gmdss-地面通信业务简介-CHN

1、GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面通信业务地面通信业务 GMDSS原理与操作 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 主要内容 n1. 无线电波的产生无线电波的产生 n2频率、周期、波长、和电波传播速度频率、周期、波长、和电波传播速度 n3频率的划分频率的划分 n4无线电波的传播途径和传播特点无线电波的传播途径和传播特点 n5信号的调制与解调信号的调制与解调 n工作种类的表示方法工作种类的表示方法 n地面通信系统的组成地面通信系统的组成 n. 地面通信系统的专用频率及应用地面通信系统的专用频率及应用 n. 遇险报警方式的选择遇险报警方式的选择 n10. 地面通信系统的值守地面通信系统

2、的值守 n11. 紧急呼叫与紧急通信紧急呼叫与紧急通信 n12. 安全呼叫与安全通信安全呼叫与安全通信 n13. 信号书的使用信号书的使用 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 第一节第一节 无线电波的产生无线电波的产生 n一、无线电波的产生：一、无线电波的产生： q高频电流在天线流动会在其周围产生交变的磁场，高频电流在天线流动会在其周围产生交变的磁场， 在空间中交变磁场再产生交变的电场，交变的电场在空间中交变磁场再产生交变的电场，交变的电场 再产生交变的磁场。这样在空间中交变的电磁场不再产生交变的磁场。这样在空间中交变的电磁场不 断交替变化，波动传播，从而形成了无线电波。断交替变化，波动传

3、播，从而形成了无线电波。 n二、无线电传播的速度：二、无线电传播的速度： q近似光速近似光速 qx10 m/s GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 二、频率、周期、波长的定义二、频率、周期、波长的定义 n频率（频率（FREQUENCY）：）： q定义：电波在单位时间（）内幅值大小与方向周 期性变化的次数。 q符号： q单位：赫兹（Hz）千赫兹（KHz） 兆赫兹（MHz） G赫兹（GHz） q换算关系：1000Hz=1KHz ；1000KHz=1MHz ； 1000MHz=1GHz GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 二、频率、周期、波长的定义二、频率、周期、波长的定义 n周期： q：电

4、波幅值大小与方向变化一次所用的时间。 q符号：T q单位：秒（s） 、 毫秒ms）、微秒（s） q换算关系：1秒（s）=1000毫秒（ms）； 1毫秒（ms）=1000微秒（s）。 n波长： q定义：电波在一个周期内传播的距离； q符号：； q单位：米（m）、 分米（dm）、厘米（cm） 、毫米（mm） q换算关系：1米（m）=10 分米（dm）； 1分米（dm）=10厘米（cm）； 1 厘米（cm）=10毫米（mm）； GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 三、两个关系式三、两个关系式 n、T=1/F n、=V/F =3x108/F GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 第二节第二节 频

5、率的划分频率的划分 波段名称波段名称波长范围波长范围波段名称波段名称频率范围频率范围 极长波极长波105m以上极低频（ELF）3KHz以下 超长波超长波105m-104m甚低频（VLF）3-30KHz 长波长波104m-1000m低频（LF）30-300KHz 中波中波1000m-100m中频（MF）300-3000KHz 短波短波100m-10m高频（HF）3-30MHz 米波（超短波）米波（超短波）10m-1m甚高频（VHF）30-300MHz 微波 分米波分米波10-1dm特高频（UHF）300-3000MHz 厘米波厘米波10-1cm超高频（SHF）3-30GHz 毫米波毫米波10-1

6、mm极高频（EHF）30-300GHz GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面通信使用的频段 n 中频（MF）：4154000KHz 其中，中频I（MF I）415-530KHz 中频II（MF II）2MHz n高频（HF）：4000-27500KHz q海上高频分波段：CCIR指定4、6、8、12、16、 18、22、25MHz，为海上移动通信使用的频段。 n甚高频（VHF）：156-174MHz GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面通信使用的频段 n信道与频率（CHANNEL多用于船到船通信,及重 要通信; q双工信道:DUPLEX CHANNEL;多用于船到岸通信 q分工

7、作类型指定：RT、BDP(TELEX）、DSC等 n例如:无线电传通信的828信道，对应的岸台的发射频 率(即船接收频率)是8430.0KHz; 岸台的接收频率(即 船发射频率）是8390.0KHz。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 第三节第三节 无线电波的传播途径和无线电波的传播途径和 特点特点 一、一、 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面波 地面波是指沿地球表面传播的电波 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 TR 空 间 波 空间波:以空气为媒介直线传播的电波 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 直射波 R T 反射波 入射波 空间波传播 GMDSS原理与操作 青

