《GMDSS系统》-《GMDSS系统》-项目七 卫星搜救系统及EPIRB的安装与操作

【项目描述】COSPAS-SARSAT（COSPAS是俄文的拉丁化，英文的全称是SpaceSystemForSearchofDistressVessels，意为搜寻遇难载体的空间系统；SARSAT-SearchandRescueSatelliteAidedTracking，意为卫星辅助跟踪的搜救系统）系统能自动确定遇险报警的位置。卫星示位标又称应急无线电示位标（EPIRB），当船舶遇险时，它可以发送遇险报警信号，报警信号中包含遇险船舶位置信息。岸上的搜救部门接收到卫星转发的报警信息后，可以根据EPIRB提供的位置展开搜救活动。1．掌握COSPAS/SARSAT系统的概念、功能及COSPAS/SARSAT系统组成。2．能对EPIRB进行正确安装。3．会对EPIRB进行正确操作。【项目目标】知识链接1COSPAS/SARSAT系统认识

知识链接2EPIRB认识 知识链接3COSPAS/SARSAT系统通信业务 【知识链接】知识链接1COSPAS/SARSAT系统认识一、COSPAS-SARSAT系统的概述 二、COSPAS-SARSAT系统组成一、COSPAS-SARSAT系统的概述COSPAS-SARSAT系统，原称“低近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“国际搜救卫星系统”，是1981年由美国、苏联、法国和加拿大四国联合开发的旨在全球利用卫星进行搜索和救援的信息服务系统；一年以后，以上述四国为理事的国际搜救卫星组织（COSPAS-SARSAT）宣布成立，在此后的20多年的搜救活动中，使17000多名遇险人员安全脱险，因此它也成为GMDSS重要组成部分，为海上搜救提供信息服务。国际海事组织在SOLAS公约中明确规定：所有300总吨及以上的船舶必须按照要求配备遇险定位的搜救设备。COSPAS-SARSAT全球卫星搜救系统以其可靠、方便、免费使用等优点赢得了人们的青睐。该系统不仅广泛地应用于航海领域，而且也对航空业和陆地用户提供全球性的卫星搜救服务。

二、COSPAS-SARSAT系统组成COSPAS-SARSAT系统由卫星空间段、示位标和地面段三部分组成如图6-1所示。图6-1COSPAS-SARSAT系统示意图

由图可以看出，应急示位标（EPIRB）发出的信号经搜救卫星中继到地面段，通过地面段的本地用户接收终端LUT(LocalUserTerminal)、任务控制中心MCC（MissionControlCenter）送至相应的搜救协调中心（RCC），由RCC来开展组织救助工作。1.空间段

空间段由两部分组成，即地球同步轨道卫星系统（GEOSAR-GeostationarySearchendRescueSystem）和低近极轨道卫星系统（LEOSAR-Low-altitudeEarthOrbitSystemforSearchandRescue），如图6-2所示。图6-2COSPAS-SARSAT卫星图图6-3LEOSAR卫星轨迹

（1）低近极轨道卫星

COSPAS-SARSAT低近极轨道卫星共有8颗，是由前苏联的COSPAS卫星和美国的SARSAT卫星组成，卫星高度为850-1000km，运行轨道为低近极轨道。因为该系统的卫星轨道较低，所以单颗卫星覆盖地球的面积比地球同步静止卫星要小，覆盖直径约为6000km的圆形区域，该区域称为卫星共视区，随着卫星绕地球旋转，在地面上形成宽约6000km的带状覆盖区域，如图6-3所示。

低近极轨道卫星的运行周期约为100min，在目前卫星的工作情况下，中纬度地区两颗卫星飞越同一地区的时间间隔在1h之内，在靠近赤道地区，最长达l.5h，从地面上看，一颗卫星飞过的时间为10-15min。因此，对遇险目标来说，存在着一定的等待时间；同时，由于地面上本地用户接收终端LUT的分布有限，只有那些和LUT处在同一个卫星共视区内的遇险目标才能实现实时报警，而其他区域的报警将会出现一定的延时。因此，目前已经开始使用地球同步卫星实现对信标信号的实时转发，以消除卫星的等待时延。①

