0327VHF DSC設(shè)備的功能與應(yīng)用.doc..

1、VHF DSC設(shè)備的功能與應(yīng)用 專 業(yè)：航海技術(shù) 姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：摘要 VHF DSC（近距離遇險報警）系統(tǒng)設(shè)備主要由兩部分組成，一部分為無線電話收發(fā)機，另外一部分為DSC系統(tǒng)控制器，它主要是集成在全球海上遇險與安全系統(tǒng)中，當(dāng)船舶遇到緊急情況時，位于船舶上的電臺會發(fā)送遇險報警，由海岸電臺再對此報警信號進行收妥和確認，船舶電臺和海岸電臺還可以利用DSC系統(tǒng)來將報警信號轉(zhuǎn)發(fā)出去。同時，DSC系統(tǒng)還具有無人自動值守等功能，它可以取代船員和無線電話的值守，降低了通信值班人員的工作強度。因此，在航海過程中，VHF DSC具有十分重要的意義，對其進行的研究是十分是有必要且有價值的。本文主要研究了

2、VHF DSC的主要結(jié)構(gòu)組成，主要的功能以及DSC終端及數(shù)據(jù)的格式等，并在此基礎(chǔ)上從VHF DSC設(shè)備的常規(guī)的通信以及VHF DSC遇險報警兩個方面對VHF DSC的主要的業(yè)務(wù)進行了概括總結(jié)，力求為海上船舶系統(tǒng)的安全的航行等提供一定的具有參考價值的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：VHF DSC設(shè)備，海上通信，遇險報警1目 錄1前言12 VHF DSC設(shè)備的功能與組成22.1 DSC的主要的功能22.1.1遇險報警22.2.2 無線鏈路自動溝通22.2.3 無人自動值守功能22.2.4自動呼叫應(yīng)答32.2 DSC的組成32.3 DSC終端及數(shù)據(jù)格式32.3.1 DSC終端32.3.2 DSC編碼格式3 3 D

3、SC設(shè)備的主要業(yè)務(wù)43.1 DSC設(shè)備的常規(guī)通信43.1.1 DSC設(shè)備的常規(guī)呼叫43.1.2 對DSC系統(tǒng)設(shè)備呼叫的收妥確認53.2 DSC遇險報警53.2.1不同情況下遇險報警63.3.2呼叫嘗試73.2.3 DSC遇險報警時呼叫的格式73.2.4 DSC遇險報警的收妥確認73.2.5 VHF DSC遇險報警轉(zhuǎn)發(fā)的收妥確認8 4結(jié)語10 參考文獻1121前言DSC(DIGITAL SELECTIVE CALLING)是全球海上遇險與安全系統(tǒng)(global maritime distress and safety system)中的一個重要組成部分，它主要進行遇險報警和選擇性呼叫功能，由一個

4、具有選擇性呼叫功能數(shù)字終端搭載在船上。DSC系統(tǒng)作為船舶近海航行中安全保障的一種非常關(guān)鍵的重要通信方式，根據(jù)傳輸過程中無線電信號的頻率差別，其又可以具體劃分為：近距離近距離遇險報警（VHF DSC）、中距離遇險報警（MF DSC）和遠距離遇險報警（HF DSC）。其中VHF DSC系統(tǒng)通常應(yīng)用于A1海區(qū)的船舶航行安全系統(tǒng)中1 。DSC呼叫大致分為遇險呼叫、安全呼叫和日常呼叫等幾種類型。具體可以分為遇險時呼叫（報警、確認和轉(zhuǎn)播等）、緊急情況呼叫、安全呼叫、船舶業(yè)務(wù)功能呼叫以及常規(guī)呼叫等。DSC系統(tǒng)是使用了檢錯編碼的技術(shù)。它是由海岸電臺和船舶電臺共同組成的一個數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)，其中電臺工作頻率為

