船舶通信导航设备运行与维修——光电912(KGP-912)船用卫导仪的认识与性能熟悉
光电912KGP-912船用卫星导航仪运行与维护
《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2
（9）接口设置（INTERFACE）：包括输入数据端口选择 （IN CONNECT），有DATA1和DATA3两个接口可供选择； I/O口的初始化（FORMAT）；输出端口（NMEA—0183） 初始化设置。 限于篇幅，此处不对各项设置的具体内容及意义进行详细 讨论，读者在进行实际操作时应充分查阅资料，结合航海 相关知识来加以熟悉。
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（3）标绘设置菜单 在标绘显示（PLOT）状态，可对其设置菜单进行设置，以启用或关闭某些标 绘功能。见图3.3所示。
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操作步骤如下： ① 进入设置菜单 a）按MODE键，显示PLOT模式； b）按上、下方向键，将光标移动到“SETUP”字符上； c）按ENT键，进入设置菜单。 ② 启用或关闭相应标绘功能（初始设置均为关闭—OFF） 进入设置菜单后，用上、下方向键将光标移动到相应标绘功能项上，再用左、 右方向键选取相应ON（开启）或OFF（关闭）相应功能。这些功能开关包括： 现在船位（事件）显示开关，航路点显示开关、比例圆显示开关、航向线显 示开关、航迹标绘间隔（时间或距离）调整开关、暂停航迹标绘开关、取消 航迹显示开关。 ③ 退出设置菜单：屏幕下方有相应提示，即再按一次MODE键，则可退出设 置菜单。
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三、KGP-912型船用卫星导航仪基本操作的有关知识
1．GPS卫导仪的启动 早期的GPS卫星导航仪的启动通常分为日常启动、热启动和冷启动三种，而 近期生产的GPS卫星导航仅需按下电源键即可启动。 （1）日常启动 船舶在营运航行或停泊期间，日常的关机称为日常启动。由 于GPS卫星导航仪已存储关机前的数据（包括经度、纬度、历书等），并且 时钟在运行，日常启动时只需按下电源键，卫星导航仪即能自动定位。
船舶航行与导航技术的导航仪器与设备
船舶航行与导航技术的导航仪器与设备船舶是人们在水上移动的重要交通工具，而航行和导航技术则是保证船舶安全航行的重要保障。
其中，导航仪器与设备则是船舶导航技术中不可或缺的一部分。
本文将从导航仪器与设备的基本定义入手，从GPS导航系统、雷达、声纳等多个方面探讨导航仪器与设备的运用和作用。
一、导航仪器与设备的基本定义导航仪器和设备指的是船舶上用来实现定位、导航、通信等功能的各种设备。
它不仅是船舶航行和导航的重要工具，更是确保船舶安全和顺利到达目的地的保障。
二、GPS导航系统GPS导航系统又称全球定位系统（Global Positioning System），是一种利用卫星定位技术进行船舶导航的系统。
通过GPS导航系统，船舶可以随时随地精确获取自身的位置信息，从而实现精确地导航和航线规划。
GPS导航系统以其定位准确、精度高、操作简便等特点，成为了现代船舶导航领域中最常用的导航仪器之一。
但是，在使用GPS导航系统时，需要注意卫星信号遮蔽、设备故障、数据异常和电池耗尽等问题。
三、雷达雷达是一种利用电磁波进行目标检测和跟踪的导航仪器。
通过雷达，船舶可以及时发现周围的船只、地标等目标，从而做出正确的决策。
雷达具有远程探测、长时间制导和自动控制等特点，为船舶航行和导航提供了有效的帮助。
在使用雷达时，需要注意噪声干扰、假目标等问题。
此外，雷达也可以进行人工操作，需要掌握雷达原理和使用方法。
四、声纳声纳是一种利用声波进行目标探测和识别的导航仪器。
通过声纳，船舶可以发现水下障碍物、鱼群等目标，还可以判断水深、海底类型等信息。
声纳具有高精度、高灵敏度和长时间探测等特点，为船舶航行和导航提供了高效的保障。
但是，在使用声纳时，需要注意水温、水深等因素的影响，以免误导船舶。
五、总结导航仪器与设备是现代船舶航行与导航技术中不可或缺的一环。
它们不仅是确保船舶安全的重要工具，也为船舶顺利到达目的地提供了保障。
