不超过15s稳定精度≤±10Hz开机后1min内能工作NBDP方式下，收发切换时间限制在12ms内为防止天电的损坏，从天线到机箱的直流路径电阻应小于100千欧邻道选择性：接收机选择有用信号，抑制同时出现的邻近信道中的无用信号的能力阻塞现象：由于另一频率上不需要的信号的混入而导致接收机正常有用信号输出功率的下降或信纳比下降或BER的上升现象干扰为一个单频无用信号是，接收机对之的抑制能力，又称为单频选择性单频选择性所对应的干扰电平通常较小多频选择性所对付的干扰现象均是在干扰电平较大时出现第五节MF/HF接收机主要单元原理一、输入电路1作用：选择有用信号，抑制各种干扰2组成：LC谐振电路或滤波器及必要的耦合元件3电路形式：调谐式和不调谐式调谐式：逐点调谐使之谐振于接收频率不调谐式：不同波段采用不同的固定(带通)滤波器，结构简单，使用方便，有利于微机控制二、输入保护电路1、作用：防止输入电路或第一级管子受雷电或附近强雷达波/大功率发射台击毁2、类型利用分压或分流原理利用正反向二极管，双向限幅加以保护利用限波：正反向联接二极管双向限幅保护：综合保护：三、中频带宽选择电路1、可由操作员在控制器上按[BW]键选择，也可随着工作种类的选择自动完成2、常用信号的带宽：单边带话音信号(J3E)：3KHz调幅话音信号(H3E)：6KHz移频报(NBDP/DSCF1B/J2B)：0.3/1KHz莫尔斯报(A1A)：0.5KHz四、AGC电路1作用：当接收机输入信号电压改变时，使接收机增益自动改变以保证输出电压根本稳定。AGC电路的控制特性控制特性尽量接近理想AGC控制作用不能使接收机产生非线性失真和工作不稳定AGC尽量加在前级(高放/前中放)不宜加在后面(后面信号幅度大，容易产生非线性)不宜加在混频器上(改变直流工作点，引起组合波干扰和互调、交调失真)AGC的时间常数要适当(控制速度要适宜)AGC电路时间常数AM：从载波中提取“载波鼓励式AGC〞SSB：从边带信号中提取“边带鼓励式AGC〞，因为没有载波。无调制信号(不讲话)时，无单边带信号，所以无AGC电压。第六节数字频率合成器1数字频率合成器的根本功能从高稳定度的基准振荡器，通过锁相环路得到的一定频率范围内的大量的同基准频率同样稳定的离散工作频率2数字频率合成器的根本原理数字频率合成器的核心是锁相环路，它由相位比拟器、环路滤波器、压控振荡器、可变分频器和参考振荡源组成三．课堂总结这节课我们学习了MF/HF船用通信设备，重点是了解高频船用通信设备的原理，掌握发射机和接收机的中高频方案，课后注意复习。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。第五章MF／HF船用终端设备第一节NBDP终端的一般组成与根本原理一、NBDP终端的功能船台与船台之间自动或半自动电传通信船台与岸台与国际/内公众电传网用户间存贮转发式或直通式电传通信航运企业与岸台与企业所属船队发通电式电传MSI中心与岸台与向所有船台发播送式电传二、NBDP通信的编码1、编码：将一定位数的二进制数字〔1或0〕按特定的规那么进行排列，每一组分别用来表示一种特定的字符或信息NBDP通信中涉及到的编码有三种：4B/3Y码或4Y/3B码ITANo.2ASCII码三、船用NBDP终端设备的一般组成和主要性能要求1CPU的任务之一是实现两种码间的相互转换2CPU的主要功能是a存储解调器、数据终端来的数字信息，b给出各显示信息，接收用户控制信息，c产生与存储的指令相一致的操作d执行软件程序所控制的全部功能3调制器的作用：把外围设备经CPU板送来的串行数字信号变成FSK信号，即“0”=1785Hz，“0”=1615Hz，然后送往MF/HF发射机4解调器的作用：将MF/HF接收机送来的FSK信号变成TTL电平的串行数字信号经接口电路送入CPU5CCIR625建议中关于NBDP设备的性能要求a具有选呼功能b呼叫识别码为九位海上移动业务识别码〔MMSI〕c射频信道以F1B/J2B类发射，传输速率为100Baudd调制方式为相位连续型FSK方式e采用4B/3Y或4Y/3B码进行检错，采用ARQ和时间分集FEC方式进行纠错fNBDP终端与MF/HF通信设备的接口线有：音频输入/出，发射机键控线和接收机哑控线及地线四、NBDP通信中的检纠错措施随机性错码：错码的出现是随机的，错码之间是统计独立的，一般由噪声引起错码突发性错码：很短时间内出现成串错码，一般是由脉冲干扰或信道衰落引起降低误码率的主要手段是采用过失控制技术1、CFEC方式的纠错措施是二重时间分集第一次发送称为直接发送，用DX表示；第二次发送称为重复发送，用RX表示。收方对两次收到的字符加以比拟和选择，保存正确的作为接收信号〕SPEC方式的纠错方式与CFEC相同，只是采用4Y/3B码罢了第二节ARQ和FEC方式的根本工作程序ARQ工作方式“AutomaticRepetitionrequest〞简称ARQ自动请求重发方式纠错。