GMDSS第四章.ppt
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
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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
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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。
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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。
第四章 NBDP
第四章窄带直接印字电报终端NBDP第一节概述NBDP是GMDSS地面频率系统中MF/HF船舶电台的主要终端之一。
它与船舶SSB电台连用，构成无线电用户电传系统，可以实现船岸间、船舶间、船台或经岸台延伸的电台或国际用户电报网用户间的自动电传业务。
同时还可向某组船或所有船播发电传信息。
随着水上移动通信业务的需要和发展，信息量加大，报文加长，对电文的差错率也提出了更高的要求，虽然1978年规定水上通信必须使用SSB，增加频道数，但由于无线电波的衰落现象，使通信的可靠性不能保证，所以引入和使用NBDP技术，能很好地克服无线电波传播的衰落现象，并可实现船舶与陆上用户的直接通信连接，满足GMDSS系统的通信要求。
一、 NBDP 的技术特点1、 采用FSK 调制，提高抗干扰能力2、 采用具有检纠错能力的编码，即七单元恒比码3、 采用ARQ 、FEC 差错控制方式，误码率低于10-44、 传输速率为100bps ，提高电报传递速度，降低费用。
5、 电传机或键盘操作替代人工MORSE 报，减轻报务员的劳动强度。
第二节 NBDP中使用的字符代码和调制方式一、NBDP使用的码1、ITA.2码: 5bit码,没有检纠错能力,主要用于陆上电传线路2、ASCII码:计算机内部使用的码3、七单元恒比码恒比码:指一种码长相同,但每个码组中”1”的个数与”0”的个数保持恒定的一种编码.4B/3Y码是一种七单元码，其中B代表二进制“0”（又称空号），Y代表二进制“1”（又称传号），也就是说，这种编码中固定有4个“0”，3个“1”，故这种编码又称恒比码。
它是ARQ单元与MF/HFSSB设备交换信息使用的码也就是无线信道传递的码。
27=128,符合4B3Y的共35种,其中32种与5bit码的功能对应,还剩3个——作为NBDP的业务码，αβRQ二、调制方式NBDP采用FSK调即移频键控，或数字调频方式，根据CCIR建议，NBDP，FSK调制的中心频率取1700Hz，频移为±85Hz“0”→1785Hz “1”→1615Hz传号：f1=f C+1615Hz空号 f2=f C+1785Hzfa= f C+1700Hz称为指配频率频率表或海岸电台表上所列频率，对J2B或（TELEX）方式而言，是指fa 频率，工作在J2B或（TELEX）方式时，设备将自动下移调谐到载波上，而老的设备则需手动置于fa-1700Hz方能保证NBDP通信的正常进行2FSK信号的带宽：B=170+2/T=170+200=370HzT为码元（传号或空号）所占时间为10msNBDP通常必要带宽为300Hz必要带宽：指对给定发射类别，规定条件下，刚好满足信息传输所要求的速率和质量的频带宽度。
GMDSS原理与综合业务ppt课件
员了解遇险情况，最初的遇险电文应使用B2为D在NAVTLX进行 广播，并可用B3B4为00. 8，现无电文：在无信息播发时，
可用TEST MSG检查机器工作情况。 9，电文中尽量少用缩略语。
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MSI播发的两种情况
沿岸400 n mile 范围内，其播发方式以 NAVTEX系统进行
超出沿岸400 n mile 以上的远距离MSI，其 播发方式主要采用EGC方式也可以采用HF NBDP 的CEFC方式进行。
NAVTEX系统的接收是自动的，不需要人工 收听，但须人工设置接收区域。
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00-10,10-20 20-30,30-40 40-50,50-60
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00-10,10-20 20-30,30-40 40-50,50-60
4、全球NAVTEX台都采用相同的频率518KHZ,各组利 用分时发射的方法,以避免相互干扰.
5、在同一NAVTEX区内,可根据台名标识推算其发射 NAVTEX的大约时间.
6、对于特别重要的MSI,可以在接到后马上进行发射.
7、MSI的发射不是一次的,根据不同的等级及类型,可
以在不同时间内多次重复.