尽管GPS导航系统、雷达、声纳等导航仪器与设备在实际使用中存在一定的限制和问题，但是其优点和实用性依然是不言而喻的。
船舶导航仪器使用说明书
船舶导航仪器使用说明书一、概述船舶导航仪器是一种用于船舶导航和定位的设备，可提供准确的船舶位置、航向和速度等信息。
本使用说明书将详细介绍船舶导航仪器的使用方法，以帮助用户正确、高效地操作该设备。
二、设备外观和组成部分1. 外观描述：船舶导航仪器采用紧凑型设计，具有显示屏、按键、接口等组成部分。
显示屏用于显示船舶位置和相关信息，按键用于操作设备，接口用于连接其他设备。
2. 主要组成部分：船舶导航仪器由以下几个主要部件组成：(1) 显示屏：显示船舶位置、航向、速度等信息；(2) 按键：用于选择菜单、输入船舶目的地等；(3) 电源接口：用于连接电源供应；(4) 数据接口：用于与其他设备进行数据交互；(5) 天线接口：用于连接天线，接收卫星信号。
三、使用方法1. 开机与关机：(1) 开机：连接设备电源，按下电源按钮，待显示屏亮起即可。
(2) 关机：按住电源按钮，直至显示屏关闭。
2. 定位与导航：(1) 定位模式：选择定位模式，在显示屏上即可看到当前船位信息。
(2) 导航模式：选择导航模式，输入船舶目的地，并按导航按钮，系统将提供最佳航线规划。
3. 菜单设置：(1) 进入菜单：按下菜单按钮，在显示屏上会显示不同菜单选项。
(2) 导航设置：在菜单中选择导航设置，可进行船速、航向、警示设置等调整。
(3) 显示设置：通过菜单选择显示设置，可调整屏幕亮度、对比度等参数。
4. 数据交互：(1) 连接其他设备：通过数据接口将导航仪器与雷达、声纳等设备连接，实现数据共享。
(2) 数据导出：使用数据接口连接计算机或存储设备，将导航信息导出进行分析或备份。
四、使用注意事项1. 安装位置：船舶导航仪器应安装在离驾驶台不远的位置，以方便操作和观察。
2. 电源供应：使用本设备前，请确保电源供应稳定可靠，以免影响使用效果。
3. 天线接收：确保天线正常连接和良好接收卫星信号，以提供准确的导航和定位信息。
4. 操作环境：本设备应在恰当的工作环境中使用，避免受潮、受热或受振等情况，以保证性能和寿命。
水上运输中的船舶电子设备与导航仪器
水上运输中的船舶电子设备与导航仪器水上运输是一项重要的经济活动，而船舶电子设备与导航仪器在水上运输中起到至关重要的作用。
本文将对船舶电子设备与导航仪器在水上运输中的重要性以及其所面临的挑战进行探讨。
一、船舶电子设备的重要性船舶电子设备在水上运输中起着至关重要的作用。
首先，船舶电子设备可以提供实时的导航信息，帮助船长确定船舶的位置和航向。
通过卫星导航系统，船舶可以准确计算自身的位置和速度，并可以根据这些信息进行航线规划和航行控制。
其次，船舶电子设备可以提供天气和海况信息，帮助船长做出合理的安全决策。
例如，雷达可以探测到附近的风暴和海浪，从而提醒船长采取相应的措施保证船舶的安全。
此外，船舶电子设备还可以提供通信功能，方便船舶与岸上机构进行联系，以及船舶之间的通讯。
二、船舶导航仪器的重要性船舶导航仪器在水上运输中同样扮演着重要的角色。
船舶导航仪器通过不同的传感器和仪器提供全方位的导航功能。
其中，最重要的是罗经和陀螺仪。
罗经可以提供船舶的方位角，而陀螺仪则可以提供船舶的航向信息。
这些导航仪器可以精确测量船舶的转向和横滚角度，从而帮助船舶保持稳定的航行状态。
此外，船舶导航仪器还可以提供船速和时间等信息，方便船长进行航行计划和时刻把握。
三、船舶电子设备与导航仪器面临的挑战然而，船舶电子设备与导航仪器在水上运输中也面临着一些挑战。
首先，海上环境复杂多变，船舶电子设备和导航仪器需要具备一定的适应性和稳定性。
同时，水上运输中遇到的恶劣天气条件和船舶撞击等意外事件也对船舶电子设备和导航仪器提出了更高的要求。
其次，导航系统的准确性和可靠性是船舶电子设备和导航仪器的核心问题。
航行期间的定位误差和数据传输延迟都可能对船舶导航产生严重影响。
因此，如何提高导航系统的准确性和可靠性成为了一个紧迫的问题。
此外，船舶电子设备和导航仪器的维护和更新也是一个重要的课题。
随着技术的不断进步，船舶电子设备和导航仪器需要与时俱进，及时更新，以确保其长期稳定的运行。
光电912(KGP-912)船用卫星导航仪运行与维护.
