В. М. Кошевой, А. В. Шишкин, В. И. Купровский Система и устройства
 Скачать 0.95 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Для каких целей используется режим дальней связи АИС? 2. Какие системы связи могут использоваться для осуществления режима дальней связи? 3. Какие данные передаются в канале дальней связи? 4. Дайте расшифровку следующих английских аббревиатур: ETA, LR, HF, INMARSAT, TEZ. 40 4. СУДОВАЯ АППАРАТУРА АИС 4.1. Типы станций АИС Станции АИС устанавливаются на подвижных и стационарных объек- тах. К подвижным (или мобильным) станциям относятся: − cудовые станции класса А; − судовые станции класса В; − воздушные станции на поисково-спасательных судах; − станции, устанавливаемые на навигационных объектах; − портативные носимые станции, используемые лоцманами на борту судна. К стационарным станциям относятся: − базовые станции; − репитерные станции. Станции класса А полностью отвечают всем международным требова- ниям и должны устанавливаться на конвенционных судах в соответствии с требованиями Главы 5 СОЛАС. Станции класса В не имеют минимального дисплея для отображения информации, не требуют ввода рейсовой информа- ции. Такие станции предназначены для установки на неконвенционных судах (прогулочные, яхты, рыболовецкие суда). Станции АИС могут устанавливаться на воздушных судах для поиско- во-спасательных операций. Станции, устанавливаемые на навигационных объектах (СНО) выпол- няют роль радиомаяка и передают специальное сообщение 21, содержащее собственный идентификатор, тип СНО, признак точности, местоположение, вид навигационного датчика. К базовым станциям относят АИС, устанавливаемые на береговых станциях, участвующих в системе регулирования движением судов (СРДС). Базовые станции обеспечивают мониторинг, т.е. наблюдение судов в опреде- ленной прибрежной зоне, могут передавать специальные бинарные сообще- ния, содержащие информацию о судах, которые не оборудованы АИС, но со- провождаются береговыми РЛС, а также выполняют многие другие функции. Для расширения зоны действия береговой базовой станции, например для мониторинга акватории, скрытой береговым рельефом, используют ретрансляторы – репитерные станции. 41 4.2. Состав судовой аппаратуры АИС Станция АИС (или транспондер) состоит из двух функциональных уз- лов: основного блока и пульта управления и отображения (ПУО). На рис. 4.1 приведен комплект судовой аппаратуры АИС производства фирмы Транзас. Основной блок обеспечивает все функции АИС и может работать авто- номно без ПУО. ПУО предназначен для взаимодействия с оператором. ПУО получает от основного блока команды управления и передает основному блоку команды ручного ввода. Обмен между основным блоком и ПУО осу- ществляется через последовательный интерфейс RS-422 со скоростью 9600 бит/сек. Основные технические характеристики судовой станции АИС класса А приведены в табл. 4.1. Структурная схема судовой АИС класса А приведена на рис. 4.2. В состав основного блока судовой станции АИС класса А входят: − два приемника каналов AIS-1 и AIS-2 с декодерами TDMA с возможно- стью переключения на региональные каналы; − передатчик, переключаемый на каналы AIS-1 и AIS-2 и на региональные каналы; − приемник и декодер ЦИВ (канал 70); Рис. 4.1. Судовая аппаратура производства фирмы Транзас: основной блок, пульт управления и отображения, антенна АИС УКВ, комбинированная антенна ГНСС типа GPS/ГЛОНАСС 42 − антенный переключатель прием/передача; − антенна АИС УКВ; − антенна ГНСС; − встроенный приемник ГНСС; − кодеры сигналов ЦИВ и TDMA; − микропроцессорный контроллер, управляющий работой аппаратуры; − встроенное устройство интегрального контроля работоспособности (BIIT – Built-In Integrity Test). Таблица 4.1 – Технические характеристики АИС класса А Параметр Значение Диапазон частот 156,025 – 162,025 МГц Шаг частот 12,5; 25 кГц Модуляция и скорость передачи AIS – GMSK; 9600 бит/с DSC – FM/FSK; 1200 бит/с Чувствительность - 107 dBm Мощность излучения радиопере- датчика 2 Вт; 12,5Вт Рабочая температура -15 C ….+55 C Температура хранения -20 C ….