由于干扰等原因，接收方接收到的字符不符合“4B/3Y编码〞，设备将确定该字符为错，接收方自动请求发方重发。FEC工作方式FEC---ForwardErrorCorrection意为接收方纠错工作方式，又称前向纠错方式。FEC有两种工作CFEC〔CollectiveFEC〕方式:播送式FEC方式SFEC〔SelectiveFEC〕方式:选择性FEC方式一、ARQ方式根本工作程序1根本概念主台：开始建立无线电链路时的起始呼叫台副台：开始建立无线电链路时被呼叫台信息发射台：通信过程中，发射信息的台〔ISS〕信息接收台：通信过程中，接收信息的台〔IRS〕ISS和IRS是可以相互转换的，主台与副台的身份始终保持不变2在ARQ方式通信时，主副台双方要求严格同步设备的根本定时周期确定为450ms在发射周期内，ISS发送一组信号，含有3个字符，每个字符由7个码元组成，每个码元宽10ms整个发射周期为210ms，那么发射暂停周期为240ms3ARQ根本工作程序a选择性呼叫程序b相互识别程序c通信程序d重新定相程序e通信结束程序通信流程ISS将所发电文按３个字符一组分组，没有电文处用β信号填充，如：HOWAREU：HOW/AR/EUβ二、FEC方式根本工作程序1检错：4B3Y(CFEC)/4Y3B(SFEC)2纠错：二重时间分集，间隔4个字符3对接收信息的判断4FEC方式的工作程序〔1〕CFEC方式开始，发射台在DX和RX位交替发送作为同步的定相信号。符合625建议设备至少发送16对同步定相信号；符合476建议设备至少发送4对同步定相信号；发完定相信号后，紧接着发送一个回车换行信号。接收台连续接收到两对定相信号后，就转为信息接收台，作接收准备。发射台在发射电文之前，先发送自己的识别码，然后按二重时间分集方式发送电文，即每个字符发两遍，间隔4个字符〔280MS〕的时间。在电文发送中，为了保持同步，发射台每发送100个字符，至少要插入4个连续的定相信号。在电文传送中的电文暂停中断期间，发射台分别在DX和RX位发送定相信号。〔2〕SFEC方式开始SFEC方式与CFEC方式一样，先发定相信号，不同的是在发完定相信号之后，接着发送某个台或某一船队的识别码，选呼之后的工作程序与CFEC方式相同。在SFEC方式中，除同步信号外，其余所有信号都以反码的形式，即3B/4Y码的形式传送。注意：ARQ和FEC过程中出现的“RQ〞、“CS1〞、“CS2〞、“CS3〞、“CS4〞、“CS5〞、“α〞和“β〞，统称为业务符号，它们也是以七单元恒比码〔4B/3Y码〕表示的。第三节DSC终端的一般组成与根本原理一、DSC终端的功能1功能：a遇险呼叫/遇险报警、确认、转发b全呼c单呼/选呼d海呼/区呼e组呼f海上业务呼叫2呼叫类别a遇险b紧急c平安d船舶业务优先：船舶调度通信、船位查询等e常规二、DSC终端的一般组成和主要性能要求按DSC设备的功能划分:A级DSC设备:具有DSC呼叫的全部功能。不仅能够进行各种类型的DSC呼叫，而且可进行DSC遇险多频呼叫，以及对RQ呼叫序列具有自动应答功能。B级DSC设备:具有局部DSC呼叫功能。比方VHFDSC设备不含海区呼叫；MFDSC无自动拨号呼叫；并且两者都不能进行遇险多频呼叫。因此，VHFDSC设备和MFDSC设备一般都是B级设备。C级DSC设备:仅具有简单的遇险报警功能。比方VHFCH70EPIRB设备就是C级设备。三、DSC的编码检纠错措施检错：十单元群计数码，计算0的个数纠错：二重时间分集/垂直校验ECC第四节DSC呼叫序列的组成1点阵(DotPattern)/0-1序列010101………作用：呼叫序列起始标志值守机对DSC呼叫的识别码位同步接收机应在2S时间内，对全部守听频率扫一遍2定相序列作用：形成二重时间分集帧(字节)同步正确接收：相邻接的2个DX/1个RX相邻接的1个DX/2个RX相邻接的3个RX3格式符(FormatSpecified)作用：说明本次呼叫的性质/类型遇险呼叫 DISTRESSCALL 112全呼 ALLSHIPCALL 116群呼 GROUPCALL 114海呼 GEOGRAPHICALAREACALL 102单呼 INDIVIDUALCALL 120自动半自动业务呼叫 AT/SASERVICECALL 1234地址(Address)：呼叫对象的识别(10个十进制数)遇险呼叫X 112全呼X 116群呼0MIDXXXXX0/00MIDXXXX0(5个字节) 114海呼矩形/长方形 102单呼MIDXXXXXX0/00MIDXXXX0 120自动半自动业务呼叫00MIDXXXX0 