《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 从如3.6还可以看出，在上述四种基本显示模式中的任何一种显示界面下， 可以用SEL键或上、下方向键选取“OFF-关闭”、“WPT-航路点”、 “RTE-航线”和“ANCW-锚地”四种分显示界面。 2．显示当前位置操作 GPS显示本船目前船位时一般调用“导航1-NAV1”界面，如图3.7所示，此时 以大字体显示本船船位，同时还可以显示本船的当前航速，航向及卫星状态。 当卫星信号不好或卫星数不足时，其显示的经纬度“N”和“W”两字母会闪烁， 表示当前定位失败。
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2．航速测定原理
GPS接收机除了可以测定卫星相对接收机的伪距
~
Ri
外，还可测量卫星发射频
率的多谱勒频移，从而实现航速测量。
卫星在轨道上运行且以固定的频率连续发射信号，卫星与用户之间的距离在
不断变化，就会产生多普勒效应，即用户收到的卫星信号的频率是变化的。
该变化直接反映了距离变化率。假定在 t1 ~ t2 时间间隔内进行多普勒计数，
以通过四颗卫星的伪距联立方程组，求解四个未知量，就可以得到用户位
置（X、Y、Z）和时钟偏差（
~
Ri
），即
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~
R1
~
R2
~
R3
~
R4
( X S1 X )2 (YS1 Y )2 (Z S1 Z )2 C t A1 C(tu tS1 )
通过四颗卫星的距离变化率公式：
Ri
( X Si X )( X Si X ) (YSi Y )(YSi Y ) (Z Si Z )(Z Si Z )
船舶行业的船舶电子设备和通信技术
船舶行业的船舶电子设备和通信技术随着科技的迅猛发展，船舶行业在船舶电子设备和通信技术方面也取得了长足进步。
在过去，船舶通信主要是依靠无线电通信，而现在，船舶电子设备和通信技术的应用已经得到了极大的提升，为船只的航行安全和操作效率带来了巨大的改善。
一、船舶电子设备的发展船舶电子设备是指船舶上应用的各类电子仪器、设备和系统，包括雷达、GPS、声纳、卫星通信等。
这些设备的出现使得船舶的导航定位、信息传递和监测监控等方面实现了全面自动化。
首先，雷达作为一种基本的船舶电子设备，被广泛用于船舶导航中。
雷达系统可以通过使用射频信号和反射物体进行测距、测速和探测障碍物等功能，可以大大提高船只的安全性和避碰能力。
其次，GPS（全球定位系统）的应用也对船舶导航产生了深远影响。
船只装备有GPS后，可以精确确定自身位置，并通过导航系统规划最佳航线，提高船只航行的精度和效率。
另外，声纳技术的应用也在海上探测和通信方面发挥了关键作用。
声纳可以通过声音的传播和反射，确定船只周围的物体和水下情况，为船只的避险和作业提供了重要的依据。
二、船舶通信技术的进步随着航海技术的快速发展，船舶通信系统成为了船舶行业不可或缺的一部分。
传统的船舶通信主要依赖无线电技术，而现在则更加多元化和高效。
首先，卫星通信的应用使船只能够实现远程通信和数据传输。
通过卫星通信系统，船舶可以与岸上指挥中心、其他船只以及全球范围内的各种信息资源进行实时的音视频通信和数据交流，提高了船舶的安全性和生产效率。
其次，船载通信终端设备的智能化程度不断提高。
目前，船舶装备了各种先进的通信设备，如无线电台、船用电话、卫星电话等，为船员提供便利的通信手段。
此外，船舶行业也逐渐采用无线网络技术，实现信息共享和远程控制等功能。
通过无线网络，船员之间可以进行实时的数据传输和信息共享，从而协同作业、提高工作效率。
综上所述，船舶电子设备和通信技术的快速发展为航海业带来了巨大的变革。
随着科技的不断进步，我们可以预见未来船舶电子设备和通信技术将继续发展，为船舶行业带来更多便利和安全保障。
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MOB显示 航速
接近报警闪烁（当离按 下MOB键位置0.1nm时 并可听到报警声音）
事件编号 航向 按下MOB键后 已过的时间 DGPS显示
DOP数值 离按下MOB键 位置的距离 导航图标的范围 当前时间 当前位置 按下MOB键的位置
到按下MOB键位置的航向
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光电912（KGP-912）船用卫星导 航仪运行与维护
九江职业技术学院电子工程系
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KGP-912卫导仪实际应用一：GPS定位
一、KGP-912型船用卫星导航仪定位功能操作及显示信息认识
912型船用卫星导航仪定位功能操作及显示信息认识 1．显示模式的认识及切换 KGP-912型卫导仪有四种基本显示模式，分别为：导航1（NAV1）， 导航2（NAV2），导航3（NAV3）和标绘（PLOT）显示模式。 （1）导航显示模式1—— NAV1 该模式显示当前船位及与本船运动相关的信息。 （2）导航显示模式2—— NAV2
