《信息技术与通信导航系统》-第9节 卫星EPIRB与SART

一、紧急无线电示位标

（一）国际搜救卫星系统的概述（二）国际搜救卫星系统的组成和工作原理（三）防止及取消EPIRB误报警的方法（四）EPIRB安装、检查与维护（一）国际搜救卫星系统的概述

1988年，IMO将COSPAS-SARSAT引入GMDSS，作为GMDSS的重要组成部分。利用低轨道卫星（LEO）、中轨道卫星（MEO）、同步轨道卫星（GEO）卫星探测406MHzEPIRB发出的遇险报警信号，并对报警信号进行变频、存储等处理最后转发到地面，从而为包括极区在内的全球海、陆、空提供遇险报警、定位、识别及寻位服务。（二）国际搜救卫星系统的组成和工作原理

三大部分构成低轨道卫星、中轨道卫星、同步轨道卫星等在内的搜救卫星紧急示位发射机、个人示位标、紧急无线电示位标等各种示位标在内的终端设备本地用户终端、任务控制中心构成的地面段1.搜救卫星

主要作用是实现信号变频、存储和转发，将收到的示位标发射信号转换成1.5GHz的下行频率。搜救卫星上搭载的搜救载荷包括3个基本子组件，即406MHz接收器/处理器、存储单元和1544.5MHz下行链路发射器。使用了三种搜救卫星，分别是低轨道（LEO）卫星、中轨道（MEO）卫星、同步轨道（GEO）卫星（1）低轨道卫星

COSPAS-SARSAT低轨道卫星共有6颗。SARSAT卫星高度为850km，COSPAS卫星高度为1000km，运行轨道为极轨道卫星共视区：为直径约6000km的圆形区域卫星与示位标之间存在着显著的相对运动，因此该分系统采用了多普勒频移定位技术提供两种工作模式，即本地模式和全球覆盖模式（1）低轨道卫星

本地模式也称为实时模式，是指当LEO搜救卫星接收到示位标遇险报警信息时立即转发信息至共视区内的LUT。全球覆盖模式也称为存储转发模式，是指当接收遇险示位标信号的卫星共视区内暂时没有LUT，搜救卫星会将接收到的遇险报警信息处理后存储在卫星存储器中，一旦卫星共视区内出现LUT，再将遇险报警信息转发给卫星共视区内的LUT，从而实现报警定位的工作方式。（2）中轨道卫星

（2）中轨道卫星

自2013年起COSPAS-SARSAT发展了中轨道卫星搜救分系统，目前与LEOSAR和GEOSAR协同运行。MEOSAR利用GPS、GLONASS、GALILEO和北斗（BD）导航系统等GNSS的中轨道卫星上搭载了搜救载荷，接收和转发示位标报警信号。MEOSAR还增加了示位标的增强功能，例如返向链路传输遇险确认，为用户提供已收到遇险信息的确认。（3）同步轨道卫星

（3）同步轨道卫星

由同步轨道卫星构成的COSPAS-SARSAT搜救分系统，具有如下特点：①能够实现南北纬76°之间的实时报警，提高了报警的时效性；②无直接定位功能，需要人工注入或GPS等导航设备注入位置信息；③定位精度取决于示位标连接的导航接收设备，一般而言较高。2.示位标

从结构上看，示位标的上半部为电子电路及天线，下半部为电池和控制开关。其中，控制开关主要分为水敏开关、磁性开关和水银开关等几种形式。上、下两个部分之间用密封圈套住，保持水密性。2.示位标

406MHz示位标具有以下特点：①示位标需要具有较高的频率稳定度；②系统容量大；③可实现全球范围的报警；④每个示位标都有唯一的识别码；⑤示位标可同时发121.5MHz频率的引航信号。2.示位标

2.示位标

（3）EPIRB主要性能①内置全球导航卫星系统（GNSS）接收机，可从GNSS接收机中获得位置信息并编码，提供GNSS信号强度指示；配备自动识别系统（AIS）定位信号；发射121.5MHz信号，主要供航空器导航；应该能够向搭载搜载荷的卫星发送遇险警报；示位标启动后，每50s发送一次持续时间约0.5s的含有数字编码信息的射频脉冲信号，输出功率为5W；数字编码的信息包括遇险单元的国籍，船舶或飞机的识别，遇险性质以及船舶位置编码。2.示位标

②可以手动或自动启动。③电池具有足够的容量，可工作48h。④工作温度为-20°C至+55°C；存放温度在-30°C至+70°C之间。⑤在10m的水深时保持至少5分钟的水密性；从安装位置到入水过程中，适应45°C的范围的温度变化；从20m的高度掉入水中而不受损害。⑥能够在不使用卫星系统的情况下进行测试。⑦具有明显的黄色/橙色，并装有逆反射材料。⑧需要配备适合用作系绳的浮力绳。2.示位标

（4）EPIRB电路的组成EPIRB由电池供电单元、主控单元、信号收发单元和释放装置几个部分组成。EPIRB的工作主要靠电池供电。主控单元包括微控制器、传感器部分。信号收发单元包括406MHz的信号发射机、频率合成单元、功率控制单元以及天线单元等。释放装置是用来保证遇险时示位标能自动或手动脱离开船体的部件。3.地面段