123海呼地址的组成a矩形三要素：顶点/长/宽b墨卡托坐标法顶点：参考点：矩形左上角经纬度：DSC无法表示字母-> c数字即象限NSWE长：经差宽：纬差例题：1、20N30W-30S20W区的墨卡托表示：12003050102、DSC区域呼叫地址格式中，当船位位于北纬西经时，那么参考点象限在象限A0B1C2D3答案：B5类别(Category)：本次呼叫的优先级别遇险DISTRESS 112紧急URGENCY 110平安SAFETY 108船舶业务SHIP’SBUSINESS 106常规ROUTINE 1006自识别(Self-Identification)：发出呼叫台的自我标识MMSI可事先输入设备，以后每次由设备自动调出7电文(Message)：不同类型的呼叫，电文的组成方式也不同遇险呼叫/四个电文电文：遇险性质100FIRE/EXPLOSION101FLOODING102COLLISION103GROUNDING104INDANGEROFCAPSIZE105SINKING106DISABLEDANDADRIFT107UNDEGIGNEDDISTRESS108ABANDONINGSHIP8序列终止符(EndofSequence)表示序列的结束，有三种情况：END：表示序列结束ACKRQ：该呼叫序列需要被叫台予以确认ACKBQ：是对带有ACKRQ序列的应答或确认在DX位置上发3次，RX位发1次9校验符ECC表示本序列的垂直校验，校验收到信息是否正确三．课堂总结这节课我们学习了第五章MF／HF船用终端设备，通过学习大家应该掌握ARQ和FEC两种不同的方式，并概括他们之间的异同点，课后注意复习四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。一、导入新课上节课主要学习了第五章MF／HF船用终端设备下面就几个问题进行提问〔1〕在NBDP中涉及到的三种编码〔2〕DSC终端的功能〔3〕墨卡托坐标法象限规定方法以上是我们上节课的内容，这节课我们来学习第六章VHF船用电台二、新授课程第六章VHF船用电台第一节VHF船台的组成与要求VHF用于近距离通信，工作频段是156~174MHz，是GMDSS中A1航区的主要通信设备，总吨位300总吨以上的船舶必须配备一、VHF通信的特点1VHF通信范围受限视距传播，极限100NM，正常25NM岸台功率50W，船台25W可降低到1W2天线尺寸小波长小于2M，故尺寸小，可架设在桅杆或烟囱顶上天线愈高通信距离愈远，馈线阻抗50欧姆3抗干扰能力强干扰为单频，解调后，SSB输出输入S/N之比为一常数；调频的那么为调频指数。故mf愈大，抗干扰能力越强，但同时带宽变大。此优点是通过牺牲带宽获得的。4必须加有静噪电路输入S/N低于门限，其输出S/N明显下降；需加静噪电路5占用频带宽二、VHF通信工作种类与方式调频〔调相〕单路无线:F3E/G3E1工作种类单路调频〔调相〕自动接收报:F2B/G2B单工：船对船，船对岸2工作方式双工：船对岸三、水上移动通信VHF频道的划分与使用1CCIR指配给水上移动通信用的VHF频段为156~174MHz2以25kHz的间隔划分了59个频道3单频频道26个4双频频道33个收发间隔〔4.6MHz〕5CH70专用于DSC进行遇险、平安和呼叫6CH16专用于无线遇险平安通信与呼叫7CH6可用于船台和从事水上搜救作业的飞机电台间的通信8CH13指定为船舶之间用作航行平安通信的频道，也可用于船舶动态和港口操作业务9CH15和CH17可用于船上通信10CH75和CH76仅限于有关航行的通信，且应采取一切措施防止对CH16的有害干扰四、VHF船台的一般组成和主要功能与性能要求VHF电台无论岸台或船台均包括发射机、接收机和天线船台的收发机合在一起，岸台可以分设满足GMDSS要求的VHF船台应具有的要求具有遇险、紧急与平安，船舶业务和常规业务呼叫与话音通信功能信道切换时间小于5s，收发转换时间小于0.3s电台工作期间，不会因天线的开路或短路而损坏要求电台能在1min内工作具有DSC和双值守功能信道切换期间不能发射；收发控制不会引发无用辐射发射类型为G3E或G2B，信道间隔为25kHz，带宽为16kHz，并采用6dB/倍频程的预/去加重技术第二节VHF收发机组成与技术要求一、VHF发射机的主要技术要求1频率误差要小于1.5kHz2载波输出功率以载波功率来衡量3最大频偏为±5kHz4电波辐射方式采用垂直极化波5调制音频的频带限于3000Hz一下6发射机辐射带宽，国际通用16F3制7发射机的无用辐射必须小于0.25μW，机箱辐射功率必须小于25μW二、VHF接收机的主要技术要求最大可用灵敏度。在输出信纳比为20dB条件下，VHF接收机输入端所加信号的最小值为2μV〔〕邻道选择性，应该在70dB以上同频干扰抗拒比，应在-10~0dB之间阻塞干扰抑制度要求到达90dBμv，互调干扰抗拒比要求到达68dB音频输出失真应小于10%接收机输出的杂音和噪声电平小于-40dB第三节双值守原理与要求1双值守原理作用：接收机可同时守听两个或两个以上的信道守听要求：CH16+另一频道R/T(CH70??)