图3.6所示。
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《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 从如3.6还可以看出，在上述四种基本显示模式中的任何一种显示界面下， 可以用SEL键或上、下方向键选取“OFF-关闭”、“WPT-航路点”、 “RTE-航线”和“ANCW-锚地”四种分显示界面。 2．显示当前位置操作 GPS显示本船目前船位时一般调用“导航1-NAV1”界面，如图3.7所示，此时 以大字体显示本船船位，同时还可以显示本船的当前航速，航向及卫星状态。 当卫星信号不好或卫星数不足时，其显示的经纬度“N”和“W”两字母会闪烁， 表示当前定位失败。
KODENKGP912型船用卫星导航仪的安装与维护
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另一种固定方式是在桅杆上焊接的钢 管，上端车好螺纹（W1-14标准螺 纹），然后将天线单元拧紧即可，如 图2.3所示。这种安装方式机械强度 高，适于船舶安装。
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② 天线电缆的安装 天线电缆应按如下要求安装： a）天线电缆敷设路径应尽可能短，尽量不将电缆切断后再连接使用。如厂方 提供的天线电缆长度比实际需要长度仅长数米时可不切断，而将过长的电 缆妥善盘绕（曲率半径应大于电缆直径12倍以上或按说明书要求），并加 以绑扎固定； b）一般天线连接电缆长度不超过30m，大于30m时要用在线放大器。若天线 电缆过长，必须按实际需要切断时，应按厂方要求，重新安装电缆接头。 c）天线和接收机之间电缆应尽可能直线走线，如必须弯曲时，曲率半径同a） 要求。天线电缆应从接收机背面进入，当接收机在舱壁上伸出安装时，应 使用一个直角天线电缆转接器，以避免天线电缆出现一个尖锐的转角；
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KGP-912型船用卫星导航仪的安装与维护
一、KGP-912型船用卫星导航仪安装
1．概述
本雷达系统主要由两部分构成：显示单元和天线单元，直接由10.2～40V直流供电。
当卫导仪从包装箱中取出时，请按表2-2所列清单检查里面所有的设备和备件。
类别 序 号 名 称
磁罗经精度要求等级（°） 接收机离磁罗经的小距离（m）
一级 （0.25）
1.70
二级和三级 （1） 1.05
四级 （2） 0.75
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② 接收机电缆的连接 a）接收机应由分电箱的独立分路供电。 b）进入接收机的所有电缆，其长度应留有1m左右的余量，并应从接收机背面引 入，以保证维修方便。 c）接收机的接地，应由机壳背部接地柱用独立的薄铜条或粗铜线直接接至船体， 不得公用其它仪器设备的接地线接地。 d）当要求输入陀螺罗经和计程仪的信号时，在有罗经接线盒和计程仪的情况下， 必须从接线盒引出。注意所用电缆外径不得大于接收机机壳的电缆进线孔。 ③ 接收机承托支架的安装固定 固定支架应使用四个双头螺栓（一般由厂方提供）紧固，不得少用。螺栓露出部 分的长度不得妨碍接收机翻转检修。
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2．地面控制部分 地面控制部分主要由一个主控站，三个注入站和五个监测站组成，如下图所示。 其分布情况是：主控站设在美国科罗拉多的范登堡军基地，它对地面监控站实行 全部控制。其主要任务是搜集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数 据计算每颗GPS卫星的轨道及卫星钟修正量，依此外推一天以上的卫星星历及钟 差并转化为导航电文，由上行站注入到卫星的存储器。此外，主控站还负责对整 个地面监测系统进行监测与协调。
2．KGP-912型卫导仪接收机及其操作面板认识 KGP-912型卫导仪显示器及操作面板图如图1.4所示，具体部件见图上标注。
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三、光电912（KGP-912）型船用卫星导航仪主要使用性能的认知
光电912型船用卫导仪结构紧凑，安装简单，性能优良，在现代航运船舶上得到 了广泛的使用。其性能指标具体如下： 1．整机性能指标 （1）接收频率L1：1 575.42MHz±1MHZ； （2）接收通道：11通道（并行/顺序接收通道）； （3）接收码：C/A码； （4）接收灵敏度：小于130dBm（仰角5°以上的卫星）； （5）跟踪速度：200Kn（最大）； （6）定位精度：精度10米（DGPS模式）/100米（GPS模式），速度0.1Kn （RMS）；
