EPIRB与SART教案.ppt

应急无线电示位标 EPIRB 课程的主要内容概述 1 概述2 COSPAS SARSAT系统3 L EPIRB VHF EPIRB简介4 示位标的组成5维护和保养 COSPAS SARSAT的概念 COSPAS SARSAT COSPAS是俄文的拉丁化 英文的全称是SpaceSystemForSearchofDistressVessels SARSAT SearchAndRescueSatelliteAidedTracking 系统 原称为 低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 一 概述 一 EPIRB的定义 EPIRB Emergencypositionindicatingradiobeacon 是一种能够发射无线电信号的装置 利用自身发射的无线电信号 表明其所处位置 二 系统的功能 报警 载体遇到危险时能够自动 AUTO 或人工 MANUAL 发射遇险报警 识别 发射的报警信号中含有识别信息 便于确定载体 定位 信号中含位置信息 GPS 或通过测试其发射的信号 得出其位置 利用多谱勒效应 寻位 发射无线电测向信号 便于飞行器寻找 三 分类 1 COSPAS SARSAT系统S EPIRB 406M 2 INMARSAT系统L EPIRB 1 6M 2006年12月1日关闭L EPIRB系统 国际移动通信卫星组织不再提供此项业务 3 地面通信系统中VHF EPIRB 系统的应用 S EPIRB占99 以上 广泛应用在远洋船舶上 L EPIRB很少用 VHF EPIRB由于脱离实际 没有用户 对S EPIRB做详细讲解 对L EPIRB和VHF EPIRB在原理上做一下说明 COSPAS SATSAT系统 1 系统概述2 系统组成3 系统工作原理 系统由来 1981年由加拿大 法国 苏联和美国联合开发的 在全球范围内利用卫星进行搜索救援的信息服务系统 1982年开始运行 系统由来 1984年 上述四国正式宣布成立全球卫星搜救系统 即COSPAS SARSAT系统 目的 为海上 航空和陆地的遇险和安全提供报警和位置服务 为最终的遇险用户提供免费服务 我国情况 1985年 交通部代表国家以 用户 的身份加入该组织 系统救助情况 1982年 首次营救加拿大飞机遇险的3人 在1982 1997年成功营救8638人 仅在1997年 系统启动388次 使1284人获救 联合国资料 我国资料统计 1982 1999年 全球共扑捉到3361次报警 有11227人获救 GMDSS中的地位 1 系统信标是GMDSS基本配备之一 占有非常重要的地位 2 是GMDSS系统中应付船舶突发事件的唯一的自动报警手段 3 随着该系统的不断完善和发展 系统信标在船舶中的使用越来越广泛 目前几乎所有公约船全部安装该系统的信标 系统组成原理图 系统的组成 系统信标 1 陆用个人信标 PLB PersonalLocatorBeacon 2 航空信标 ELT EmergencyLocatorTransmitter3 船用信标 EPIRB 各种信标 目前三种信标得到广泛的应用 形式如右图 PLB 各种信标 信标的特点和作用 陆用个人信标 PLB 工作频率 406MHz工作方式 人工启动 航空信标 ELT 工作频率 121 5MHz 243MHz工作方式 撞击或人工启动 信标的特点和作用 船用信标 EPIRB 工作频率 406MHz寻位频率 121 5MHz 243MHz启动方式 人工启动 自动启动 信标的特点和作用 信标的作用是 当信标的载体遇到紧急情况时 能自动或人工向卫星发送遇险报警信号 卫星部分示意图 卫星部分 近极轨道系统卫星 LEOSAR 静止轨道卫星 GEOSAR 截止到2006年10月 LEOSAR系统主要由美国提供的5颗和俄罗斯提供的2颗低高度极轨道卫星组成 GEOSAR由美国和印度提供的5颗静止轨道卫星组成 此外 还有2颗美国的热备用卫星在轨道上处于待命状态 卫星转发器由美国 俄罗斯 法国和加拿大四国提供 卫星的作用 接收示位标发射的信号进行处理进行转发 陆地用户终端 地面站 LUT 作用 接收卫星转发的无线电信号 从信号中解调出或计算出示位标的位置 转发到任务控制中心 MCC 跟踪卫星修正卫星轨道参数 截止到2006年10月 全球已经有38个陆地用户终端 任务 执行控制中心 功能有四个 1 把从LUT和其它MCC收集的资料进行整理 存储和分类 2 在系统内部进行信息交换 3 过滤虚假报警 解除模糊值 4 向RCC和SPOC 搜救协调点 提供位置信息 目前 全球已经有22个搜救任务控制中心 系统工作原理 1 极轨道卫星是通过检测卫星和示位标之间由于相对运动而产生的多谱勒频移 然后得出示位标的位置 定位精度一般在2 3海里内 同时又能降低对EPIRB的发射功率需求 2 静止轨道卫星示位标 其内部装有GPS 把GPS的位置信息通过示位标发送出去 极轨道卫星的工作模式 实时模式 本地模式 当LUT和示位标同时都在卫星的视区内时 卫星接收406MHzEPIRB示位标的信号 测出多普勒频移 形成数字信息 实时转发给卫星视区内的LUT 