gmdss海事卫星通信系统共44页
GMDSS船舶通信设备卫星通信ppt
xx年xx月xx日
目录
• 引言 • gmdss系统概述 • 卫星通信系统概述 • gmdss船舶通信设备卫星通信技术方案设计
目录
• gmdss船舶通信设备卫星通信系统性能测试与分 析
• 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
船舶通信设备的现 状及面临的问题
信号覆盖范围
测试了卫星通信系统的信号覆盖范围，发现信号 覆盖范围符合预期要求。
误码率
测试了系统的误码率，发现误码率较低，表明系 统的可靠性较高。
传输时延
对系统的传输时延进行了测量，发现传输时延较 低，满足船舶通信的需求。
多径效应
对系统的多径效应进行了测试和分析，发现多径 效应对系统性能的影响较小。
性能测试的结论和建议
07
参考文献
参考文献
卫星通信系统发展历程
卫星通信技术自20世纪60年代初期以来不断发展，经历了从模拟信号到数字信号的转变 ，以及从低速率传输到高速率传输的演进。
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统通过将信号发送到地球同步轨道上的卫星，再由卫星转发回地面站，从而实 现远距离通信。
卫星通信系统组成
卫星通信系统由卫星、地面站和传输设备组成，其中卫星是核心部分，负责信号的接收、 处理和转发。
卫星通信系统的工作原理和应用范围
卫星通信系统的工作原理
卫星作为中继站，接收来自地面站的信号，进行放大、变频 后再发回地面站，实现远距离通信。
卫星通信系统的应用范围
广泛应用于军事、民用、海上等领域，如船舶、飞机、手机 等移动设备的通信。
04
gmdss船舶通信设备卫星通信技术方案
设计技术方ຫໍສະໝຸດ 的选择和设计思路2GMSS船舶通信设备通过卫星通信系统实现了 高效、可靠、实时的通信，提高了船舶运营安 全和效率。
GMDSS
GMDSS 业务知识内容z GMDSS的组成z GMDSS的功能z GMDSS在中国的发展GMDSS概述全球海上遇险与安全系统(Global Maritime Distress and Safety System 即GMDSS)是国际海事组织(IMO)利用现代化的通信技术改善海上遇险与安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用来进一步完善现行常规海上通信的一套庞大的综合的全球性的通信搜救网络。
该系统主要由卫星通信系统——INMARSAT(海事卫星通信系统)和COS-PAS/SARSAT(极轨道卫星搜救系统)、地面无线电通信系统以及海上安全信息播发系统三大部分构成，如附图所示。
一、GMDSS的组成：1. 卫星通信系统(1)INMARSATINMARSAT主要由海事通信卫星、移动终端(船舶地球站)、海岸地球站以及网络协调站和网络控制中心组成。
(2)COSPAS/SARSATCOSPAS/SARSAT是由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性卫星搜救系统，由示位信标、空间段(极轨道通信卫星)和本地用户终端和任务控制中心组成。
2. 地面无线电通信系统地面无线电通信系统用于遇险报警、搜救协调通信、搜救现场通信及日常公众通信，主要由MF/HF/VHF频段的通信设备及其终端组成。
3. 海上安全信息播发系统海上安全信息播发系统由岸基NA VTEX系统及INMARSAT系统中的增强群呼系统(EGC)、船舶交通管理系统(VTS)等组成。
二、GMDSS具有以下七大功能：1．遇险报警是指遇险者迅速并成功地把遇险事件提供给可能予以救助的单位。
报警包括船对岸、船对船和岸对船报警3个方向，其中船对岸报警是主要的。
2．搜救协调通信RCC通过岸台或岸站与遇险船舶和参与救助的船舶、飞机以及与陆上其他有关搜救中心进行有关搜救的直接通信。
搜救协调通信是双方进行有关遇险与安全内容的信息交换，即具备双向的通信功能，与报警功能中只具有向某一方向传输特定信息不同。
海事公告GMDSS通信系统进行更新改造其工作范围不仅限于通信
海事公告GMDSS 通信系统进行更新改造。
其工作范围不仅限于通信技术和设备，而且涉及到SOLAS 公约等规则的修订和无线电通信业务及频率的变更。