8、岛远洋船员学院 T R 空间波 空间波 卫星 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 电离层电离层 n大气层由于太阳紫外线的辐射，气体分子被电离，形 成正负离子和自由电子组成的电离层。 n 距地面高度为50到300km。 n随高度不同电离层电离程度不同，形成不同的浓度。 大致分为D、E、F1、F2层。 n电波在穿越电离层时，会受到吸收和衰减。吸收和衰 减大小与频率和电离层的浓度有关。 nD层和E层变化最有规律中午浓度最强，晚上D层消逝。 nF层在白天分为两层，F1和F2。F1层在晚上消逝。 n晚上只剩E层和F2层。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 电离层波(天波):指靠电离层波传播 的

9、电波 电 离 层 发射台 地波传输 T R2 R3 寂静区 250KM 200KM 100KM 60KM F2层 F1层 E层 D层 二次反射 R1 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 二、二、 各波段电波传播特各波段电波传播特 点点 n1.长波和超长波传播特点长波和超长波传播特点 q超长波: n波长为100km - 10km; n频率为3 - 30kHz; q长波: n波长为10km - 1km; n频率为 30-300kHz。 q传播特点: n超长波和长波由于波长长,地形对传播影响很小。 n在 300 Km 以内传播基本上是地波传播。 n远距离靠天波。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船

10、员学院 二、二、 各波段电波传播特各波段电波传播特 点点 q长波和超长波传播主要缺点长波和超长波传播主要缺点 1. 地波对其它收信台干扰大；地波对其它收信台干扰大； 2. 易受天电干扰易受天电干扰, 尤其是在雷雨的夏季；尤其是在雷雨的夏季； 3. 收发设备笨重收发设备笨重, 需要庞大的天线需要庞大的天线. 应用应用:台卡、欧美伽等无线导航系统。台卡、欧美伽等无线导航系统。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 二、二、 各波段电波传播特各波段电波传播特 点点 n2 2、中波的传播特点、中波的传播特点 q波长：1 km-100m; q频率：300 - 3000kHz; q传播特点：传播特点：

11、n白天靠地波白天靠地波. .因为中波穿过因为中波穿过D D 层时层时, ,受到强烈的吸收。受到强烈的吸收。 n夜间靠地波和天波夜间靠地波和天波. .吸收中波的吸收中波的D D层消失层消失, ,由由E E层反射。层反射。 n白天传播200海里;晚上传播400海里。 n有衰落现象。接收机须加AGC控制线路。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 二、二、 各波段电波传播特点各波段电波传播特点 n3 3、短波传播特点、短波传播特点 q波长为波长为10010m; 频率为频率为330MHz。 q传播特点：传播特点： n主要靠天波来传播。地波传播距离一般不超过主要靠天波来传播。地波传播距离一般不超过10

12、0Km100Km； n白天频率越高，传输距离越远；频率越高白天频率越高，传输距离越远；频率越高, , 衰减越小衰减越小; ; n晚上通信要选用低一些的频率通信。原因晚上通信要选用低一些的频率通信。原因 n天波传播时可借助于电离层进行一次或多次反射天波传播时可借助于电离层进行一次或多次反射, ,实现远实现远 距离通信。距离通信。 n多路径传播的原因，可引起衰落性干扰；电离层波动，信多路径传播的原因，可引起衰落性干扰；电离层波动，信 号传输不稳。号传输不稳。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地波传播范围 天波传播范围 寂静区 无信号 寂静区（哑区）寂静区（哑区） GMDSS原理与操作 青岛

13、远洋船员学院 二、二、 各波段电波传播特各波段电波传播特 点点 n4 4、超短波和微波的传播特点、超短波和微波的传播特点 q频率频率:30MHz以上以上;波长波长:10M以下。以下。 q传播特点：传播特点： q主要靠空间波传播主要靠空间波传播。原因：地波原因：地波;天波天波 q传播距离一般仅有几十海里传播距离一般仅有几十海里。天线绝对高度天线绝对高度(距海平面距海平面 的高度的高度)为几十米时为几十米时,VHF通信距离通信距离30-50海里。海里。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 三、在主要航线上不同海区和国内主三、在主要航线上不同海区和国内主 要海岸电台通信使用的频段要海岸电台通信使

14、用的频段 所在海区所在海区 白天最佳频段白天最佳频段 夜间最佳频段夜间最佳频段 印度洋印度洋 16MHz、22MHz 8MHz、12MHz 红海红海 16MHz、22MHz 8MHz、12MHz 地中海西部地中海西部 16MHz（1530LT左右）左右） 8MHz、12MHz 12MHz（1630LT左右）左右） 大西洋东部大西洋东部 12MHz（1630LT左右）左右） 8MHz、12MHz GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 第四节第四节 调制与解调调制与解调 n为什么要使用调制为什么要使用调制? q 声波在空气中传播慢，约为340m/s，衰 减快，不会传播很远。 q 交流信号要有效辐