+70 C Допустимые вибрации соответствует IEC 60945 Климатическое исполнение защищенное, соответствует IEC60945, IP21 Частота определений координат приемником GPS/GLONASS 1 раз в секунду Погрешность определения коор- динат 45 м; в DGNSS – 1-10м Для подключения основного блока АИС к судовым навигационным приборами предусмотрены следующие каналы (порты). Три входных порта: − порт 1 (SEN1) – для подключения к внешнему судовому навигационному приемнику ГНСС; − порт 2 (SEN2) – для подключения к гирокомпасу; − порт 3 (SEN3) – для подключения к датчику угловой скорости. Для обмена информацией с внешними устройствами предусмотрены двунаправленные порты: − порт MAIN - для подключения к электронной картографической навигационной системе (ЭКНИС); − порт AUX - для подключения к лоцманскому персональному компьютеру; 43 − порт LR – для подключения к аппаратуре дальней связи; − порт RTCM – для ввода дифференциальных поправок от приемника дифпоправок и для выдачи дифпоправок, принятых по каналу АИС. Порт BIIT используется для подключения к системе тревожной сигна- лизации на мостике. Встроенное устройство контроля работоспособности обеспечивает обнаружение ошибок в передаваемой информации и в прини- маемых данных. Если данные какого-либо датчика (например, гирокомпаса) не поступают в аппаратуру АИС, то выдается сигнал «нет данных». При не- исправности оборудования АИС выдается тревожный сигнал и прекращается передача данных. Минимальный (текстовый) дисплей и клавиатура обеспечивают воз- можность ввода в аппаратуру АИС статической и рейсовой информации, а также ввода и отображения текстовых сообщений, связанных с безопасно- стью мореплавания. Конструктивно минимальный дисплей и клавиатура вы- полняются в виде отдельного малогабаритного прибора либо объединяются с основным прибором АИС. Минимальный дисплей должен отображать дан- ные не менее чем по трем судам, включая пеленг, дальность и название суд- Рис. 4.2. Структурная схема судовой АИС класса А Внешний приемник GPS/GLONASS Гирокомпас Датчик скорости угла поворота SEN1 SEN2 SEN3 RTCM MAIN AUX LR Диф. поправки DISP BIIT PWR Антенна GPS/GLONASS 44 на-цели. Другие данные о судне могут быть отображены с помощью горизон- тальной «прокрутки» текста. При этом данные о пеленге и дальности сохра- няются на экране. Путем вертикальной «прокрутки» можно отобразить дан- ные о других судах-целях. При сопряжении аппаратуры АИС с судовым на- вигационным дисплеем все функции ввода и отображения информации реа- лизуются на сопрягаемом дисплее. Встроенный приемник ГНСС обеспечивает временную синхронизацию аппаратуры АИС и является резервным источником информации о местопо- ложении судна. Основным источником информации о местоположении судна в АИС является внешний судовой приемник ГНСС, используемый в навига- ционных целях и сопрягаемый с АИС. Дифференциальные поправки, переда- ваемые береговыми опорными станциями ДГНСС в радиомаячном диапазо- не, могут передаваться от внешнего приемника дифференциальных поправок во внутренний приемник ГНСС. Дифференциальные поправки могут также передаваться береговой станцией по каналу связи АИС и передаваться во внутренний приемник ГНСС. АИС использует информацию о координатах от внешнего и встроенно- го приемников ГНСС. АИС постоянно передает информацию о текущих ко- ординатах и времени. При передаче информации о местоположении судовая станция АИС автоматически выбирает доступный источник информации с высшим приоритетом в соответствии с табл. 4.2. Оборудование АИС должно автоматически выбирать источник опреде- ления местоположения с высшим приоритетом. Если источник изменяется, АИС должна автоматически переключаться на источник, имеющий более вы- сокий приоритет (после 5 с при уменьшении приоритета, и после 30 с при уве- личении приоритета). В течение этого периода времени должно использоваться последнее дос- товерное значение местоположения. При смене источника определения местоположения, должно быть не- медленно передано сообщение № 5 (см. приложение) и соответствующее пред- ложение «ALR» выдано на интерфейс представления данных. Из табл. 4.2 следует, что станция АИС отдает предпочтение приемни- кам ГНСС, работающим в дифференциальном режиме. При передаче коор- динат с учетом дифференциальных поправок станция АИС включает в сооб- щение о местоположении признак высокой точности. При использовании внутреннего приемника ГНСС, работающего в дифференциальном режиме, предпочтение отдается использованию поправок, полученных от базовой станции АИС. