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VHF和VHF-DSC VHF & VHFDSC GMDS原理与操作 中国海员之家网站搜集整理 htp:/ww.seaman-cn.com
htp:/ww.54seaman.com一、VHF设备的主要通信功能 1. 水上近距离无线电通信 l 甚高频只能直线传播，受视距限制，理论上约 100海里，实际正常范围30~50海里左右。 l 为避免相互干扰， 一般限制发射功率： 船台：25W/1W2. 工作频段为156—174MHz l 频率f：156M~174MHz l 波长λ=c / f =3*10 8 / 156M~174MHz =1.72~1.92m ≈2m l 天线体积小，安装方便。3. 可实现通信： l A1海区：船←→岸无线电通信 l 船←→船通信（驾驶台之间） l 现场通信（搜救作业）二、VHF无线电设备的配备要求 根据1988年SOLAS公约修正案要求： l 海上船舶必须配备——具有无线电话和数字 选择性呼叫（DSC）通信功能的甚高频(VHF) 无线电通信设备 l 船舶还应配备3台(300一500总吨船舶可以配 备2台)救生艇筏上使用的双向VHF无线电话 通信设备 l 对仅航行在A1海区的船舶可以配备VHF CH70 EPIRB，用以代替卫星EPIRB实现遇险报警。三. VHF—TEL 通信功能 l 港口引航业务、船舶动态业务通信。 l 公众通信。在A1海区船舶能通过该海区的VHF 海岸电台和陆上电话网用户进行通信。 l 驾驶台对驾驶台通信。实现船舶操作、安全 避让、船舶移动等通信。 l 近距离搜救协调通信，搜救现场通信。海上 VHF通信波段CH16道是无线电话遇险和安全 频率。 l VHF CH16信道的值守。四. VHF—DSC呼叫功能 l 遇险报警、遇险收妥。 l 紧急、安全、常规呼叫。 l 打直拨电话（在A1海区可以实现船经岸与陆上 电话网用户的自动连接。） l 自动值守（VHF CH70 DSC值守机）。 l AIS（自动识别系统）采用数字通信技术，工 作在VHF波段，实现了船位的自动播发和收 集，及对附近船舶的监测。 注：VHF—DSC的专用信道——VHF CH70信道频率的划分： l 船台发射：156.025~157.425MHz l 岸台发射：160.025~162.025MHz l 某一频道上，船台的接收频率比发射频率高 4.6MHz
岸台收 船台收 156.025~157.425MHz 160.025~162.025MHz 注意：相邻信道间隔25kHzVHF频道划分： l 国际（ITU）信道：国际电信联盟共有59个信道 l 01~28信道 l 60~88信道 l AIS1：161.975MHz l AIS2：162.025MHz l 美国（USA） 信道：把国际信道的部分双工信道变成单工 信道，并禁用了一些信道。 l 双工变单工：01—05、07、18、19、21—-23、63、65、6、 78—83、8，加原来2个，共43个单工信道。 l 禁用信道：02、15、60、61、64、75。 l 加拿大信道： l 将下列ITU双工信道变为单工信道：CH60—CH62、CH64。 l 专用气象信道： l 美国、加拿大海域广播气象预报：W1~W9 共57个：单工信道20个， 双工信道35个，保护信道2个 AIS专用信道四、几个重要频道——1 l CH16(156.800MHz)：国际无线电话遇险与安 全通信频道，同时也是常规无线电话呼叫频道。 l CH75 、CH76 ：是CH16的保护频道，一般禁 止发射。 l CH15、 CH17 ：将被强制工作于小功率状 态，发射功率不超过1W。四、几个重要频道——2 l CH13(156.650MHz)：船舶间的航行安全通 信，也可用于港口作业、船舶动态。 