守听周期：0.1S+0.9S2双值守的性能要求双值守功能可人工起或关闭扫描功能开启时，发射是禁止的电台上应具有单键控制〔如按钮〕以确保能快速地切换到优先信道工作双值守功能开启期间，所有被扫描信道号应能同时显示出来扫描功能开启时，每次在优先信道上的驻留时间大于2s对收到信号的信道，此信道号应有显示第四节VHFDSC终端的功能与性能要求船舶使用的DSC终端设备有三个档次，A、B、C级A级设备是全面满足CCIR493和541建议的设备B级设备是具有最低功能的设备，一般仅用于VHF和MF波段C级设备是现存的VHF电台上附加的一个装置，能发射固定内容的遇险报文三．课堂总结这节课我们学习了VHF船用电台，重点是掌握VHF船用电台的通信特点和双值守原理，注意课后复习。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。一、导入新课上节课主要学习了VHF船用电台一些内容，简单对几个问题进行提问VHF通信的特点双值守的概念DSC终端的三个档次以上是上节课所学主要内容，这节课我们学习INMARSAT船站二、新授课程第七章INMARSAT船站第一节INMARSAT系统及其作用概述60年代初：IMO决定引入卫星通信技术1976年：INMARSAT系统问世/通过INMARSAT公约1979年：INMARSAT组织正式成立1982年：INMARSAT正式开始营运91~92年：覆盖区3→4个1995年：国际海事卫星组织→国际移动卫星组织INMARSAT:InternationalMaritimeSatelliteOrganization国际海事卫星组织/国际移动卫星组织INMARSAT组织是国际性的组织总部:英国伦敦建立和管理全球卫星移动通信系统的空间段。在纬度超过约70度的南北极区域，船舶无法与在视线以外的卫星保持可靠的通信。一、INMARSAT系统组成国际海事卫星〔INMARSAT〕系统的组成如下:空间段、地面段、移动终端1、空间段卫星：四颗地球同步卫星和备用卫星高度：地球赤道上空35700公里的"静止轨道"上位置：178E/64.5E/15.5W/54W四个卫星覆盖洋区大西洋西区(AtlanticOceanRegion-West,AOR-W)大西洋东区(AtlanticOceanRegion-East,AOR-E)太平洋区(PacificOceanRegion,POR)印度洋区(IndianOceanRegion,IOR)覆盖：除南北极区域以外的全球范围，因为在极地区域根本看不到静止轨道上的卫星。现为第三代卫星/四代05年初发射2、地面站〔1〕网络协调站(NCS)每个洋区都有一个CES/LES兼任NCS识别码：INM-ASouthbury/南伯里(USA) AORE/AORW yamaguchi/山口(JAPAN) POR/IORINM-C Goonhilly/贡希利(ENGLAND) AORE/AOR (X44) Sentosa/圣陶沙(SIGAPORE) POR Thermopylae/塞莫皮莱(GREEK) IOR网络协调站的任务是：协调和控制本洋区地面站和移动站之间的通信〔2〕网络控制中心(NCC)位于INMARSAT伦敦总部与四个NCS相连作用：对整个网络的通信业务进行监视、协调控制通过NCS发送INMARSAT系统信息NCC和SCC合称：OCC〔3〕地面站海岸地球站(CES)或者称为陆地地球站(LES)作用：是卫星移动终端与陆地公众通信网的接口，它们间的所有通信必须通过岸站转接。识别码：INM-A/二位(或三位)没有规律性INM-C/三位，其中第一位数字表示岸站所处的洋区0：AORW1：AORE2：POR3：IOR每颗卫星覆盖区目前最多可建立15个岸站移动站移动地球站(MobileEarthStation,MES)船舶地球站(ShipEarthStation,SES)车载站机载站(MES)二、INMARSAT地球站主要技术要求工作频率采用双频段〔C、L波段〕工作方式电波极化方式采用圆极化，而且为右旋圆极化全向有效辐射功率地球站输入端的载噪比取决于卫星转发器的全向有效辐射功率〔EIRPs〕必须具有与GPS接收机和与DTE相连的通用接口三、INMARSAT在GMDSS中的作用遇险报警搜救协调通信海上平安信息的播发与接收常规通信第二节INMARSAT系统的通信体制特征通信体制：通信系统为完成一定的通信任务而采用的信号传输方式和信号交接方式通信体制表达在：基带信号的复用方式，射频信号的多址接续方式，信道的分配与交换方式以及信号的调制方式一、卫星通信体制的根本原理A多路复用1定义：利用同一信道，同时互不干扰地传送多路信息将多个用户的信号变换为单一的基带信号再用同一信道进行传输，而后在接收端能将各用户信号别离。