低近极轨道卫星的工作模式

由于低近极轨道卫星的轨道低(单颗卫星覆盖面有限)，卫星只有8颗，不能完全实现实时报警，因此，卫星转发器提供了两种工作模式:

实时模式存储转发模式(全球覆盖模式)实时模式

实时模式是指卫星收到示位标报警信号后立即转发，提供覆盖区内的实时报警。这种模式对121.5/243MHz示位标和406MHz示位标的星上处理方式略有不同。对于121.5/243MHz示位标，卫星收到报警信号后直接转发到地面，星上不对信号进行任何处理，处理工作由与示位标处于卫星共视区内的LUT来完成，卫星只起中继转发作用；而对于406MHz示位标，卫星上增加了对406MHz信号的实时数据处理系统，卫星收到报警信号后，在星上对信号进行了一定处理，再转发至卫星共视区内的LUT。存储转发模式(全球覆盖模式)

存储转发模式是指卫星收到报警信号后，一方面实时转发报警信号，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。由于低近极轨道卫星的坐标是按要求设计的，随着卫星的运行，加上地球的自转，卫星可以实现非实时状态下的全球覆盖，即地球上任何地方的信标报警信号都可以被卫星收到，因此，存储转发模式也称为全球覆盖模式。但在这种工作模式下是延时报警，其延时时间由示位标与LUT的相对位置、卫星运行轨道和LUT的纬度等因素有关。

存储转发模式只适合于406MHz示位标。可见，低近极轨道卫星对406MHz示位标提供实时和存储转发两种模式。实际中406MHzEPIRB实时模式和存储转发模式同时使用，一方面对覆盖区实时报警，同时延时报警定位。②

低近极轨道卫星的多普勒频移定位

对于LEOSAR系统，因为卫星与示位标之间有相对运动，所以卫星所接收到的信号频率与示位标发出信号的真正频率会有所差别，也就是产生了多普勒频移。卫星可以根据收到遇险信号的频率变化情况及轨道参数来判定示位标的具体位置，这就是多普勒频移定位原理。由于低近极轨道卫星对示位标具有定位功能，因此，当海上险情紧迫时，遇险者可以直接启动示位标，可以不考虑位置信息的注入等问题，通过系统的定位功能，可以准确获得信标的具体位置，这既节省了遇险者的报警时间，也解决了报警后由漂移带来的位置误差，有助于搜救部门的营救。

由低近极轨道卫星构成的COSPAS-SARSAT搜救分系统(LEOSAR)具有以下特点：能够实现部分区域的实时报警和全球范围内的延时报警；

具有定位功能，能根据多普勒定位原理计算出遇险报警产生的位置；因卫星和示位标之间有相对运动，降低了示位标对其本身与卫星之间遮挡物的敏感性，提高了报警的成功率。(2)同步轨道卫星COSPAS-SARSAT同步轨道卫星共有5颗，分别由美国、印度和欧洲气象卫星组织提供，如图6-2所示。因为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，图6-4为同步轨道卫星的覆盖图。

图6-4COSPAS-SARSAT（GEOSAR）卫星覆盖图

由同步轨道卫星构成的COSPAS-SARSAT搜救分系统(GEOSAR)，作为低近极轨道卫星搜救系统的补充，具有如下特点：仅支持406MHzEPIRB；能够实现南北纬75º之间的实时报警，提高了报警的时效性；无定位功能，需要人工注入或GPS定位仪注入位置信息。因为卫星和示位标之间无相对运动，因而不能利用多普勒频移原理对报警信标进行定位。2.示位标