l CH70(156.525MHz)：水上移动业务VHF波段 的DSC呼叫频率，用于遇险、紧急、安全、日 常DSC呼叫。 l CH06(156.300MHz)：船舶和从事于协调搜救 工作的飞机之间的现场及安全通信。几个常用频道 l 船舶间通信首选VHF CH06信道 l 港口工作通信首选VHF CH12信道 l 船舶移动通信首选VHF CH1信道 l 船岸常规公众通信首选VHF CH26信道。二、VHF的工作种类、工作方式 1. 工作种类 l 电话（VHF-TEL）：G3E （调相无线电话） l DSC（VHF-DSC）： G2B （由副载波调制的单路调相自动报） 注： VHF-DSC调制解调器的调制方式—FSK 副载波频率：1700Hz ±400Hz（0高1低） 中心频率 移频2. 工作方式 ⑴ 单工（SIMP）： l 单工方式：通信双方交替进行发射 l 同频单工：收发频率相同 l 异频单工：收发频率不同 l 船舶间通信只能工作在同频单工方式。单工方式工 作时，同一方的收发机是交替工作的。 l 船用VHF设备的单工操作是由送受话器上的按压开 关PT（PUSH TO TALK）控制的，按下时天线与 发射机相接，并开始工作；接收机与天线断开；对 着话筒讲话，即可把信息发出。松开PT关，发 射机关闭不工作，天线接入接收机，接收机工作， 收听对方讲话。(2) 双工(DUP) l 双工：通信双方同时进行收发操作。 l 方在两个频率上工作： l 甲方的发射频率=乙方的接收频率 l 甲方的接收频率=乙方的发射频率 l 收发频率有一定的频率间隔 l 信息的传递在两个方面上同时进行 l 不带双工器，受PTT控制，称“异频单工” (3) 半双工 l 通信双方： 一方工作于单工方式 另 双式 一对频率关于单工、双工 l 57个信道（01~28、60~8）中的单工信道 有06、08~17、67~7，其余均为双工。 l 注意！ l 船←→船：必须“同频单工” l 船←→岸：单工 半双工 e.g. CH26 船台发(岸收) ：157.300MHz 岸台发(船收)：161.900MHz 甲船发： 157.30M 乙船收 ： 161.90M ？ 若岸台采用船用VHF设备时， 只能使用同频单工与船通信。单、双工比较 l 与陆地通话一般用双工，遇险或重要是需要用 单工。（若用双工发射，则只有岸台能收到， 其他船台收不到。） l 遇险时用CH70报警， 然后转到CH16通话。第二节 VHF设备的组成 和工作原理调制器 解调器 存储器 打印机 发射机 接收机 控制 单元 微处理器
VHF DSC 值守 机 电源 面板 单 元 显示 器键盘 双工器 VHF DSC 终端 +13.8V 一、VHF及VHF DSC组成框图 0： 170 +40=210Hz
1： 170 -40=130Hz 0 1 1 0
FSK二、工作控制原理 l VHF无线电话设备工作在单工方式时： l 收发信机使用同一天线在同一频率上轮流工作，由 送话器上的按压开关控制双工器单元的继电器实现 天线的收发转换。 l VHF无线电话设备工作在双工方式时： l 收发使用同一天线，同时工作，用双工器将收、发 射机相互隔离，抑制发射机对接收机的干扰，保护 接收不被发射机损坏 l 海上VHF的双工收发频率不是同频，有4.6MHz的频 率间隔，并采用双工滤波器进行收、发隔离。三、 VHF无线电设备应满足: l 具有遇险、紧急与安全，船舶业务和常规业务呼叫与话 音通信功能 l 满足控制与显示要求 l 信道切换时间小于5s，收发转换时间小于0.3s。 l 电台工作期间，不会因天线的开路或短路而损坏。 l 开机1mins内工作。 l 具有DSC和双值守功能。 l 信道切换期间不能发射；收发控制不会引发无用辐射。 l 船用VHF的最大频偏为±5KHz。 l 海上VHF容许频率误差为10×10-6 l 船用VHF接收机灵敏度应优于1μV。第三节 VHF发射机一、VHF发射机组成框图 锁相环路调制器 T-MUTE(哑控) T-AF 预加重 限幅器 · · 低通 滤波器 放大器 功放 驱动 放大 VCO 低通 滤波 器 锁相环 缓冲器 功率 控制 电源