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NAVTEX报文格式
定相信号 ZCZC
B1B2B3B4 小时 分
钟日月 年 识别编号 流水号、 报文内容 NNNN
GMDSS-PSC检查ppt课件
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2.2 在大检查期间，所有港口国控制检查 将包括对船舶的GMDSS通信设备及操作 使用的检查。检查的目的在于保证船舶 无线电设备满足其航行海区的GMDSS设 备配备要求，船舶GMDSS设备操作人员 正确演示和解释船舶电台处于良好的工 作状态并能用于所需通信业务。
2.3 对GMDSS设备配备要求的检查在正 常的PSC检查时进行，不进行专项检查。
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2 MF/HF无线电设备
使用(MF/HF)中高频设备在一无线电 话遇险频率上进行呼叫试验，设备使用 电瓶供电；
使 用 高 频 DSC 系 统 与 当 地 海 上 搜 救 中心进行类似的呼叫试验。
3 VHF无线电设备
使用VHF设备在无线电话频率上与附 近岸台进行呼叫试验。
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通用项目 船舶无线电证书到期 天线系统严重损坏 备用电源不合格 NAVTEX接收机故障(适用于航行于播发国
际NAVTEX业务的海区的船舶) INMARSAT EGC 故障(适用于航行于
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INMARSAT覆盖区域但无NAVTEX业务的 海区的船舶)
6.2 没有配备足够的有资格的GMDSS操作 员和船舶无线电人员无能力操作使用无 线电设备均可被认为具有被滞留的性质。
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船舶滞留原则
6.1 以下所示是无线电设备的严重缺陷， 可作为原则来确定检查到的缺陷是否具 有被滞留的性质: A1海区
EPIRB故障 所有雷达应答器故障
所有VHF DSC收发机故障
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A2海区 EPIRB故障 所有雷达应答器故障 所有VHF DSC收发机故障 所有MF DSC收发机故障(如果没有配备卫
GMDSS通信业务课件9
发射种类： 发射种类：
第三个符号： 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TELEX, DSC等） C－－传真 E－－电话
发射种类实例： 发射种类实例：
（1）无线电话
J3E H3E F3E G3E 单边带抑制载波； 单边带全载波； 调频； 调相
（2）无线电传和数字选择性呼 叫（DSC）
三、单工、双工、成对频率、 指配频率及ITU信道的概念
5、ITU信道
是由ITU国际电信联盟规定并按一 定顺序编号的无线电台的成对频率 和非成对频率。 成对频率用于船与岸之间的通信， 非成对频率用于船与船之间的通信。
四、GMDSS中遇险、紧急与 安全通信频率
1、无线电话遇险通信频率
2182kHz、4125kHz、6215kHz、8291kHz、 12290kHz、16420kHz、156.8MHz。
GMDSS通信业务 GMDSS通信业务
航海系 任云烨
第四章 频率的划分和使用
第一节 频率的划分 一、频率和波段
1、无线电波是一种电磁波。
频率（f）是电磁波每秒变化的次数； 频率（ 周期（T）是电磁波变化经历一次所需要的时 周期（
间；
波长（λ）是电磁波在一个周期内所经历的长 波长（
度。
2、三者间的关系：
五、常规呼叫与回答频率
2、数字选择性呼叫（DSC）使 数字选择性呼叫（
用的频率
ITU 规定的除DSC遇险报警使用的以外 的一些频率。
第二节 频率的使用 中遇险、 一、GMDSS中遇险、紧急与安全 通信频率的使用和保护
1、采用GMDSS的目的
是为了最大限度保障海上人命安全， 提供充分畅通的通信手段，以迅速地 将遇险船舶信息发送到最合适给予援 助或协调援救地单位，并保证在各类 遇险事件中，能迅速可靠地报警、识 别和示位，系统能提供同时发出多个 遇险呼叫。
知识更新第四章船舶通信与导航PPT课件