2分类：FDM:FrequencyDivisionMultiplex频分多路复用TDM:TimeDivisionMultiplex时分多路复用频分多路复用FDM原理：利用频谱搬移技术，将各路信号的频谱分别搬移致电互不重叠的频段中，后在单一通道中同时传输，形成多路复用。信道带宽：450+3100+450=4000450Hz:防止相邻信道的串扰特点:时间上：同时频率上：不同〔2〕时分多路复用TDM原理：各路信号用同一载波在时间上交替占用通信信道进行传输。特点：时间上：不同；频率上：相同同步要准确;只能传输数字信号A/DB多址接续1定义：处于卫星覆盖区内的多个地球站利用共同的卫星实现双边或多边通信的联接方式。2多址接续和多路复用的区别应用场合：多址接续：在射频信道上单/多个载波多路复用：在基带内单个载波信号来源:多址接续：各站址，区分信号即区分站址多个地球站多路复用：各话路，区分信号即区分话路单个地球站3分类频分多址FDMA:FrequencyDivisionMultipleAccess时分多址TDMA:空分多址SDMA:码分多址CDMS:C信道的分配卫星提供的功率和频带是固定的，故要尽量提高转发器的利用率，和信道分配方式有关，以SCPC为例预分配：每个站预分配一些固定的载频按需分配：各站事先并不分配载频，要通信时才给予分配，通信结束又收回；信道利用率高D分组通信方式1利用卫星通信的播送性进行数据传输与交换的动态分配技术2Packet从TDMA方式中分化出来的3数据传输的特点，用上述几种方式效率太低4ALOHA：AdditiveLinksOn-lineHawaii由美国夏威夷大学最先提出分类：P/ALOHAS/ALOHAR/ALOHA第四节INMARSAT-B系统的信道结构与接续过程概述：B系统作为A系统下一代开展的通信系统,于1994年投入使用。该系统与A系统经过一段时间的兼容工作后,最终将在2005年以后,取代A系统独立运行。B系统完全采用数字技术,可以提供高质量的、电传、和数据通信。在技术上,B系统与A系统是互不兼容的。B系统所使用的卫星、系统功能、适用范围及船站的环境条件,与A系统根本相同,完全符合IMO对GMDSS系统的遇险通信要求。B系统的船站天线,在尺寸和重量上,也与A系统相差无几。B系统的主要业务双向直拨数字，双向电传，话音频带〔数据〕，高速数据〔56/64kbit/s〕，慢扫描电视，群呼，电子邮件〔E-mail〕信道分为：呼叫信道、信息与监视信道、SCPC通信信道和TDMA/TDM通信信道一、B系统信道构成INMARSAT-B系统中，MES工作在L波段。通信信道由NCS统一分配。INM-B信道分为TDM信道、TDMA信道、信令信道、话音信道、数据信道Inmarsat-B系统提供两种群呼:正常群呼"Normal"包括国家,船队及其他移动体的商业群呼;区域群呼"Area“矩形,圆形及IMO的"Navarea"业务。二、B系统接续方式INM-B系统的多址接续方式较为复杂,既有频分多址方式,又有时分多址方式,采用集中控制的按申请分配信道方式,根本上与Inmarsat-A系统相似。三．课堂总结这节课我们学习了INMARSAT系统及其作用、体制特征还有B系统的信道结构和接续过程，通过学习希望大家掌握INM系统的作用还有B系统的知识，注意课后复习四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。一、导入新课上节课主要学习了INMARSAT船站的一些内容，简单对几个问题进行提问INMARSAT系统根本上可分为哪三个局部四颗静止卫星覆盖范围和位置INMARSAT系统在GMDSS中的作用B系统的主要业务是什么B系统从功能和技术上各是怎么分类的以上是上节课所学主要内容，这节课我们继续学习INMARSAT船站二、新授课程第五节A/B船站的组成及其根本原理A/B船站的根本组成及各局部作用天线甲板上设备双工器ADE低噪声放大器〔LNA〕高功率放大器〔HPA〕A/B船站频率产生器上下变频器甲板下设备主处理器BDE外围设备BDE的主处理器由混频器、频率合成器、调解器、基带信号处理单元和数据处理与控制单元组成,调制器完成频带信号与基带信号的转换在B站中，数字语音采用OQPSK制，电传采用BPSK制外围设备一般包括：罗经及其接口，外接蜂鸣器、遇险报警盒、GPS接收机、显示器/键盘和打印机〔或PC机〕、调解器等B船站中使用的关键技术INMARSAT-B系统电路包括数字调制和语音编码技术，话音激活，载波交换，岸至船载波前向功率控制，查分码，卷积码及8值软判决维特比译码与A系统相比，卫星功率和信号占据信道带宽减少了50%OQPSK频带利用率是BPSK的2倍1、数字调制解调技术2、过失控制技术〔1〕扰码和解码技术随机化处理称为扰码解扰：在接收端解除“扰乱〞的过程扰码技术主要有两个作用：A便于提取比特定时信息B起能量扩散作用〔2〕卷积码编译技术B系统中采用的纠错码方式为卷积码三．