25W/1W PT 12.8 MHz +13.8V
+8V T-DATA(数字音频) 语音处理电路二、VHF发射机各部分的作用 1. 语音处理电路: 语音处理电路包括预加重、限幅器、 低通滤波器和音频放大器等电路，主要作用是在调制 前对语音信号进行处理。 l 预加重电路的作用：提高话音中的高音频分量，以克 服VHF无线通信设备，特别是克服频率变换网络输出 噪声随频率的升高而增大造成信噪比下降的问题。接 收方在解调之后相应接有去加重电路，从而使整个传 输过程不产生频率失真。 l 限幅器的作用：将音频信号的幅度限制在一定范围内。 海上VHF最大频偏△fm=5KHz。调频时，频偏正比 于音频信号的电压。为了使频偏不超过规定的最大频 偏值，必须对音频信号的幅度进行限制，以减小边带 扩展。发射机电路中的预加重（高音提 升）电路 l 目的：提高发射机的抗干扰能力。 （高音部分容易受到干扰） 1kHz
f 注意：接收 端要加去加 重电路第四节 海上VHF接收机一、VHF接收机组成框图 高频放大 第一混频 第一中放 音频放大 限幅器 鉴频器 频率合成 器 静噪电路 去加重 第二混频 第二中放 第二本 振
SQL 目的：提高输出信号的清晰度， 使输出信号的信噪比得到了提高。二、接收机内的静噪电路SQL AM FM 门限点 输入信噪比 输出信噪比 静噪旋钮，将右边的放大输出 信号较小时， 输出信噪比严 重恶化三、双值守 DW电路 l 根据SOLAS公约要求，船舶在海上航行要保持 在VHF CH16信道上连续值守，为此要求VHF 无线电设备要具有双值守功能，使接收机能同 时守听两个信道。 l 即某一频道与CH16双值守，具有选择优先信道(海 上VHF的优先信道为CH16)的特性。 l 双值守功能可人工启或关闭，即使已开启双值守功 能，一旦拿下送受话器，该功能将自动关闭；而挂 上送受话器，该功能又自动恢复到启动状态。 l 双值守功能开启期间，所有被扫描信道号应能同时 显示出来。对收到信号的信道号有显示。 l 双值守电路：多谐振荡器 和 自动电子转换开关。双值守原理 l 在双信道守听时，每隔1s或更短的时间间隔， 应检查VHF CH16信道。如果CH16信道出现 信号，接收机立即锁定到此信道，直到CH16 的信号消失，在自动返回另一信道。 DW CH16 CH16 0.1s 1S 1S CH08 0.9s CH16有信号VHF小结 l VHF的通信范围 l 静噪电路的使用 l 预加重电路的作用 l VHF的发射种类：电话、DSC、副载波频率 l 双值守原理 l ITU信道、频率及其使用 l VHF文件结构第五节 JHS-31甚高频设备JHS-31（日本 JRC） ： 包括 甚高频收发信机、 数字选择性呼叫 (DSC)终端和 VHF CH70信道 DSC值守机，以 及打印机。能够 实现近距离的 DSC呼叫和无线 电话通信性能指标： l VHF JHS-31的频率范围： l 发射频率：15.50 Mhz -- 159.50 Mhz； l 接收频率：单工方式：15.50 Mhz -- 159.50 Mhz； 双工方式：160.60 Mhz --- 163.50 Mhz； l 通信方式：单工[SIMP]和双工[DUP]。 l 输出功率：25瓦或1瓦。 l DSC终端的调制方式：FSK；频移：170 Hz ± 40 l 发射机的发射种类：电话：G3E 数字选择性呼叫：G2B或F2B. l B级的DSC设备。DSC值守机可以在70信道上保
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船舶AIS的工作原理及应用分析?