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ห้องสมุดไป่ตู้
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（三）船舶动力定位 船舶动力定位是一项高新而成熟的技术，是海洋石油和天然气勘探工业快速发 展的必然结果。 动力定位是一种可以不用锚泊而自动保持海上浮动装置固定船位的定位方法， 主要由测量系统、控制系统和推进系统三个主要部分组成，综合利用传感器（陀螺 罗经、风传感器和垂直运动参考系统）、位置参考系统与船舶模型的相关信息进行 运动控制。对于控制器给出的合力、力矩指令，通过推力分配计算以转速、方向角 以及螺距等指令控制安装在船首尾的推进器来固定船位。 动力定位法的优点是不受水深限制，适合于深水海域使用。
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第三节 船体结构与设备
一、船舶发展趋势（绿色船舶和智能船舶） 随着科学技术的发展，新技术、环境保护意识的提高的将被应用到造船领域， 绿色船舶和智能船舶是船舶发展的趋势。 （一）绿色船舶 绿色船舶系指采用相对先进技术（绿色技术）在其生命周期内能经济地满足其 预定功能和性能，同时实现提高能源使用效率、减少或消除环境污染，并对操作和 使用人员具有良好保护的船舶。 绿色船舶的目标是： （1）环境保护目标是减少船舶对海洋、陆地、大气环境造成污染或破坏； （2）能效目标是减少船舶营运所产生的CO2排放量，提高船舶能效水平； （2）工作环境目标是改善船员工作和居住条件、降低船员劳动强度。
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二、船型的发展趋势
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半潜船
地效船
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三、船舶新设备 （一）散货船舱内水位探测系统 1、规定 总吨位500以上国际航行的所有散货船，均应在货舱、压载舱和干燥处所安装符 合规定要求和型式认可的水位探测器。
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2、要求 （1）每一货舱内安装水位探测器，当水位达到或高出货舱内底0.5m时应发出一 个声光报警，并在水位高度达到不小于货舱深度15%但不超过2m时也应发出一个声 光报警； （2）对于用作水压舱的货舱，可安装一个报警越控装置； （3）视觉报警器应能将每一货舱中探测到的2种不同的水位明显区分开； （4）防撞舱壁前方的任一压载舱，当舱内的液面达到不超过舱容的10%时发出 声光报警，但应有报警越控装置； （5）除锚链舱以外，任何干燥处所或空舱，延伸至首货舱前方的任何部位，在 水位高出甲板0.1m时应发出声光报警； （6）声光报警器应设于驾驶台； （7）水位探测系统的供电由2个独立电源供应，并有故障报警指示； （8）水位探测的安装应符合规定要求。
GMDSS课件4章-VHF
岸台易于强化天线的方向性，利于提高信号强度。
3. 具有较强的抗干扰能力
➢ FM方式具有抗干扰的能力 ➢ 检波器的输出与输入信噪比为变量（调频指数），
加大调频指数→输出信噪比提高，信号带宽增大。
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2. 双值守电路 作用： 利用接收机同时守听两个或两个以上的通话频道。
原因：
➢ SOLAS公约明确规定：装载VHF无线电话设备的船舶
电台，在水上时应保持对CH16的连续值守。
➢ 由于VHF通信业务的原因，船台经常遇到需要同时守 听多个频道的情况。
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实现： 通过特定的自动扫描程序来实现。
船用VHF设备基本组成图
TX
RX
RX
电源
VHF 收发机
VHF-DSC 值守机
话筒 DSC终端
打印机
VHF 无线电话单元
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4.1 船舶VHF通信概述
4.1.1 VHF通信的基本原理 1. 调频的概念 ① 船用VHF通信采用调频（FM）体制