示位标实际上就是一台全自动小型发射机，其作用是发射遇险报警和搜救作业时帮助确定幸存者位置。示位标按用途分为航空用示位标ELT（EmergencyLocatorTransmitter）、船用示位标EPIRB（EmergencyPositionIndicationRadioBeacons）和个人用示位标PLB（PersonalLocatorBeacon），目前个人用示位标和船用示位标的工作频率是406MHz，航空用示位标的工作频率是121.5MHz和243MHz。3．地面段

地面段由区域用户中心也称本地用户接收终端(LUT)、任务控制中心(MCC)和搜救协调中心(RCC)组成。(1)本地用户终端（LUT）

在COSPAS-SARSAT系统中有两种本地用户接收终端。工作于低近极轨道卫星搜救分系统中的LUT称为LEOLUT；工作于同步轨道卫星搜救分系统中的LUT称为GEOLUT。LUT作为卫星地面接收站，其作用是：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，给出示位标识别码和位置数据，把示位标的报警数据和统计信息送给相应的搜救任务控制中心。

因为卫星对各种频率的示位标信号处理方式不同，所以LUT对各种频率示位标的信号处理方式也是不同的。对121.5/243MHz示位标，由LUT计算多普勒频移决定示位标的位置。如果LUT是无人值守的，则LUT只起中继作用，由MCC来完成计算多普勒频移决定示位标位置的工作；对406MHz示位标，由卫星计算多普勒频移和时间定标数据，再送至LUT进行进一步处理。为了得到较高的定位精度，LUT还同时承担实时修正卫星轨道参数的任务。(2)任务控制中心（MCC）

搜救任务控制中心和本地用户接收终端相连接，其主要作用是：收集、整理、储存和分类从LUT及其他MCC送来的数据；分析数据的可信度，过滤虚假报警，解除模糊值；在COSPAS-SARSAT系统内与其他MCC进行信息交换；把报警和定位数据送到相应的搜救协调中心RCC或搜救协调点SPOC(SearchandRescuePointofContact)。

对于每一个MCC，国际搜救卫星组织都按照其所属的地理区域位置，划分了搜救服务区。MCC在对每一个示位标数据进行处理时，首先判定其发生报警的位置。如果报警发生在自己的搜救服务区内，那么MCC将把遇险信息转发到与其相关联的搜救协调中心RCC或搜救协调点SPOC；如果报警发生在自已搜救服务区以外，MCC将通过其所属节点的任务控制中心(NodalMCC)将报警信息转发给遇险示位标所在搜救服务区的MCC。目前，全球已经建立了LEOLUT45个，GEOLUT18个，共有26个MCC处于工作状态，LUT的地理分布可以把地球的大部分表面覆盖。(3)搜救协调中心（RCC）搜救协调中心的任务是组织、协调、指挥救助工作。一、406MHzEPIRB的概述二、406MHzEPIRB的启动方式 三、应急示位标的维护保养 四、使用EPIRB时的规定 知识链接2EPIRB认识在GMDSS中船用示位标原有三种：

VHF频段CH70EPIRB，它使用甚高频(VHF)CH70，可作为仅航行在A1海区船舶配备的示位标设备。目前已没有厂商生产。1.6GHzEPIRB，工作频率1.6GHz，通过INMARSAT海事卫星进行中继的L波段EPIRB，但INMARSAT系统在2006年就已经停止对1.6GHzEPIRB的服务。406MHzEPIRB，工作频率406MHz，同时含有载颇为121.5/243MHz自引导信号，它是COSPAS/SARSAT系统的船上终端设备。目前GMDSS系统中使用的应急示位标只有这一种，SOLAS公约要求所有船舶配备自浮式406MHzEPIRB。