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自组织时分多址接续（SOTDMA）”方式进行信息交换。一、AIS系统的组成一个典型的AIS 系统由两大分系统组成，一个是岸基AIS 系统，再是船用AIS 设备，岸基AIS 系统比较复杂，典型的AIS 岸基系统是由一定数量的AIS 基站和AIS 中心组成，系统通过各种方式与VTS 中心，船舶报告系统、港口信息网、海事系统以及船舶调度等网络相连接，同时也可以与相关航运公司联系，提供相应的信息服务，使上述主管部门及时得到所有船舶的动态，使航运公司了解到本公司船舶的位置。AIS 中心也可以与互联网相连，使用户范围进一步扩大，通过设置一定的权限范围，各用户可以在自己的权限范围内查看相应的船舶信息，得到相应的服务。AIS 中心之间可以相互连接，进行信息交换，各AIS 中心连接成网，在一个国家和地区范围内，就可以实时了解沿岸所有船舶的动态，这对船舶航行管理、船舶追踪以及防止海洋污染具有非常重要的意义。AIS 船用设备，我们将在下面做详细讨论。二、AIS船用设备的组成一个典型的AIS 船用设备是由一台VHF 发射机、二台VHF TDMA 接收机、一台VHF DSC接收机、一台内置GPS 接收机（作为备用）以及AIS 信息处理器、电源和各种必要的外围设备接口组成。VHF 收发由系统信息处理器控制，用VHF CH87B、88B 两个国际专用频道自动发射本船的相关信息，接收周围其它船舶的AIS 信息，频带为25KHZ。AIS 工作的特点是同时在这两个频率上接收信息，而发射信息一般是在这两个频率上交替进行，在人工的干预下，也可以用其它的方式发射。此外，主管部门还可以指配AIS 的区域性频率，AIS 设备应在指定的区域性频率上工作。VHF DSC 接收机的主要目的是接收岸台的频率控制信息，实现AIS 工作频率在不同区域的自动切换，当接收到岸台的频率信息后，AIS 设备将自动地将频率转换到岸台的工作频率上，例如，当我们到达美国水域时，AIS 设备就在DSC 信息的控制下，自动地将工作频率从通用频道转换到28B 频道。船舶AIS 的GPS 信号通常情况下是由船舶GPS 接收机提供，AIS 设备自带的GPS 接收机主要是作为备用设备接收GPS 信号，当船舶GPS 由于其它原因不能提供信号时，AIS 设备自带的GPS 接收机才开始工作，其主要作用是确定本船船位，同时接收GPS 时钟信号，而使每个AIS设备时间一致，实现帧同步。AIS 信息处理器是AIS 的核心部分，用于存储本船识别码、船名、呼号、船型等静态信息与船舶吃水、危险货类、航线等航行相关的信息；处理、存储本船动态信息；将存储的本船最新动态信息、必要的静态信息以及与航行相关的其他信息进行编码后送发射机；对接收来自周围其他船舶的航行数据进行解码并存储解码后的数据；并对接收到的相关数据进行计算得出CPA、TCPA、距离和方位；将本船和其他船舶数据以及计算出的数据信息送信息显示器显示。AIS 的接口主要作用是连接外围设备，目前主要连接的设备有GPS、电罗经、计程仪等设备，目的是获取本船的船位、航向、航速等重要信息，通过接口可以扩充的设备还有电子海图（ECDIS）、雷达、远距离识别和跟踪设备、声光报警设备以及外接计算机，主要是实现综合导航和远距离跟踪和控制等功能，外接计算机主要供引水员使用。电源部分主要为AIS 设备提供所需的电源，目前一般使用直流电源。三、工作原理船舶配备了AIS 设备以后，设备一方面需要向外发送本船的相关信息，同时也要接收在VHF有效作用距离之内其他船舶的信息。接收到的信息一方面用文字的方式表示出来，另一方面可以形象地用雷达图表示，AIS 船舶全部用三角符号“△”表示，直观地显示船舶的相对位置，和运动方向，在电子海图上，可以用矢量线表示船舶的速度，必要时利用尾迹线表示船舶航行的痕迹，船位数据取自GPS 乃至差分GPS，其精度很高。要是在AIS 设备上选择一个目标或者在电子海图中从船舶标志处用鼠标点击一下，便可瞬时显示对应的船名、呼号、MMSI 注册号以及航向、航速、CPA、TCPA 等重要的航行信息，驾驶员了解了这些信息后，就可以非常方便地判断周围其它船舶的运动情况，确保航行安全，同时在进行相互通信可以直呼其船名，信息交流非常方便。