本次会议研究认为，此项工作应分为三个阶段，第一阶段主要是划定研究工作范围，明确方法和时间安排；第二阶段是对GMDSS 各分系统组成和工作程序进行复审评估；第三阶段进行现代化升级改造。
整个过程预计约15 年。
GMDSS 现代化工作范围很广，本次会议确定以下具体问题应纳入GMDSS 复审和现代化过程：（一）关于修订SOLAS 公约第四章有关VHF EPIRB 设备配备和海上维修能力的条款土耳其指出，在A1 海区航行的船舶已经配备406MHz 卫星EPIRB，没有必要再要求配备VHF EPIRB,且统计表明VHF EPIRB 设备作用非常有限；另外，由于受到人员能力和测试仪器仪表等条件限制，船舶的通导设备维修能力基本都不能满足公约要求，因此建议删除公约相关条款。
分委会研究认为，公约条款的修订应慎重，应全面研究条款的修订对其它相关的决议和建议的影响，建议在GMDSS 系统复审和现代化工作中研究。
（二）关于起草GMDSS 复审工作计划GMDSS 复审工作包括对GMDSS 各子系统要素和工作程序的审议。
为统一认识和工作进度，COMSAR 分委会建议成立短期通信工作组，在COMSAR 16 会议前起草一个复审工作计划，递交海安会批准后实施。
（三）关于除海事卫星以外的其它卫星系统提供GMDSS 业务本次会议研究了其它卫星系统提供GMDSS业务，以改进和增强GMDSS 通信能力的问题。
主要研究了两个问题，一是阿联酋的Thuraya 要求成为区域性GMDSS 卫星业务提供商；二是美国等国家要求修改SOLAS 公约相应内容，为新的移动卫星提供商进入GMDSS 系统提供业务做准备。
海安会和IMSO 原则上不反对在GMDSS 系统中引入新的卫星系统，且考虑到我国的北斗未来发·10·工作动态展，我代表团一直赞同GMDSS 引入新的卫星服务商。
GMDSS卫星系统
GMDSS卫星系统在中国的发展与应用王杰2220112856 测控技术与仪器(2)班全球海上遇险与安全系统(GMDSS)是国际海事组织(IMO)利用现代化的通信技术改善海上遇险与安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用来进一步完善现行常规海上通信的一套庞大的综合的全球性的通信搜救网络。
该系统主要由卫星通信系统——INMARSAT(海事卫星通信系统)和COS-PAS/SARSAT(极轨道卫星搜救系统)、地面无线电通信系统(即海岸电台)以及海上安全信息播发系统三大部分构成。
GMDSS具有以下七大功能：遇险报警，搜救协调通信，救助现场通信，定位，海上安全信息的播发，常规的公众业务通信，驾驶台对驾驶台的通信。
我国主管部门早在上世纪70年代末期就开始注意GMDSS系统的重要发展动向，并向有关单位传达了海上遇险与安全通信方面的主要构想，1986年我国交通部向下属各有关单位进行了部署。
为了进一步改善我国航运业的通信状况，进一步保障海上航行安全，我国从1987年开始在北京建造INMARSAT卫星通信地面站(岸站)，同时在我国沿海部署建立海上安全信息播发(NAVTEX)系统覆盖区，并加速对岸台(站)的通信设施进行技术更新，扩大电路数，增宽覆盖区域，以适应GMDSS的需要。
1992年我国主管部门开始我国的全球海上遇险与安全系统规划，按该规划要求，我国沿海的海岸电台形成链状的A2航区DSC覆盖区，同时对A3航区进行区域性DSC值守，在北京建成COSPAS/SARSAT LUT 和MCC，并把北京INMARSAT卫星岸站扩建成具有B/M系统能力的岸站，并服务于我国船舶航行密度大的印度洋区和太平洋区，以适应我国远洋运输事业的需要，最近又开始建设更加先进的INMARSAT-F系统，从而进一步保障海上航行安全。
1. INMARSAT系统的发展与应用INMARSAT系统在我国的发展始于上世纪70年代后期，为了更好地贯彻INMARSAT组织的宗旨，从20世纪80年代初我国便开始了建立太平洋和印度洋两个洋区的A/C标准海事卫星地球站(岸站)的准备工作。
GMDSS、海事卫星、卫星遇险安全通信、卫星搜救通信
14
GMDSS功能七： 驾驶台对驾驶台无线电通信*
是指：船与船之间为航行安全的避让通信。
手段：VHF。
15
我国海岸电台的主要业务功能
1、GMDSS/DSC遇险安全值守和后续通信； 2、海上安全信息（MSI）广播； 3、船岸公众通信（常规通信）。