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают в обычном режиме, предпочтение отдается внешнему приемнику. Если работоспособность источника информации о местоположении изменяется, то АИС автоматически переключается на другой доступный ис- точник с максимально высоким приоритетом. При смене источника навига- ционной информации должно быть немедленно передано сообщение, содер- жащее статическую и рейсовую информацию, и выдана соответствующая 45 информация на судовой дисплей АИС. Данные о путевом угле и скорости (относительно грунта) должны получаться от используемого источника ин- формации о местоположении. Таблица 4.2 – Приоритет в выборе источника определения местоположения При- оритет Источник определения местоположения Признак точности Время Флаг RAIM Координаты широта/долг. 1 Внешний приемник ДГНСС 1) (приемник ГНСС в диффрежиме работы) 1 UTC, c 1/0 4) Внешние данные 2 Внутренний приемник ДГНСС (внутренний при- емник ГНСС в диффрежи- ме работы с использовани- ем поправок, передаваемых в сообщении № 17) 2) 1 UTC, c 1/0 4) Внутренние данные 3 Внутренний приемник ДГНСС (внутренний при- емник ГНСС в диффре- жиме работы с использо- ванием поправок, переда- ваемых радиомаяком) 3) 1 UTC, c 1/0 4) Внутренние данные 4 Внешняя электронная сис- тема местоопределения 1) 0 UTC, c 1/0 4) Внешние данные 5 Внутренний приемник ГНСС (в стандартном ре- жиме работы) 2) 0 UTC, c 1/0 4) Внутренние данные 6 Не используются средства местоопределения: − ручной ввод − счисление − нет информации о местоположении 0 61 62 63 0 Ручной ввод Счисление Не доступно 181/91 Примечания к табл. 4.2: 1) для любой конфигурации АИС. 2) если внутренний приемник ГНСС используется как резервный для определе- ния местоположения. 3) если внутренний приемник ГНСС работает в дифференциальном режиме с использованием поправок, передаваемых радиомаяком. 4) если средства RAIM доступны – 1, если не доступны – 0. 46 Параметр (флаг) RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, Ав- тономный приемник интегрального контроля) автоматически рассчитывается в соответствии со специальным алгоритмом определения достоверности ко- ординат. При хорошем разведении спутников, по которым рассчитываются координаты параметр RAIM = present (или RAIM = 1), то навигационные данные считаются достоверными и отвечают требуемой точности. Если же RAIM = not present (или RAIM = 0), то навигационные данные имеют ограни- ченную точность. Среди судовых станций класса А выделяется аппаратура ограниченно- го класса А, устанавливаемая по решению национальных или местных мор- ских Администраций на судах, где установка АИС прямо не предусмотрена в требованиях Главы 5 SOLAS. Это могут быть малые рыболовные суда, опе- рирующие во внутренних морских водах, лоцманские, буксирные и другие типы судов. Для станций АИС ограниченного класса А допускаются некото- рые отступления от международных требований и стандартов в отношении сопрягаемых судовых приборов, использования режимов ЦИВ, управления частотными каналами и дальней связи. Для неконвенционных судов используются судовые станции АИС класса В. Судовые станции класса В представляют собой упрощенную аппа- ратуру, устанавливаемая на прогулочных, спортивных и других судах, не по- падающих под требования Конвенции SOLAS, например, на речных судах, выходящих в прибрежные морские воды. Использование мобильных станций класса В на соответствующих судах позволяет уменьшить загруженность ка- нала связи АИС, а также затраты судовладельцев на оборудование судов. Основными отличиями судовых станций класса В являются: − меньшая частота передачи динамической информации (период от 30 до 5 секунд); − использование стандартных сообщений, отличающихся по формату от сообщений станций класса А; − использование внутреннего приемника ГНСС, как в целях АИС, так и в навигационных целях; − возможное отсутствие части режимов работы и функций (режим дальней связи через Инмарсат-С, режим управления частотными каналами, назначенный режим работы и другие). Особым видом судовых станций АИС является портативная (носимая) аппаратура, доставляемая на борт судна и используемая лоцманами. Лоцман- ская аппаратура АИС выполняется в двух вариантах. Если на судне установ- лен полный комплект оборудования АИС, лоцманская аппаратура выполня- ется в виде портативного компьютера (ноутбука) с электронной картой рай- она лоцманского обслуживания, который подключается к судовой станции АИС. Второй тип лоцманской аппаратуры предназначен для использования на судах, не оснащенных АИС, и включает все необходимые элементы судо- вой станции. Приемопередающая часть аппаратуры оформлена в виде прибо- ра защищенного исполнения, снабжена встроенными в крышку антеннами 47 ГНСС и УКВ и устанавливается на крыле мостика или на верхнем мостике. Индикаторная часть аппаратуры в виде портативного компьютера (ноутбука) размещается на ходовом мостике и взаимодействует с приемопередающей частью посредством беспроводного канала связи. В качестве источника ин- формации о местоположении используется встроенный приемник ГНСС в дифференциальном режиме. Связь с гирокомпасом и датчиком угловой ско- рости в большинстве случаев отсутствует. 