所谓调频是用已调信号的频率变化来携带信息的调制方 式。 调频波为等幅变频波 调频波的旁频分量为无穷多个，故其理论带宽为无穷大
2) 执行双值守功能时,发射被禁止。 关闭此功能后,电台自动转到预选频道上。
3) 设备上应有独立的功能键,确保能快速切换到优先频道上接收。 4) 执行双值守功能时，应能同时显示所值守的频道号。 5) 如在某一频道上收到信号，应能显示相应的频道号。
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4.3 VHF-DSC终端及VHF EPIRB
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4.3.2 VHF EPIRB
第四章 GMDSS定位与寻位系统
第四章GMDSS定位与寻位系统第一节 GMDSS定位系统一、GMDSS定位与寻位系统的组成GMDSS的定位与寻位系统由COSPAS/SARSAT定位系统（空间段、示位标、地面分系统）和寻位系统（SART和雷达）组成。
二、COSPAS/SARSAT系统COSPAS/SARSAT系统是1981年由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性卫星搜救系统，在此后的二十多年中，使17000多名遇险人员脱险，因此成为全球海上遇险与安全系统的重要组成部分。
该系统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。
COSPAS/SARSAT系统已成功地应用于世界范围内大量的遇险搜救行动中。
国际海事组织在《国际海上人命与安全公约》中明确规定：所有总吨数300吨以上的船舶必须按照要求装备遇险定位与搜救设备。
COSPAS/SARSAT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，而且也对航空和陆地用户提供全球性的卫星搜救服务。
目前，我国大多数远洋船舶配备的是COSPAS/SARSAT系统的EPIRB。
1．COSPAS/SARSAT系统组成及其功能COSPAS/SARSAT全球卫星搜救系统由示位标、空间段和地面分系统三大部分构成，见图4－1－1。
图4-1-1 COSPAS/SARSAT系统组成示意图(l)示位标示位标很多，如灯塔、航标等。
无线电示位标是一台可以完全独立工作的全自动发信机，靠发射无线电信号来确定其位置的示位标。
示位标有三种形式：航空信标( Emergency Locator Transmitter,ELT)，陆用个人信标( Personal Locator Beacon, PLB),船用应急无线电示位标(Emergency Position Indicating Radio Beacon ,EPIRB)。
示位标使用的频率有：121.5 MHz、243 MHz、406 MHz。
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②收发频率间隔： 4.6MHz，相邻信道间隔为25kHz。
③频道划分： 共划分出57个频道，频道号为1～28和60～
88，其中单工频道20个，双工频道35个，保
4. “预加重”和“去加重”技术 1）鉴频：
接收机中，对调频信号的解调过 程称为鉴频，相应 的部件称为鉴频器。
2）噪声与“预加重”和去加重”技术：
鉴频器输出的噪声随频率的升高而增大，导致解调 后的音频信号中高音频区的信噪比下降，影响接收 效果。为此，在VHF设备中，广泛采用了“预加重” 和“去加重”技术。
发射机的额定功率不应超过25W。一般在6～25w之间， 并应能减小到≤1w。
u
Ω
U 2．信号波长短，设备天线尺寸小： 船用VHF工作在156～174MHz范围，波长小于2m， 故天线尺寸也小，船台易于架设在桅杆或烟囱
顶上，岸台易于采用方向性很强的定向天线。
3．具有较强的抗干扰能力： 因为调频接收机中，输出信噪比与调制指数mf有关。
护频道2个。88以上为私人频道。如美国各
港口设置的USA信道等。
④CH16：
（156.8MHz）指定为VHF无线电话国际遇险 与安全通信频道；
⑤CH70：（156.525MHz）指定为VHF DSC国际遇险与安 全呼叫频道；
GMDSS通信设备与业务
第四章 船用VHF通信设备
航海学院通信教研室
本章内容
4．1 船用VHF通信概述 4．2 船用VHF收发设备 4．3 VHF-DSC终端设备及VHF--EPIRB