3、通过INM-C/EGC增强群呼的转播。
36
Take rest！
休息十分钟。
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海事卫星通信常规业务
• INMARSAT-A、B、M、Mini-m、C、E、F系统的通 信： 1、船—岸方向： 电传：（键盘选择岸站的ID + ）， 00 + 电传国家码 + 被叫电传ID码 + 结束符 “ + ”号，
• 遇险电传报告格式： • ——MAYDAY， • ——遇险船名、呼号、卫星ID码、登录的
洋区， • ——遇险时间和位置， • ——遇险性质和需求的援助， • ——其他有利于救助的信息，等。
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海事卫星遇险、紧急和安全通信
• 遇险电传报警确认格式： • ——MAYDAY，* • ——遇险船名、呼号、卫星ID码或其他识别， • ——DE 或 THIS IS…， • ——收妥确认台的名称、呼号、卫星ID或其他
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海事卫星遇险、紧急和安全通信
• 遇险电话报警发送格式： • ——MAYDAY，*（三次） • ——遇险船名、呼号、卫星ID码、或其他
识别， • ——遇险时间和位置， • ——遇险性质和需求的援助， • ——其他有利于救助的信息，等。
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全球海上遇险和安全系统简介
全球海上遇险和安全系统简介
为了保障海上航行安全，国际海事组织（IMO）提出的全球海上遇险和安全系统（GMDSS），已从1992年2月1日全面实施。
现简要介绍如下：
一、GMDSS的组成和功能
GMDSS由海事卫星通信系统、低极轨道卫星搜救分系统、地面通信分系统、海上安全信息播发分系统、陆上搜救通信分系统组成。
具有以下通信功能：
1、遇险报警：向能提供协调援助的单位迅速成功地报告遇难事件，这类单位可以是救助协调中心（RCC）或在事故地点附近的船舶。
遇险报警。
应指出遇难船舶的识别、地理位置以及事故的性质和其他可能有利于救助行动的信息。
遇险报警有船到岸、船到船和岸到船3个方向，通常以卫星和地面两种方式传送。
2、搜救协调通信：指在继续遇险报警之后，协调参加搜救行动的飞机和船舶所必要的通信，包括RCC和遇险事件海区任何“现场指挥者（OSC）”或“海面搜寻协调人（CSS）”之间的通信。
这类通信经常使用无线电话和直接印字电报进行。
3、现场通信；是遇险船与现场救助单位之间的通信联系，通常使用无线电话或直接印字电报，在中频或甚高频指定用于遇险和安全通信的频率上通信。
4、定位信号：是寻找遇险船舶/飞机或其救生艇（筏）或幸存者的信号，由遇险船只和它的幸存者用9GHZ的搜救雷达应答器完成，当搜救单位的9GHZ雷达收到搜救雷达应答器的询问信号，就显示出遇险船只和幸存者的位置。
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GMDSS船舶通信设备 (卫星通信)
三、Inmarsat 移动通信系统
2. 各组成部分的作用
• 地面站 提供卫星网与陆地公网的接口、 通信管理和控制。 NCS： 协调和管理本洋区通信、发布广播 业务、发送TDM载波、处理遇险。
每个系统有其自己的NCS，每个系统的每一个洋区有一个NCS
监控、协调、控制整个网络（4个洋区）的通信。 NCC： LES/CES： 分配、建立、监控、管理信道； 网络服务（受理启用申请、环路测试、 性能测试、计费等）； 监视并接收遇险信息。
• 覆盖区域大，通信距离远
微波
• 便于多址连接
• 机动灵活 • 频带宽、容量大 • 通信质量好，可靠性高 • 通信成本与距离无关
超短波
• 需要先进的空间技术
• 有一定的信号延迟
短波
• 卫星寿命短
长、中波
二、通信卫星
1. 卫星分类
按倾角
赤道轨道（ⅰ= 00，轨道面与赤道面重） 极轨道 （ⅰ= 900，穿过南北极） 倾斜轨道（00 <ⅰ< 900）
第6/7章 卫星通信与Inmarsat系统
一、卫星通信及其特点 二、通信卫星 三、InmBiblioteka rsat移动通信系统思考题