课堂总结这节课我们学习了A/B船站的组成，了解了它的根本原理，重点是掌握B船站中使用的关键技术，课后要注意复习。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题。一、新课导入上一节学习了A/B船站的组成和根本原理，以及B船站使用的关键技术，这一节主要学习A/B船站中天线控制与跟踪方法二、新授课程第六节A/B船站中天线控制与跟踪方法A/B船站的天线装置应能满足以下船身动态的要求横摇±30度，周期8s纵摇±10度，周期6s偏航±8度，周期50s前后移±1.96m/s左右移±1.96m/s起伏±4.9m/s转向速率6度/s前进速度30nmile一、A/B轴控制系统作用：稳定天线平台，使其尽量保持在水平位置上天线稳定方法：〔1〕机械稳定方法，即无源稳定法〔2〕电气稳定方法，即有源稳定法二、AZ轴控制系统规定了天线相对船首方向转动的极限角度Bearing〔一般为250度〕当增大到±250度时，船站天线控制系统立即驱动天线向相反方向旋转360度当屏幕显示AUTOREWIND时，表示船站现在正在进行通信，为不中断通信，天线暂不缭绕，这时允许Bearing到达±265度一般把产生自动缭绕区±250~±265度称为ZONE自动缭绕约需12s三、EL轴控制系统天线仰角的变化范围为5~90度只有当船舶的地理位置发生变化时，仰角才会变化仰角变化的非常慢四、天线初始方位角和仰角的获取方法查表计算法直接判断法五、天线的自动跟踪当接收电平有0.4dB的起伏时，天线的指向误差约为±2度步进跟踪法是以接收电平最大为原那么来驱动天线的步进跟踪法是跳跃式的，每一步有固定的角度位移为了船站天线的跟踪，Inmarsat-A/B系统卫星连续不断地发射TDM载波信号三．课堂总结这节课我们学习了A/B船站中天线控制与跟踪方法，重点是了解各种轴控制系统的特点，课后注意复习。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系。一、新课导入上一节学习了A/B船站中天线控制与跟踪方法，从中学到了各种轴控制系统的特点和作用，这一节我们学习第七节INMARSAT-C系统与船站二、新授课程第七节INMARSAT-C系统与船站C系统的主要特点是：无线业务，只有电传和数据业务，并且采用的是存贮转发通信方式；通信费用低；体积小，无抛物线面天线信道结构信道间隔5KHz，统一由NCS分配。发射频率：接收频率：单工方式工作，收发非成对使用所有信道由NCS统一分配信令信道较为复杂TDM信道/TDMChannel信令信道/SignalingChannel信息信道/MessageChannel站际信令信道/InterstationSignalingChannel1、TDM信道TDM信道为NCS和LES所采用。每个TDM信道只占有一个惟一的频率,NCS和LES在TDM信道上进行连续不断地发射,以供船站同步、查询信息及收取信息用,包括NCS及LES的工作业务情况。NCS的公共TDM信道与LES的TDM信道,具有相同的结构。TDM信道帧结构图其中:(1)独特字(UW)为128bit,起帧同步作用;(2)布告板640bit,主要作用是为空闲时的船站,提供NCS和LES的有关工作状态信息;(3)信息数据组总长9600bit,包含各种通信控制信息。2.信令信道信令信道的作用方向是MES→LES或MES→NCS。接续技术是TDMA。信令信道的帧长与TDM信道一样,也是8.64s。信令信道采用的是TDMA时分多址接续技术。第2代卫星的信令信道分为28个时隙,3.信息信道信息信道的作用方向是MES→LES。每个LES都有许多由NCS分配的固定的信息信道,所分配的信息信道的多少取决于LES的通信业务量的大小信息信道也采用帧结构,但其帧长是由信息量的大小决定的。4.站际信令信道站际信令信道是供LES与NCS之间进行逻辑连接的,以传递网络工作状态等信息。站际信令信道是双向工作的,其帧结构与TDM信道相同。二、C系统中的通信过程采用分组通信方式采用了双道R/ALOHA方式工作，即岸站根据船站的申请，给船站的信息信道分配时隙既解决了长的电文的传输，减少了碰撞，又解决了短的数据报传输，提高信道利用率问题三、C站的组成及其根本原理1、C船站组成及其各局部作用所有各种型号的C站,均由两大局部构成。外部安装设备(EME)内部安装设备(IME)外部安装设备EMEEME包括天线、低噪声放大器、功放和双工器。其主要功能是完成对射频信号的放大,即将发射信号线性放大到规定的功率电平,将接收的弱信号以低噪声放大后,送入混频器。