国际海事组织规定，所有300总吨以上的货船以及适用于《SOLAS公约》的公约船，无论航行在A1、A2、A3或A4哪个海区（在A1海区可用VHFEPIRB代替），都必须配备406MHzEPIRB。一、406MHzEPIRB的概述1.406MHzEPIRB简介船用EPIRB一般内装两个发射机，406MHz发射机和121.5MHz/243MHz发射机（121.5MHz和243MHzEPIRB不是强制的），用于发射遇险报警信号。同时，121.5/243MHz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。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。EPIRB示位标启动后，每50s发射一次0.5s、功率为5W的射频脉冲。EPIRB的电池使用年限为4年，电池容量为48h。自浮式支架上的静水压力释放器使用年限为2年。图6-5为两种应急示位标外形。图6-5两种应急示位标外形2.EPERB的装船注册

如果船舶要配备EPIRB，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。二、406MHzEPIRB的启动方式

EPIRB的启动方式分为两种：自动启动和手动启动。1．自动启动如果示位标的存放盒或安装支架是浮离式的，则该示位标可以自动启动。具体是指当船舶遇险，船体下沉到一定深度后(一般为1.5-4m)，由压力传感器测得海水静压力，释放机构自动启动，示位标脱离支架或存放盒，浮出水面，开始发射报警信号，所以自动启动式示位标需要安装在没有遮挡的暴露场合处。当然，自动启动式示位标通常也可以手动启动。

2．手动启动手动启动是指人为地将示位标从安放支架或存放盒中取出，手动启动示位标的遇险报警功能，使示位标开始发射遇险信号。三、应急示位标的维护保养

应急示位标的维护保养主要包括一些部件的更换及日常维护保养。1．部件的更换部件的更换主要指电池和静水压力释放器。（1）电池的更换。不同型号示位标电池的有效期是不相同的，一般为3-5年，有效期通常标记在手动启动式示位标圆顶的后侧或自动启动式示位标的存放盒上。（2）静水压力释放器的更换。静水压力释放器的有效期一般为2年，有效期通常标记在静水压力释放器以及存放盒侧面的标签上。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安排换新，换新后的电池、释放器要标明有效期。2．日常维护保养

（1）检查示位标周围有无杂物堆积、有无新的构建物会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。（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。（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。（6）检查应急示位标机体上的标志是否清晰，如果异常及时更换。（7）到港时注意防盗。（8）定期测试。根据SOLAS公约的要求：“卫星应急示位标(EPIRB)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，将各项检查结果填入无线电日志。

日常检查时应注意防止误报警，应急示位标的误报警已经是GMDSS误报警的主要来源。另外，由于EPIRB有水敏开关，因此在冲洗甲板时不要对着EPIRR冲洗以免发生误报警。如果发现用EPIRB设备发送了误报警，必须马上联系就近的海岸电台或者适当的海岸地球站，或RCC取消误报警。

无论哪种设备出现了误报警，均应把误报警日期、UTC时间、地理位置、经由的海岸电台或地面站记入无线电日志。一般来讲，对那些在产生误报警之后，能够按照正确的步骤取消报警从而消除其不利影响的船舶免予处罚，但是，那些经常进行错误操作的船舶可能被追究责任。另外，一旦船舶发生了误报警，船舶靠港时很可能面临严厉的PSC(PortStateControl)检查，所以，航海人员必须认真对待。四、使用EPIRB时的规定

我国已有相当数量的船舶配备了应急示位标（EPIRB）。为加强设备的管理，防止发生误报警，使EPIRB设备发挥应有的作用，做出相应的规定：

1．EPIRB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；按照要求填写相关数据资料，报送给相关主管部门。

2．EPIRB设备的电池、静水压力释放器的更换，由船舶所属公司的通信导航管理部门负责监督、执行，更新日期应填入表6-1，一式两份，一份存通信导航管理部门，一份存船方。船名船舶编号或呼号设备名称和型号装船日期电池更换日期释放器更换日期备注…表6-1EPIRB设备管理记录登记表填表人：负责人：主管部门<盖章>3．EPIRB放置设备应安装在靠近驾驶室并易于操作的位置，并张贴明显标志。设备周围和上方应避免有碍设备取出和自浮释放的物体。