AIS 工作在VHF 航海频段，国际电信联盟1997 年无线电大会指定了161.975MHz(87B 频道)和162.025MHz(88B)频道二个VHF 频率作为AIS 工作频道。就完成通信而言，一个无线电频道已经足够了，但是为了防止干扰和转换频道时造成通信损失，每个AIS 站均使用二个频道进行收发。除人工干预外，AIS 应答器都工作在自主连续模式，发射方式是9.6Kb GMSK FM 带宽25KHz或者12.5KHz 数据采用HDL 包协议。根据船— 船通信这样的实际条件，AIS 使用了自组织时分多址技术（SOTDMA）这一核心技术。根据IMO 的AIS 性能标准对要求船舶报告的容量的要求，系统每分钟应有2000 个时隙，但实际上，系统的设计是每分钟4500 时隙，每一帧60 秒，即每60 秒钟建立2250 个时隙，每个时隙约26.67ms, 可传输256bits 的信息，每个AIS 站的船舶报告根据信息的容量自动选择一到三个时隙，分一帧和数帧发射或接收AIS 信息。系统实时动态地调整信道分配具体工作中，在一个AIS 站开始发送之前先要对当时信道的使用状态观察一段时间，搞清时隙使用情况，然后可以选择未占用的时隙，标明需占用的帧数，再发送数据，各AIS 站持续地保持同步，可避免发送时间重叠，新加入AIS 站也不会发生冲突。在数据链负荷超过理论值的90%时，新加入的站可以占用距离最远的台所遥的时隙，从而保证系统有很的过载能力。自组织分时多址技术可以自动解决本台与其他台的竞争问题，即使系统过载、通信仍能保持完好；系统每分钟可以处理2000 个以上报告，本船接收到的数据间隔2 秒可以更新一次。AIS 对DSC 向下兼容，因此岸基的GMDSS 系统可以对装备AIS 的船舶进行识别、跟踪和控制。AIS 采用VHF 频段，它的覆盖距离与其他VHF 设备一样，电波直线传播。距离取决于天线的高度，在海上通常为20 海里左右。由于其波长较雷达长，波的绕射以及衍射作用较强，所以“可视距离”较雷达要好，在地面上的障碍物不太高的情况下，能“看到”障碍物或岛屿背面的AIS站。借助于中继站，可以显著扩大船台和VTS 站的覆盖范围。AIS的应用分析：1、自动发送本船信息，包括本船静态、动态和航次信息；2、自动接收装有AIS 设备它船或VTS 岸站的AIS 信息；3、提供本船操纵信息，以提供VTS 或其它船舶追踪或避让；4、船—船、船—岸之间的短信息交流；5、提供其它辅助信息以避免碰撞发生；6、可以与INMARSAT 移动站、INTERNET 连接，实现信息的远距离传输和管理。应当注意到，IMO为了船舶安全，建议最好不要把AIS系统与国际INTERNET连接。
AIS的工作原理有简化版的没？请问你知道下列问题的答案不？1，航海雷达的性能指标及应用分析是什么,2，雷达图像显示原理，方法及其应用分析是什么？谢谢回答
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船舶AIS为船舶自动识别系统AIS（Automatic identification System)是一种船舶导航设备，通过AIS使用能增强船舶间避免碰撞的措施，能加强ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，能在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、航名等信息，达到改进海事通信的功能和提供一种船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。AIS采用船舶全球唯一编码体制，即MMSI码来作为识别手段。每一船舶从开始建造到船舶使用解体，给予一个全球唯一的MMSI码。
ASI技术标准规定：每分钟划分为2250个时间段。每个时间段可发布一条不长于256比特的信息，长于256比特的信息需要增加时间段。每条船舶会通过询问选择一个与他船不发生冲突的时间段和对应的时间段来发布本船的信息。其主要作用为：船舶避碰：安装AIS船台航行于长江口水域的船舶能自动识别和信息交流。 海事管理：对船舶航行的静态和动态信息进行连续的监视和管理。
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