JRC VHF-DSC无线电台
Sailor 船用VHF 及Skanti船用VHF
日本ICOM-45 船用VHF
❖ 5．信号占用的频带宽
Bfm=2(mf+1)Fmax=2(△fmax+Fmax)》Bam
这是调频制的缺陷所在，采用调频传输虽然提高了
通信质量，但却降低了频率资源的利用率。
4.1.3 VHF通信工作种类和方式
1．工作种类 1） 调频（调相）单路无线电话，用F3E（G3E）表示。 2）
利用副载波调制的单路调频（调相）自动接收报，用F2B （G2B）表示。
②
船用设备的单工操作由话筒上的PTT开关控制。发
则不收，收则不发。
2）双工方式
通信时双方必须分别使用两个不同频率同时进行发射和接收。
常闭触电
按钮 导线，去接收机
导体
弹簧 绝缘体
常ห้องสมุดไป่ตู้触电
PPT示意图
导线，去发射机
3）半双工方式 ① 按规定，在水上VHF通信中船台与岸台间并通过岸台转接
到公众通信网用户的通信，只能使用双工方式。
CCIR建议： 在VHF波段进行DSC或NBDP通信时，要求终端设备输 出和输入的信号，应是以1700Hz为副载波、频移为 ±400Hz、调制速率为1200波特的移频键控信号。
码元宽度=1000/1200=0.833s
2．工作方式
有 单工 、双工 和 半双工 三种。 1）单工方式 ①
按CCIR建议，水上VHF通信中船舶间的通信只能使 用同频单工方式。
日本ICOM-59 船用VHF
船用VHF通信设备
1） 工作在156～174MHz频率范围，主要用于近距离通信， 是GMDSS中A1海区的主要通信设备。
2) 既是现场通信的主要手段，也是驾驶台与驾驶台之间 通信的唯一手段。
3.符合GMDSS要求的VHF设备，应同时具有无线电话通信功能 和DSC通信功能。
1．传播距离较近，通信范围受限。
1） 信号主要以空间波形式直线传播。 2） 地球表面的曲率效应，致使传输距离取决于收、发天
线的架设高度。
3） 通信距离极限值小于100 n mile，正常值约为25n mile。 4） 比较适合建立以岸台为中心的近距离蜂窝式通信网。 5） 一般规定，岸台发射机的额定功率不应超过50W。船台
3）“预加重”— 在发射机中人为地预先加重高音频，将高 音频电压提升，使解调后的音频信号获得 较为均匀的信噪比，从而提高其抗干扰性 能。
4）“去加重”— 在接收机中将发射时因预加重而提升的 高音频电压相应地削弱。
5）优点—
此技术简单易行，既提高了VHF通信的抗干扰 性能，又不会导致信号失真。
4.1.2 VHF通信的特点
DSC值守机
电源
VHF 收发机
话筒
AC DC
DSC终端
打印机
船用VHF设备基本组成
4.VHF-DSC值守机： 一个单通道接收机，可使用独立的接收天线，也可与 VHF收发机共用同一天线。
5.电源： 外接电源可以是110V或220V交流电，也可使用直流 24V供电。
4.1.1 VHF通信的基本原理
1.采用调频（FM）体制。 所谓调频是用已调信号的频率变化来携带信息的调制方式。
mf加大，输出信噪比也增大。 mf=△fmax/Fmax mf＞1时,宽带调频. B=2(mf+1)Fmax=2(△fmax +Fmax) mf≤1时,窄带调频.B=2Fmax
4．由于VHF调频接收机存在门限效应接收机中必须引入静噪电路
门限效应：是指当Si/Ni低于门限时，其So/No明显下降， 使扬声器中出现S/N恶化的现象。为保持 工作环境的安宁，当Si/Ni低于门限时，应 切断扬声器的输出；而当Si/Ni高于门限时， 再恢复扬声器的输出。这就是静噪电路的 作用，该电路放在解调之后。
② 为节能和减少不必要的电磁辐射，通信中船台仍然采用 受控发射，但却一直处于接收状态。因此，此种方式也 被称为半双工或准双工工作方式。
③ 船岸间为港口工作或船舶动态业务进行的通信，可以使 用同频单工方式，也可使用异频准双工方式。
④ 岸台采用船台设备时，则只能使用同频单工方式与船台通 信。
4.1.4 VHF频道的划分和使用
2. 调频波为等幅变频波。
调频波的旁频分量，理论上为无穷多个，故其理论带宽 为无穷大。 因此，在工程上必须根据需要进行取舍。
3.调频方法
1）直接调频法： 直接用调制信号去控制振荡器的工作状态，改变 其振荡频率，以产生调频信号。实际应用中，广 泛采用变容管晶体振荡器来实现直接调频。
2）间接调频法： 利用调相电路经适当转换而获得调频波。所谓 调相，是指载波的瞬时相位受调制信号的控制 而改变。