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一、GPS系统简介
GPS系统是由空间部分、地面控制部分和用户接收机三大部分组成。 1．空间部分 GPS空间部分由24颗卫星组成，卫星高度均为20 200km。原设计方案为18颗卫 星，平均分布在六个等间隔的近圆轨道面上，轨道面相对赤道面的夹角为55°。 每个轨道面有3颗卫星，卫星间隔120°，卫星运行周期为43078.3S2S，约为11 小时58分钟。为了保证全球任何地区， 任何时刻有不少于4颗卫星可供观测和 一定的定位精度又增添3颗卫星，共21 颗工作卫星，以便提供全球和时间上 连续导航的能力。还有3颗备用卫星， 这样空间段总共由24颗卫星构成，平 均分布在6个轨道面上，如右图所示。
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光电912（KGP-912）船用卫导仪的认识与性能熟悉
全球定位系统（Global Position System，简称GPS）泛指全球各 种卫星导航定位系统，如美国的“导航星GPS”，其全称为：导航 卫星定时和测距全球定位系统{Navigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System}；俄罗斯的Glonass，则是来 自全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）等， 它们均具有全球定位与导航能力。基于美国的“导航星GPS”在船 舶导航及其它方面的广泛应用，本任务中的GPS系统除非有特别 说明，否则均指该系统。 从目前看，GPS具有精度高（定位，测速，测时），近于实时， 连续定位，抗干扰能力强的全球三维定位优点。
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注：定位精度取决于美国国防部对GPS用户的政策，随可选择性（SA[[1]]） 的变化而变化。
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2.各部分性能指标 （1）天线内置接收模块 ① 接收频率：285.3～325.0KHz； ② 信道间隔：500Hz； ③ 调制方式：MSK：50/100/200比特/秒； ④ 灵敏度：2.5uV/m； ⑤ 信噪比：优于6dB； ⑥ 动态范围：92dB。 说明：GPS卫导仪天线内部具有接收放大模块，如图1.5所示。主要由前置放大 器和频率变换器两部分构成，它可以对天线接收的卫星信号进行初步放大，并 将其变换到较低的频段，以适于电缆传输和显示器内部电路对接收信号进行处 理。
3．用户接PRN）获取距离观测量和导航电文，根据导航电文提供的卫星位置和钟 差改正信息来计算接收机的位置，以达到导航和定位的目的。
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二、认识光电912（KGP-912）型船用卫星导航仪
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工作卫星发送两个无线电载波信号频率：L1波段的1575.42MHz和 L2波段的1227.6MHz。在L1载波上调制有C/A 码（称粗/捕获码）和 P码（称精码），以及每秒50bit的导航电文。在L2载波上只调制有 P 码和导航电文。C/A码是一种低速、短周期的伪随机码，其速率 为1.023MHz，周期为1000ūs。C/A码可用于低精度测距，其主要作 用是协助捕获P码。P码是一种连续、快速和长周期的伪随机码，其 速率为10.23MHz，周期为7天。每个周期开始于每星期六格林尼治 标准时午夜零时。P码用于精确测量时间和距离，但较难捕获。
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注入站设在大西洋的阿松森（Ascension岛）、印度洋的狄歌伽西区（Diego Garcia）和太平洋的关岛（Kwajalein）三个美国空军基地上。注入站是无人 值守工作站，其主要作用是当每颗卫星运行至临空时，将主控站所要传输给卫 星的资料以既定的方式注入到卫星存储器中。 五个监控站除一个单独在夏威夷外，其余四个都分设在主控站和注入站。监控 站是无人值守的数据采集中心，其位置经过精确测定，其主要作用是取得卫星 观测数据并将其送至主控站，为主控站编制导航电文提可靠的数据。
1．KGP-912型卫导仪简介。 KGP-912型卫导仪日本光电（KODEN）公司生产的船用卫导仪，简称光电 912型，由天线、显示器和连接二者之间的电缆构成，如下图所示。该卫导 仪具有定位、航线导航、定点监 测及标绘等功能，价格比较适中， 目前我国许多船舶均装配该型卫 仪。
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