4.3. Ввод данных по судну Кроме данных автоматически поступающих от датчиков информации (координаты, курс и другие динамические данные) АИС передает также ста- тические и рейсовые параметры судна. Статические данные (MMSI, название и позывной сигнал судна) вводятся при установке аппаратуры АИС на судне и в дальнейшем оператором без особых требований изменяться не должны. Эти параметры следует только контролировать, обращая внимание на полное соответствие MMSI, позывного сигнала, названия судна, указанным в лицен- зии на радиооборудование. Не следует перед названием судна приписывать символы типа M/V, F/V, RMS, FPV или какие-либо другие приставки. Ис- пользование таких приставок в автоматических базах данных береговых служб может привести к недоразумениям. Особое внимание следует обратить на корректность указания точки расположения антенны ГНСС, т.е. параметров A, B, C, D (рис. 4.3). Расстоя- ния A, B, C, D задаются в метрах и соответствуют положению антенны отно- сительно носа, кормы, левого и правого борта судна как это показано на рис. 4.3. Необходимо помнить, что в АИС для получения информации о текущих координатах используются два приемника ГНСС - внешний и встроенный приемник. Каждый из этих приемников имеет свою собственную антенну. Приоритет использования координат от того или иного приемника указан в табл. 4.2. В первую очередь используются координаты от внешнего прием- ника ГНСС, а при невозможности получения данных от внешнего приемника координаты поступают от встроенного приемника. В АИС должны быть правильно введены две разные точки привязки антенн внешнего и встроенного приемника ГНСС. Ввод параметров A, B, C, D осуществляется в разных меню оператор- ского пульта управления. Не следует их изменять без подробного ознакомле- ния с инструкцией пользователя АИС и достоверной информации о распо- ложении антенн внешнего и встроенного приемников ГНСС. Точки привязки антенн приемников ГНСС должны быть указаны в техническом проекте на установку оборудования АИС. Некоторые данные АИС защищены паролем, задаваемым оператором. Пароль следует хранить в надежном месте. 48 Рейсовые параметры (тип судна и перевозимого груза и осадка судна) вводятся в начале каждого рейса и корректируются по мере необходимости. Тип судна и характер перевозимого груза задаются двузначным числом по таблицам 4.3 – 4.5. Таблица 4.3 – Типы судов и перевозимых грузов Первая цифра Вторая цифра 0 – не используется 0 – Все суда данного типа 1 – Резерв для будуще- го использования 1 – Суда, перевозящие опасные грузы, вредные вещества или поллютанты ка- тегории опасности «А». 2 – Суда на подводных крыльях (WIG) 2 – Суда, перевозящие опасные грузы, вредные вещества или поллютанты ка- тегории опасности «В». 3 – См табл. 4.4 3 – Суда, перевозящие опасные грузы, вредные вещества или поллютанты ка- тегории опасности «С». 4 – Высокоскоростные суда 4 – Суда, перевозящие опасные грузы, вредные вещества или поллютанты ка- тегории опасности «D». 5 – См. табл. 4.5 5 – Резерв для будущего использования 6 – Пассажирское судно 6 – Резерв для будущего использования 7 – Грузовое судно 7 – Резерв для будущего использования 8 – Танкер 8 – Резерв для будущего использования 9 – Другие типы судов 9 – Нет дополнительной информации Рис. 4.3. Параметры точки привязки антенны ГНСС A B C D A C B D Макс. значение в метрах 511 511 63 63 Расстояние от антенны до: носа судна кормы судна левого борта правого борта 49 Таблица 4.4 – Другие типы судов Первая цифра Вторая цифра Тип судна 3 0 Рыболовецкое 3 1 Буксирующее 3 2 Буксирующее, длина буксира превышает 200 м или ши- рина превышает 25 м. 3 3 Занятое дноуглубительными или подводными опера- циями. 3 4 Занятое водолазными работами. 3 5 Занятое военными операциями. 3 6 Парусное судно 3 7 Прогулочное судно 3 8 Резерв для будущего использования 3 9 Резерв для будущего использования. Таблица 4.5 – Специальные суда Первая цифра Вторая цифра Тип судна 5 0 Лоцманские катера 5 1 Поисково-спасательные суда 5 2 Буксиры 5 3 Суда портовой службы 5 4 Суда с оборудованием для очистных операций и неф- тесборщики 5 5 Суда служб надзора 5 6 Резерв - для обозначения местных судов 5 7 Резерв - для обозначения местных судов 5 8 Медицинский транспорт (определен Женевской кон- венцией 1949 г.) 5 9 Суда в соответствии с Резолюцией N 18 (Mob-83) Например, для грузового судна, не перевозящего опасных грузов, сле- дует установить код 70. |