地面段由区域本地用户终端（LUT）和任务控制中心（MCC）组成。LUT的作用是跟踪搜救卫星并接收卫星转发下来的遇险示位标报警信号，然后解码、计算，给出示位标识别信息和位置数据，把示位标的报警数据和统计信息送给相应的任务控制中心。MCC和LUT相连，主要功能是收集、整理、储存和分类从LUT与其他MCC送来的数据；与其他MCC进行信息交换；分析数据的可信度，过滤虚假报警，解除模糊值；把报警和定位数据分发到有关的搜救协调中心或搜救联络点。（三）防止及取消EPIRB误报警的方法

1.防止EPIRB误报警（1）确保新启用的卫星EPIRB识别码要在当天的24h内正确登记在数据库中，或者自动地提供到搜救当局。（2）确保在船东、船名和船籍国等有关船舶的信息改变时，立即更新EPIRB的登记，或者将船舶的新数据重新编程输入到有关的GMDSS设备中。（3）在船舶的设计和建造期间初级阶段就应考虑EPIRB的安装位置。406MHzEPIRB设备安装后，船长应组织全体船员学习有关使用规定和注意事项。（三）防止及取消EPIRB误报警的方法

（4）确保EPIRB由有技术资格的工程技术人员根据设备安装说明书进行认真谨慎安装。（5）确保在船舶遇险时如果能够立即得到救助，就不要启动EPIRB。（6）确保在紧急情况下使用EPIRB后，如果可能，应恢复EPIRB，解除报警。（7）确保在EPIRB受损、报废、处理或者其他原因不再使用时，移去电池，或者送回制造商，或者粉碎，以确保卫星EPIRB不工作。（8）安装在易启动，但不易产生误报警的地方。（9）严禁无关人员随意触动设备及其附属设施。（三）防止及取消EPIRB误报警的方法

2.取消EPIRB误报警一旦发生EPIRB误报警，立即终止EPIRB的发射。发现误报警后，查得所在海域MRCC联系方式，用船站或者其他通信设备与所在海域的MRCC联系，取消406MHzEPIRB发出的报警信号。及时报告船舶负责人和记入《GMDSS无线电日志》。（四）EPIRB安装、检查与维护

安装注意事项首先，在船上的406MHzEPIRB要求安装在自浮式支架上，并能人工启动和自动启动。其次，406MHzEPIRB设备安装前，各船舶所属公司的通信导航管理部门应认真核对和试验所装设备与船舶相关的数据是否一致；做好电池失效期、释放器更换期等有关数据的记录工作。第三，406MHzEPIRB安装的地点应便于接近，容易维护，人工启动方便。最后，船舶配备406MHzEPIRB后，应及时向有关机构注册。（四）EPIRB安装、检查与维护

2.检查、维护保养要求（1）更换部件

电池、释放器（2）定期检测

特检、年度检验和常规检测（3）日常维护保养二、搜救寻位装置

（一）搜救雷达应答器 1．Radar-SART的作用及示位原理 2．Radar-SART的组成及性能指标 3．维护保养（二）AIS搜救发射器 1．AIS-SART的作用 2．AIS-SART寻位原理 3．AIS-SART的组成 4．AIS-SART性能 5．AIS-SART的维护保养（一）搜救雷达应答器

在遇险现场帮助救助飞机或者救助船舶尽快确定遇险者的位置。1．Radar-SART的作用及示位原理

（一）搜救雷达应答器

①频率范围为9200～9500MHz，扫描频率为200MHz/5μs。水平极化方式。②应能在救助装置的雷达上通过系列等间隔点来显示遇险装置的位置。2．Radar-SART的组成及性能指标

2．Radar-SART的组成及性能指标

③能在-20℃～+55℃环境温度下工作，在-30℃～+65℃环境条件贮存而不至损坏。④在规定浸水状态和45℃的热冲击下保持水密。从20m高度掉入水中不损坏，在水深10m时至少5min保持水密。⑤在不是救生艇组成部件时，能漂浮在海面上，并不受海水、油的影响。在阳光较长的时间照射下不损坏。⑥外部结构光滑，并有便于辨认明显的黄色/橙色的标志。⑦应有充足的电池能量，保持96h工作在准备状态，还能在1kHz脉冲重复频率的连续询问下，提供8h的应答发射。⑧当X波段的航海雷达使用15m高的天线，对相距至少5nmile处的Radar-SART询问时，SART应能正常工作。当峰值输出功率不低于10kW，距离为30nmile的飞机雷达询问Radar-SART应能正常工作。（一）搜救雷达应答器

（1）Radar-SART的检查要求（2）Radar-SART的测试要求（3）Radar-SART的维护保养要求3．维护保养

（二）AIS搜救发射器作用与Radar-SART相同,在遇险现场帮助救助飞机或者救助船舶尽快确定遇险者的位置。船舶遇险时，AIS-SART所发射的信息，能被附近的AIS接收机接收、识别和显示，并能让接收方清楚分辨出是AIS-SART装置发出的信息，以便于其它普通AIS信息相区别。由监视指示器、电池、启动装置、控制单元、AIS发射机、定位系统、授时同步装置等7个部分组成。IMOMSC.246（83）决议案、IEC61097-14。（二）AIS搜救发射器AIS-SART的维护保养（1）确保设备外表面的英文简要操作和试验须知、所用原电池的有效期等内容清晰可辨；按规定，定期进行试验操作。（2）确保设备的中英文铭牌清晰、耐久，且至少包含生产厂家识别标志、产品型号、唯一的用户ID以及罗经安全距离等内容。（3）确保设备的外表无凹痕、碰伤、裂缝、变形等现象；涂镀层无起泡、堆积、龟裂和脱落等现象；颜色要保持均匀、协调。（4）应保存好诸如安装及操作说明、定期试验和维护保养须知等资料。思考题1.介绍