一、卫星通信及其特点
1. 什么是卫星通信？
卫星作为中继在 两个或多个 地球站 间进行的通信
地面 海洋 大气层
地面站 车载站 地面站
机载站
地面站 船载站
一、卫星通信及其特点
2. 卫星通信的特点
条件： 太阳、卫星、地球
日凌中断
依次排列为一条直线 原因： 地球站天线对着卫星的同 时也正对着太阳，太阳噪声最大，严重时通信中断
时间： 每年春分、秋分前后，白天中午
•星蚀
GMDSS
GMDSS第一章、GMDSS的基本概念GMDSS（Global Maritime Distress and Safety System）的缩写，及全球海上遇险及安全系统，它是一个服从于《1979 年国际海上搜救公约》的全球性通信网，是国际海事组织（IMO）为建立有效的搜救程序，并进一步完善海上通信手段而构建的一整套综合通信系统，其基本目的是为了最大限度地保障海上人命和财产的安全。
IMO:International Maritime Organization一、GMDSS的功能和作用GMDSS系统的基本作用是船舶遇险时能迅速有效地报警，岸上的搜救机构和遇险船附近的其他船舶能够立即获得遇险船的报警信息，并保证在最短时间内进行协调救助，从而加大搜救的成功率；系统还提供紧急、安全通信和播发海上安全信息，以保证船舶的航行安全；同时系统还满足传播常规业务通信的要求。
具体来说，GMDSS系统有以下7 方面功能。
1.遇险报警（基本功能）立即有效向岸基救助协调中心（RCC）和附近其他船舶发送遇险信息，包括遇险船识别、船位、时间、遇险性质及其它。
船对岸、船对船、岸对船三个方向RCC: Rescue Co-ordination Centre2.搜救协调通信接收到遇险报警后，RCC与遇险船、参与救助的船舶、飞机和其它有关搜救机构间的协调搜救通信3.现场通信遇险船、搜救船、飞机之间通信，多用MF/VHF频率4.寻位指救助船、飞机发现并找到遇险船舶、救生艇或幸存者。
EPIRB/SART. EPIRB：Emergency position indicating radiobeacons SART：Search And Rescue RadarTransponder5.海上安全信息（MSI）的播发和接收为保证航行安全，系统发布航行警告、气象警告和预报及其它海上紧急安全信息，通过NAVTEX，Inmarsat 的EGC系统，MF（HF）NBDP方式播发，船台接收并打印。
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GMDSS原理与操作
2、网络操作中心（NOC）
位于英国伦敦的INMARSAT总部的网络 操作中心（NOC）对网络进行全天候 的协调。NOC通过专用卫星和地面链 路与每个海区的NCS和LES保持联系。
④ 计 算 机 H1640 、 打 印 机 H1252 及 接 线 盒 H4394/95/96等。
GMDSS原理与操作
2、主要性能指标和技术参数:
发射频率
1626.5～1646.5MHz
接收频率
1525.0～1545.0MHz
信道间隔
10.0KHz
EIRP
25～33dBW
G/T
≥－4dB/K
GMDSS原理与操作
Inmarsat-B可提供实时的直拨 数字电话、(16kbps)传真、和 电传服务，它还有增强数据通 信业务(16kbps)和高速数据通 信服务(64kbps)可传图像。
GMDSS原理与操作
二、系统组成：
1、卫星及卫星覆盖区 INMARSAT运行着四颗静止卫星。覆盖除南北
天线直径
0.91M
天线类型
抛物面
话音
16.0 kbit/s O-QPSK
传真
9.6 kbit/s O-QPSK
低速数据
9.6 kbit/s O-QPSK
高速数据
56/60 kbit/s O-QPSK
电传
50 baud BPSK
GMDSS原理与操作
第三节 B系统通信程序
DISTRES S
MES号码(5位) MES中国编码
(国家编号)
MES类型编号,B站为4
GMDSS原理与操作
电传应答码由移动站识别码和随后的四个字符组 成，如341219007 ABCD X；
电传应答码的主要作用是，当其它电传终端呼叫 本船站时相互交换电传应答码以进行确认识别， 也就是说，当接收到对方发送的“WRU”时，本移 动站会自动发送自己的电传应答码。