(2)内部安装设备IMEIME包括:收发电子单元DCE,有时也用EU来表示数据终端DTEDTE一般采用PC机,它与只读打印机、显示器及键盘相连接,构成了C站最根本的信息收发终端。输入输出接口(I/O)作用是连接收发电子单元与外围设备C系统小结：C船站天线通常15cm左右高，内部是4根混绕的螺旋天线，是一个全方向性的天线，极化方向为右旋圆极化为克服C系统中因多径效应引起的衰落，C系统中采用了交织技术为提高数字信号的抗干扰能力，C系统采用了卷积编码技术为解决从较长的连续“0〞和“1〞码中恢复比特定位信号困难这一难点，C系统采用了扰码技术2、C船站中采用的关键技术〔1〕扰码和解码技术〔2〕卷积码和维持比译码技术〔3〕交织技术〔4〕ARQ技术三．课堂总结这节课我们学习了C系统与船站，重点是要掌握C系统的主要特点和通信过程，通过学习这节课，希望同学们与前面的B系统相比拟，从中找到联系和区别。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意各个知识点的联系一、导入新课上节课我们学习了第七章INMARSAT船站，下面我们回忆一下上节课所学的内容，〔1〕INMARSAT系统的组成〔2〕B系统的主要业务〔3〕C系统的询呼指令这节课我们来学习第八章EPIRB和SART的知识二．新授课程第八章EPIRB和SART第一节COSPAS-SARSAT系统及其406MHzEPIRBCOSPAS-SARSAT系统由来〔COSPAS是俄文的拉丁化，英文的全称是SpaceSystemForSearchofDistressVessels,SARSAT-SearchAndRescueSatelliteAidedTracking〕利用空间卫星为世界各地搜救部门免费提供海洋、航空和陆地的遇险报警和定位信息，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〞。1981年由加拿大、法国、前苏联和美国联合开发，是在全球范围内利用卫星进行搜索救援的信息效劳系统。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。目的：为海洋、航空和陆地的遇险和平安提供报警和位置效劳。为最终的遇险用户提供免费效劳。我国参加该组织的情况：1985年，交通部代表国家以“用户〞的身份参加该组织。一、COSPAS-SARSAT系统的组成系统由EPIRB示位标、卫星、LUT及MCC组成。1、信标陆用个人信标〔PLB〕PersonalLocatorBeacon；航空信标〔ELT〕EmergencyLocatorTransmitter船用信标〔EPIRB〕2、近极轨道卫星现在运行使用的极轨道卫星有七科轨道高度为：850～1000km，属于近极轨道运行周期为100min3、本地用户终端〔LUT－localunitterminal〕作用：①跟踪搜救卫星并接收卫星转发下来的遇险示位信标的信号和数据，然后解码、计算出示位标识别码和位置数据；②实时修正卫星的轨道参数，把信标的报警数据和统计信息送给相应的搜救任务控制中心〔MCC〕；目前，全球已经有38个陆地用户终端。4、执行控制中心〔MCC-missioncontrolcenter〕主要功能：收集、存贮、整理和分类从LUT以及其他MCC送来的数据，把报警和定位数据分发到有关RCC二、COSPAS-SARSAT系统的工作模式及定位原理406MHz本地方式本地方式或实时方式121.5MHz本地方式406MHz全球覆盖方式本地方式定位原理当多普勒品议定位的两个位置的距离越来越近时，可确定卫星轨道左面的是真位置，右面是镜像位置；反之，当屡次多普勒频移定位的两个位置的距离越来越远时，可确定卫星轨道右面的是真位置，左面是镜像位置报警的实现406MHzEPIRB的信号格式长格式为144bit短格式为112bit比特率为400bps五、406MHZEPIRB的主要性能①SOLAS公约船都要求配备自浮式406MHzEPIRB。②船用EPIRB一般内装两个发射机，406MHZ发射机121.5MHZ发射机〔121.5MHzEPIRB不是强制的〕，用于发射遇险报警信号。同时，121.5MHZ发射机发射的信号还可作为搜救飞机和搜救船舶的寻位信号。③船用406MHzEPIRB要求安装在自浮式支架上，并能人工启动和自动启动。④EPIRB的电池使用年限为4年，电池容量为48小时。⑤自浮式支架上的静水压力释放器〔releasesenor〕使用年限为2年。⑥定位精度在2~3nmile以内六、406/121.5MHzEPIRB使用考前须知一般安装于罗经甲板上，以便在船舶下沉时能自动启动发射要定期对之进行试验，试验要按产品说明进行一方误报警每四年更换锂电池一次船舶识别码等信息，只有专门人员使用专用仪器才能写入或更改机械释放局部一般不需刷油漆和保养，以防损坏三．