这种工作模式叫做实时工作模式 全球覆盖工作模式 也叫存储 转发模式 当LUT和示位标不同时在卫星的视区内时 卫星接收406MHzEPIRB示位标的信号 测出多普勒频移 形成数字信息 先存储在卫星上 等到一个LUT出现在卫星视区内时 再转发给卫星视区内的LUT 卫星绕地球一周大约是100分钟 因此全球覆盖工作模式存在报警延迟 最小报警延迟是30分钟 最大报警延迟是2小时 平均1小时 L EPIRB VHF EPIRB 1 L EPIRB 此系统主要应用INMARSAT卫星 在2006年12月1日关闭 INMARSAT系统不再提供示位标业务 2 VHF EPIRB 示位标已经停产 用70频道发送遇险报警信息 通过VHF系统传输到有关部门 示位标的作用是当载体遇到危险时 能够发射报警信号 启动方式既可以是自动的也可以是人工发射 自动方式根据载体的不同有不同的方式 航空器用的示位标多采用撞击式 航海示位标用的基本是水浸式或者是脱离式 目前脱离式由于误发报警的几率比较大 因此现在准备淘汰此种方式 示位标被启动后 内部电池可以保证其连续工作48个小时以上 EPIRB的维护和保养 日常维护 注意静水压力开关和电池的有效期限 注重日常维护 几种型号的EPIRB介绍 TRON 30S和40S406MHZEPIRB 挪威JOTRON公司产品 JQE 3A406MHZEPIRB 日本JRC公司产品 KANNAD406MHZEPIRB 法国产品 McmurdoE3406MHZEPIRB 英国产品 COSPAS SARSAT系统在我国的建设 应用与管理 我国政府于1994年加入了该组织 由交通部负责在北京交通部大楼内建设了卫星搜救本地用户终端 LUT 和搜救任务控制中心 MCC 负责对中国服务区的实时覆盖和报警数据的处理分配 北京LUT的覆盖区域包括我国全部陆域和大部分海域 香港特别行政区也建有COSPAS SARSAT系统 LUT和MCC 由香港特别行政区海事处负责运行和管理 北京的LUT无法实时覆盖的我国南部海域 由香港的LUT实时覆盖 我国台湾系统建设几乎与北京同时进行 由台湾民航部门管理 在国际组织的名称是国际电信开发公司 服务区域覆盖了全部台湾岛和环岛的周边海域 搜救雷达应答器 SART SART SearchandRescueRadarTransponde 的作用 配合雷达 近距离发现幸存者的一种主要搜救手段 是船舶必备的设备之一 SART的工作原理 与9GHz雷达配合使用 当船舶遇险时由人员携带下船 打开开关后处于接收状态受到雷达信号触发后 应答一连串的信号 12个点 在搜救雷达上 显示一连串的点 SART信号在搜救雷达的显示 SART的工作原理图 SART的工作波形图 a雷达脉冲 b接收机被雷达触发后产生的100微秒的方波 扫频器产生的锯齿脉冲 发射机发出的调频信号 导航雷达接收的示意图 导航雷达形成光点的脉冲图 SART在雷达屏幕的图像 当船舶遇险弃船时 必须携带搜救雷达应答器下船 然后安装并启动SART 在没有雷达脉冲的作用下 SART处于接收状态 在雷达扫描脉冲的作用下 发射应答信号 应答信号在搜救雷达荧光屏上 能沿半径方向显示出一连串的亮点 最多12个 亮点的个数与雷达的量程和SART与搜救船的距离有关 其中第一个亮点到雷达荧光屏中心的距离R是搜救船到幸存者的距离 12个亮点的连线与船首线的夹角 就是搜救船到幸存者的相对方位 12个亮点的大约距离是8海里 每两个亮点大约是0 65海里 当搜救船逐渐靠近SART时 亮点逐渐变为圆弧 进而变成同心圆 SART的作用距离 与SART的安装高度和搜救者雷达的天线高度有关 如果SART的安装高度离海面1 5m 雷达天线高度离海平面15m以上 搜救船在至少5海里远处就能探询到SART信号 飞行高度3000ft雷达峰值功率10kW的搜救飞机能在40海里远处探询到SART信号 影响探询SART信号距离的因素 雷达天线的高度和雷达的类型 大型船舶的雷达有较高的天线增益 离海平面也比较高 探询SART的距离也远 天气和海况的影响 对于平静的海面因电波多径传输可影响到SART的接收 相反在大浪时 搜救雷达和SART仰角要发生变化 可能导致更远距离的接收 但是在波谷时也会降低探测距离 SART的安装高度也同样会影响发现SART的距离 实际使用SART时 应当将SART启动后安装在尽可能高的地方 并注意不要对SART有任何遮挡 IMO建议SART的性能标准 当SART安装在离海平面1米以上 搜救雷达天线高15米时 能达到至少5海里的探测距离 实际上 对于远洋船舶 雷达天线的高度一般在30米左右 SART安装的高度也在2米以上 因此在10海里以外的范围内 就可以发现幸存者 实验数据 将SART平放在地板上时 作用距离1 8海里 垂直放在地板上时 作用距离2 5海里 当SART漂浮在水中时 作用距离为2 0海里 一般天气情况下 适当的安装SART 对大船雷达 发现距离要10海里以上 如果安装不好 或者在救生艇筏内使用 或者漂浮在水中 发现距离甚至比视距还要近 使用注意事项 离开母船时必须携带下船安装好后打开开关安装在救生艇筏最高处电池的有效期是4年 处于接收状态下工作96小时 发射状态8小时