4．EPIRB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。船长、驾驶员必须了解和熟练掌握该设备的性能结构、操作规程及试验方法。

5．EPIRB设备属救生无线电报警设备。当船舶处于危急状况，严重危及船舶和人命安全时，在船长指示下或机关操作人员主动请求船长批准后方可启动。严禁无关人员随意触动设备及其附属设施。任何违反操作规程造成的误报警发射，要及时上报有关部门，并按《海上交通监督管理处罚规定》处理。6．EPIRB设备在应急状态下的操作使用及设备在船上的日常维护工作由二副负责。按照《船舶安全开航技术要求》（GB6551-89），远洋船舶（往返航期为三个月左右），每次国内开航前由二副对设备进行一次试验。短航线船舶（往返期不足两个月），每季度第一次开航前由二副对设备进行一次试验。试验时，应按产品说明书自测试程序进行，防止由于操作不当造成误报警发射，并将试验情况填入无线电日志。该项试验方法应作为交接班的一项内容。

7.当各地港监或验船师登船检查时，二副应在场，并给予必要的协助。知识链接3

COSPAS/SARSAT系统通信业务

一、COSPAS/SARSAT系统的业务

二、COSPAS/SARSAT系统的搜救程序一、COSPAS/SARSAT系统的业务

COSPAS/SARSAT系统的主要业务是为全球包括极区在内的海上、陆上和空中提供遇险报警及定位服务，以使遇险者得到及时有效的救助。二、COSPAS/SARSAT系统的搜救程序

对于遇险目标的搜救行动应在能够提供帮助的各搜救主管部门的协调下来完成，但地面系统和卫星系统的搜救协调工作程序还是有所不同的。1．利用地面系统的搜救协调工作程序如果船舶利用地面系统设备报警，可能的话离报告的事故地点最近的岸台应对遇险报警给予收妥确认。如果该最近的岸台因故没有应答，则收到报警的其他岸台应予以收妥确认给予报警收妥确认的岸台在将其责任移交之前必须与遇险船沟通并保持有效的通信，同时，岸台会把报警信息转发给与其相关联的RCC。2.利用卫星系统的搜救协调工作程序如果船舶利用卫星船站报警，则需选择报警岸站，该岸站收到报警后会直接把报警信号转给与其相关联的RCC;如果使用卫星EPIRB进行报警，则报警信号经卫星转发至LUT,再通过MCC的处理和协调，最终转发给RCC。

一个报警信号可能被多个岸台或岸站收到，但与第一个给出收妥确认的岸台相联系的RCC，或与遇险者所选择的报警岸站相关联的RCC，为组织协调的RCC。若事故发生地不在本RCC救助区内或本RCC地理位置不利于搜救，则除非有另外一个其地理位置有利于救助的RCC来承担责任，否则第一个RCC应承担起全部后续的搜救协调工作。若有多个岸台给予了收妥确认而无法确定哪个RCC为第一个RCC，则相关的RCC之间必须尽快地商定出由哪个RCC承担起搜救协调工作，以便对事故作出最迅速的响应。图6-6是COSPAS/SARSAT系统搜救通信业务操作流程。图6-6搜救通信业务操作流程图

一、406MHzEPIRB安装时应考虑的因素

406MHzEPIRB一般安装在驾驶台两侧或驾驶台顶部。安装的地点应便于接近，容易维护，人工启动方便；周围无障碍，无废气，无化学品污染，无机械冲击，无海浪冲击。【项目实施】任务1406MHzEPIRB的安装

二、406MHzEPIRB的安装

1．安装EPIRB时要注意使收纳器盖子完全打开，以便EPIRB能浮起水面。注意EPIRB浮起时不能挂到船舷上。为使打开的收纳器盖子不会掉下，要在收纳器上安装支架，如图6-