课堂总结这节课我们学习了COSPAS-SARSAT系统及其406MHzEPIRB，通过学习我们了解了COSPAS-SARSAT和EPIRB的相关知识，重点是掌握COSPAS-SARSAT系统的组成和其工作方式，还有EPIRB的主要性能和使用考前须知。四．作业《GMDSS综合业务》题库相关选择题和简答题，注意复习课本内容。一、导入新课上节课我们学习了第一节COSPAS-SARSAT系统及其406MHzEPIRB，下面我们回忆一下上一节的内容：这节课我们来学习第八章EPIRB和SART的知识二．新授课程第二节INMARSAT-E系统及其1.6GHzEPIRB一、INMARSAT-E系统INMARSAT-EEPIRB/1.6GHz/L波段的EPIRB基于现在的四颗静止卫星，确保高可靠性地实现船至岸遇险报警的卫星EPIRB系统EPIRB的遇险信息包括船识别码、船位、航向和航速等船位可由内置的船舶导航系统或卫星导航接收机得到。精确的船位及迅速的报警极大地改善了搜救行动实施的效率。在A1、A2、A3海区，可以用1.6GHzEPIRB代替406MHzEPIRB1.6GHzEPIRB具有报警、识别、定位和寻位功能有八个INMARSAT-E岸站和四个INMARSAT-E搜救协调中心构成了INMARSAT-E遇检报警网，确保100％的成功率。除了规定的八个INMARSAT-E岸站外，国际移动卫星组织一直鼓励其他INMARSAT岸站作为INMARSAT-E岸站的备用岸站。INMARSAT组织方案于2006年12月二、1.6GHzEPIRB极化方向为右极化要保持与导航仪间连接正常，否那么需至少每隔2h人工输入船位和时间数据安装位置要适宜，要防止船体或其他物体阻挡了信标的天线指向第三节卫星EPIRB的注册EPIRB登记注册的内容包括：信标序列号、卫星EPIRB内编码后的信息以及其他有关信息如果注册的内容有任何变更，应迅速通知注册机构，例：船舶的变更、船东的变更、EPIRB的丧失、被盗等，都要迅速通知注册机构。第四节VHFEPIRBVHF频带中的EPIRB只航行在A1海区的船舶应配备能工作在VHF的70频道上的EPIRB,以代替在COSPAS-SARSAT系统中的EPIRB或代替INMARSAT-E系统中的EPIRB。EPIRB每次发射5个DSC序列，相邻两个发射时间的间隔是(230+10N)s，其中N为发射次数。VHF-EPIRB实际是一个有发射能力的单通道DSC报警设备，报警信号是由具有DSC功能的VHF岸台转至RCC，由RCC及时采取搜救措施。VHFEPIRB发射序列的内容是按DSC的要求进行编排的，应带有DSC规定的遇险呼叫格式：点阵；定相序列；格式符；自识别；遇险性质；遇险坐标；时间；指令；EOS；ECC。其中，自识别表示船舶识别码MMSI，系9位十进制数，由示位标内存贮器存贮、遇险坐标由示位标接口，将导航仪提供的数据送入，时间也从接口送入，由示位标内DSC处理器处理，遇险性质指明是“EPIRB发射〞预先存贮在存贮器中。“遇险性质〞的标志应该是“EPIRB发射〞。在DSC遇险报警信息中不必含有“坐标遇险〞和“时间〞在这种情况下，发送信息中的船位信息必须用10个数字“9〞代替，发送信息中的时间信息必须用4个数字“8〞代替“后续的通信类型〞应该是“无信息〞〔符号#126〕，“无信息〞说明接下去无后续通信。有些VHFDSCEPIRB也备有9GHZ的雷达应答器，这主要是用于在搜救时提供寻位信号。第五节SART寻位系统及其根本原理1、寻位系统SART〔SearchandRescueRadarTransponde〕的作用：配合雷达工作，是近距离发现幸存者的一种主要搜救手段。是船舶必备的设备之一。2、SART的工作原理与9GHz雷达配合使用。当船舶遇险时由人员携带下船。翻开开关后处于接收状态收到雷达信号触发后，应答信号。〔12个点〕在搜救雷达上，显示一连串的点。3、近距离的SART信号随着救助船舶逐渐驶近搜救雷达应答器(一般约为1海里),救助船的雷达天线的侧瓣(Sidelobe)发射使在雷达荧光屏上严生许多亮点而变成同心弧；500-1NM当救助船舶与搜救雷达应答器的距离再近一些时,救助船舶的雷达荧光屏上就会产生同心圆,这就向救助船舶说明搜救雷达应答器(SART)现在与其距离很近。300-500M搜救船和SART距离接近1海里以内时，SART的124、SART的操作特性应能人工启动和关闭，也能在紧急时自动启动在20m高处落入水中不损坏，在10m深水中，至少保持5min不进水，保持良好的水密性SART露出海平面局部的高度〔天线的高度〕不应小于1m，现在各种SART的天线高度一般在1~1.5m之间四、提高SART的被视范围的方法1.搜救雷达应答器应尽可能位于高处2.搜寻船舶的雷达控钮应设置如下：(1)接收