15、射，天线的尺寸应和波 长相比拟。 天线长度 q 音频=3003000Hz, =1000100KM GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 调制与解调的基本概念 n调制信号：要经过调制传送的原始信号 q如：语音信号；从TELEX和DSC MODEM送出 的信号等都为调制信号。 n调制: 调制信号加载到高频信号的技术. n载波: 该高频信号称为载波。 n已调信号:经过调制后的高频信号。 n解调或者检波:在接收端从已调信号中检取 出原始信号的技术。 n常用的调制方法有：调幅、调频、调相等. 调幅波频谱图 调幅波波形图 FMINFMAX fc fc-FMAXfc+FMAX GMDSS原理与操作 青岛远

16、洋船员学院 调幅制原理调幅制原理 n载频本身和调制信号无关，所要传递的声音信 号只包含在两个边带之中，而且两个边带中包 含着完全同样的信息。 n调幅波的频带宽度是调制信号中最高频率的两 倍，即：BAM=2max n真正有用的是边带功率。当M=1时，两上边带 的功率之和仅是载频功率的一半。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 调幅制原理 nuc(t)=Uccos(ct+c) (1-4-1) 其中: uc(t)是瞬时值，Uc是振幅， ct 是角频率， c 是初 相位。 n u(t)=Ucost (1-4-2) n用音频去调制Uc ，调幅波的瞬时值表达式为: u(t)=Uc + u(t)cos

17、(ct+c) = Uc (1+ m cost ) (ct+c) (1-4-3) 式中: m为小于1的常数，m= u / Uc ，叫做调幅系数。调 幅波的振幅应为: Uc (1+ m cost ) (1-4-4) GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 调幅制原理 n 将式(1-4-3) 展开可得： u(t)=Uc cos (ct+c) + Uc * m/2 cos(c+ ) t + c + Uc * m/2 cos(c - ) t + c (1-4-5) n载频m/2 UC cos(c - ) t + c (1-4-5) n载频c ，上边频（c+ ），下边频（ c - ）。两个边 频分量的振幅

18、相等；当m 1时，边频振幅等于音频振幅 的一半。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 单边带调制 n调幅制通信的功率利用率不高，占有的频带宽,选择性衰 落现象严重，信号易失真。理想的调制方式应当是： （1） 没有载频。(2) 只有一个边带。 n单边带单边带(SSB)(SSB)通信：通信： 采用只传送一个边带，而抑制另一个边带和载频(或部 分抑制载频)的通信称为单边带通信。 n USSBuSSB(t) = Uc * m/2 cos(c+ ) t + c 高频振荡，角频率，上边带，振幅，初相位c 。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 单边带通信优点: n节约频谱。带宽仅是调幅制的一半BW

19、=FMAX n节省功率。是调幅发射机峰包功率的1/8。 n抗干扰能力强。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 工作种类（发射类型）表示方法 n工作类型可用5个字符表示，其中前3个字符是必须遵循的 基本特征，后2个字符是可以选用的附加特征。 n一般只表示基本特征。 n基本特征由两个字母和中间夹一位数字组成，其中: q第一位字符是字母，表示主载波的调制方式。 nA- 表示双边带调制。 nF- 表示频率调制。 nG- 表示相位调制。 nH- 单边带全载波。 nJ- 表示单边带全抑制载波。 nK- 表示用幅度调制的脉冲系列。 nP- 表示末调制的脉冲系列。 nR- 表示单边带减幅或变幅载波。 GM

20、DSS原理与操作 青岛远洋船员学院 工作种类（发射类型）表示方法 q第二位是数字，表示调制信号的性质。 n1-表示单路的，不用调制副载波，但包括量化或数字的信息。 n2-单路，采用副载波调制，包括量化或数字的信息。 n3-单路，包含模拟信息。 n7-双信道或多信息，包括量化或数字的信息。 q第三位字符是字母，表示所发信息的类型。 nA-代表人工接收的无线电报。 nB-代表自动接收的无线电报。 nC-代表传真。 nD一一-数据传输、遥测技术、遥控操作。 nE-代表无线电话(包括广播)。 nF一一-电视(视频)。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 工作种类（发射类型）表示方法 n2、常用的工