GMDSS原理与操作
一、INMARSAT—B船站遇险通信业务
1、电话遇险呼叫 当船舶遇险时，可使用船站发出遇险告警，电话遇险呼叫将
自动经由一个岸站发至岸基救助协调中心（RCC）。发出遇险 告警的程序如下： （1）摘机并听有无拨号音； （2）掀开遇险扭上面的护罩，按下遇险按纽并持续至少6S； （3）按下＃键发出遇险呼叫； （4）当RCC值班员应答时，应清晰地给出遇险信息：
GMDSS原理与操作
B系统概述（续）
全数字化通信设备，它将先进的数字通信
技术应用到卫星移动通信领域。它提供所有 与Inmarsat-A相同但有所增强的服务，其占 用带宽由50KHz减到20KHz，在同样的工作频 带内B型站的通信容量将是A型站的2.5倍， 比Inmarsat-A更能充分利用功率和频段，
GMDSS原理与操作
第二节、B船站的组成
一、B船站的基本组成 A／B船站电路的具体形式随厂家型号的不同而
不同，但其实现的功能动是一致的，即具有类 似的组成。 一个B船站基本上有两大部分构成，即甲板上设 备（ADE）和甲板下设备（BDE）。 通常A／B船站在ADE方面采用了相同的设计和电 路。BDE中，B站与A站相比采用了不同的调制解 调方式，即数字语音采用O－QPSK制，电传采用 BPSK制。
B系统概述 B船站组成 B系统通信程序 Ｂ船站操作概述
GMDSS原理与操作
第一节、B系统概述
一、Ｂ系统发展与运行情况
B系统于１９９３年１０月开始全球运行， 采用的卫星性能有很大提高，每颗卫星都有一 个全球波束和5个点波束，并可按通信需要， 重新分配功率和频率。 B型站使用的卫星功率 只是A型站的一半。空间段费用大大降低，终 端体积和重量都较A系统减少许多。
图3-1 B船站外GM观D图SS原理与操作
图3-2 SAILORB—B船站组成框图
③SC4345控制手机或SC4350控制单元：最多可接5 个控制手机或控制单元、每个手机可分配不同的 号码。控制手机和控制单元可互换。
利用手机或控制单元可进行电话通信、控制收发 信机及进行参数设置。
天线单元SA4415和收发信机ST4425靠一根同轴电 缆连接，中频信号的输入/输出（62.9/21.4MHz） 及甲板上设备电源（40V,DC）的提供都通过此电 缆完成。
GMDSS原理与操作
• 1、船站组成： • ①SA4415天线单元，在天线罩内安装有以下设备： • 高增益抛物面天线； • 天线稳定平台； • 天线控制单元； • 射频接收机和下变频器 • 高增益放大器和上变频器 • ②ST4425收发信机： • 基带上/下变频器； • 调制/解调器； • 语音编码器； • 传真和数据接口； • 高速数据接口； • 罗经接口； • 电源（24V，DC）；
GMDSS原理与操作
STB—B船站组成及主要性能指标 STB—B船站由丹麦S.P.Radio 公司生产，满足
GMDSS的要求，提供双工电话、双工电传（50baud）、岸至船的单工电话、岸至船单工电传 （50-baud）、数据传输及遇险报警等业务。 船站由SA4415(甲板上设备)和ST4425(甲板下 设备)等组成（见图3-1 B船站外观图）。
• 表1 INMARSAT—B&M网络协调站
•
POR
ta Paula Thermopylae Southbury Southbury
(美国)
(西腊)
(美国)
(美国)
GMDSS原理与操作
4、 地面站（LES）
•地面站作用
•如何？
•
地面站及其接续
码见P42 表2
GMDSS原理与操作
• 洋区接续码
业务 AOR--E AOR--W IOR
POR
电话 电传
?
数据
GMDSS原理与操作
5、移动站（MES）
通过卫星和地面站与陆地用户或其它船站之间 进行通信联络。
每一移动站都被分配有自己专用的识别码和电 传应答码。
GMDSS原理与操作
MES 编码（识别码）
MES编码由9位数字组成, 如： 3 412 12345
GMDSS原理与操作
3、 网络协调站（NCS）
在每一海区，都有一个地面 站兼网络协调站（NCS）管理、监控并协调该
区域的电信流量。NCS为移动地面站（MES） 分配可用的通信信道。当不再要求某个信道 时，该信道便被释放，如需要，可以在以后 分配给别的MES。B系统网络协调站见表1。
GMDSS原理与操作