21、作种类、常用的工作种类 n电话体系方面的有: A3E，H3E，R3E，J3E，F3E，G3E 等。 q A3E - 双边带调幅电话。 q H3E - 单边带全载波电话。 q R3E - 单边带减幅载波电话。 q J3E - 单边带抑制载波电话。 q F3E - 调频电话。 q G3E - 调相电话。 nTELEX、DSC有：MF/HF F1B n VHF G2B n气象传真：F3C GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面系统的组成地面系统的组成 q 组合电台 q 甚高频（VHF）设备 中/高频 收/发信机 DSC终端 TELEX终端 无线电话 MF/HF DSC遇险 安全频率值守机 天线

22、调谐 单元 电源 地面通信系统设备基本组成框图之一 MF/HF组合电台的组成框图 甚高频 (VHF) 收/发信机 DSC终端 无线电话 VHF DSC 遇险安全 值守机 电源 地面通信系统设备基本组成框 图之二： 甚高频（VHF）与VHF DSC的组成 地面通信系统遇险和安全频率及 应用 nDSC、无线电话、无线电传遇险与安全专用频 率 MF HF qDSC： 2187.5 8414.5 4207.5 6312.0 12577.0 16804.5 VHF CH70 q无线电话: 2182.0 8291.0 4125.0 6215.0 12290.0 16420.0 VHF CH16 q无线电传

23、：2174.5 8376.5 4177.5 6268.0 12520.0 16695.0 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 地面通信系统遇险报警和遇险通 信 n地面通信系统遇险报警方式与设备： qVHF DSC（在VHF CH70进行） qMF/ HF DSC（在MF/HF DSC遇险和安全呼叫频 率上进行） n能够进行遇险通信的设备及通信方式： qVHF无线电话 qMF/ HF 组合电台的无线电话和无线电传 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 遇险报警信息传递路 由： qVHF DSC 近距离（3050海里）范围内的船 舶（或者海岸电台）； qMF DSC 中距离（200海里左右）

24、范围内的 船舶（或者海岸电台）； qHF DSC 远距离范围内的海岸电台（或者船 舶）； GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 GMDSS地面通信系统值班要求 nVHF DSC CH70值守机应24小时开机值守。 nVHF CH16信道值守:航行中设置在VHF CH16信 道,24H开机守收听。 nMF DSC(2187.5KHz)的值守: 值守机应24小时保持值守。 n在4、6、8、12和16MHZ用HF DSC值守机,保 持24小时连续不断的值守。 nNAVTEX设置接收航区WX、N/W。 nHF WX、N/W 的接收。 n相关海岸电台的通报表（或者通话表）。 GMDSS原理与操作 青岛

25、远洋船员学院 紧紧 急急 呼呼 叫叫 与与 紧紧 急急 通通 信信 q紧急通信： 是指某移动单位或人员就有关人命安全等紧急 情况而进行的通信。比如船员严重疾病、船 舶搁浅、机器严重故障、人员落水、气象突 变、紧急台风警告和紧急航行警告等紧急情 况而进行的通信。紧急通信的优先等级仅次 于遇险通信。这类呼叫和通信应由船舶负责 人或者海岸电台和海岸地球站负责人批准后， 才能发送。 q紧急信号：PAN PAN q可在MF/HF/VHF波段遇险与安全专用 频率上进行。 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 紧紧 急急 呼呼 叫叫 与与 紧紧 急急 通通 信信 q船对船： n DSC呼叫：优先等级与频率

26、 n无线电话紧急信号为 PAN PAN，这 组用语的每个字应该按法语单词 “Panne”读音。 n无线电传紧急信号为PAN-PAN。 q船对岸： n医疗指导： ARQ电传使用MED+ n无线电话 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 q安全通信是指有关航行安全 的通信。比如海岸电台或海 岸地球站播发的航行警告、 气象警告、气象预报等有关 航行安全的信息属于安全通 信；船舶在航行中发现危及 船舶航行安全的情况，或者 本船主机发生故障，正漂流 修理，需告知其它船舶注意， 这类通信也属于安全通信。 安安 全全 呼呼 叫叫 与与 安安 全全 通通 信信 GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 安全呼叫和安全通信安全呼叫和安全通信 n优先等级：SAFETY n安全信号： SECURITE n船舶日常HF DSC与岸台进行测试可以选择安 全呼叫方式。 n船对船播发安全信息： q先进行DSC呼叫； q约定方式与频率，并在DSC安全频率上发出呼叫； q然后用电话或者电传方式播发。 n岸对船：NAVTEX /HF FEC GMDSS原理与操作 青岛远洋船员学院 安全呼叫和安全通信安全呼叫和安全通信 n使用DSC呼叫后，随后在约定的方式和频率上播发安全信 息，电