5、MF、HF和VHF海上通信頻帶。它集成在全球海上遇險與安全系統(tǒng)中，當(dāng)船舶遇到緊急情況時，位于船舶上的電臺會發(fā)送遇險報警，由海岸電臺再對此報警信號進行收妥和確認。此外，為了實現(xiàn)海上遇險通信和救援的快速響應(yīng)，船舶電臺和海岸電臺還可以利用DSC系統(tǒng)來將報警信號轉(zhuǎn)發(fā)出去。同時，DSC系統(tǒng)還具有無人自動值守等功能，它可以取代船員和無線電話的值守，降低了通信值班人員的工作強度。利用DSC系統(tǒng)設(shè)備的常規(guī)通信功能可以完成船舶之間以及船舶與陸地海岸之間電臺的業(yè)務(wù)通信功能，系統(tǒng)中還對常規(guī)的重復(fù)呼叫進行了約定2。因此，在航海船舶運行過程中，VHF DSC是發(fā)揮著十分重要的作用的，對其進行研究是十分是有必要且有價值的

6、。本文主要研究了VHF DSC的主要結(jié)構(gòu)組成，主要的功能以及DSC終端及數(shù)據(jù)的格式等，并在此基礎(chǔ)上從VHF DSC設(shè)備的常規(guī)的通信以及VHF DSC遇險報警兩個方面對VHF DSC的主要的業(yè)務(wù)進行了概括總結(jié)，力求為海上船舶系統(tǒng)的安全的航行等提供一定的具有參考價值的理論依據(jù)。2 VHF DSC設(shè)備的功能與組成2.1 VHF DSC的組成VHF DSC（近距離遇險報警）系統(tǒng)設(shè)備主要由兩部分組成，一部分為無線電話收發(fā)機，另外一部分為DSC系統(tǒng)控制器。其中無線電話收發(fā)機工作在甚高頻（VHF）頻段。DSC設(shè)備自身是不帶有通訊功能的，系統(tǒng)通信功能的實現(xiàn)主要是由其中的工作與甚高頻的無線電收發(fā)機來實現(xiàn)3。VH

7、F無線電話收發(fā)機采用單信道，使用G2B調(diào)制模式，發(fā)送包含有量化及數(shù)字信號的載波。DSC系統(tǒng)的基帶信號利用2FSK的調(diào)制方式，其中心頻率為1700Hz左右，頻偏是400Hz 。當(dāng)頻率為1700+400Hz則代表0, 當(dāng)頻率為1700-400Hz時代表1。其數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bp。2.2 VHF DSC的主要的功能2.2.1遇險報警目前，DSC系統(tǒng)設(shè)備是全球海上遇險與安全系統(tǒng)系統(tǒng)中的主要組成部分之一，它擔(dān)任了與地面通信的報警功能。從90年代末投入使用以來，DSC系統(tǒng)設(shè)備逐漸成為了A1、A2海區(qū)船舶航行安全中遇險報警的主要通信方式。利用DSC系統(tǒng)設(shè)備，陸地救援中心可以快速及時可靠地接收到船舶的救

8、援和安全報警信號，它保障了船舶與陸地之間的通信暢通，對增加海上救援的成功率起到了關(guān)鍵影響4。2.2.2 無線鏈路自動溝通利用DSC系統(tǒng)設(shè)備，船舶能夠做到與指定的船舶電臺或海岸電臺之間建立穩(wěn)定可靠的無線鏈路來進行通信，可以滿足船舶到船舶、船舶到海岸、海岸到船舶等的選擇性呼叫、海呼、群呼、或者全呼功能。2.2.3 無人自動值守功能 DSC能自動在相應(yīng)的DSC呼叫頻率上代替人工值守。當(dāng)前，大多數(shù)DSC系統(tǒng)設(shè)備均可在遇險頻率和安全頻率上滿足無人自動遇險呼叫值守（DISTRESS WATCH)功能,還可以在國際頻率上進行常規(guī)的無人呼叫值守（CALL WATCH)5。在VHF DSC上主要利用CH70(1

9、56.525MHz）頻道進行無人自動遇險呼叫值守功能，MF DSC上利用2187.5 KHz頻率實現(xiàn)遇險與呼叫的無人值守功能，HF DSC上主要利用4207.5KHz、6312.0 KHz ，8414.5 KH2、12577.0 KHz,16804.5 KHz等頻道進行遇險與呼叫無人值守功能。DSC系統(tǒng)還可以其它指定的頻率上設(shè)置自動值守。DSC系統(tǒng)設(shè)備可以實現(xiàn)在以上所有頻率上的無人自動值守功能，它可以替代人工值守功能，在海事救援中發(fā)揮著不可替代的作用。2.2.4自動呼叫應(yīng)答在常規(guī)呼叫中，DSC系統(tǒng)設(shè)備可以進行呼叫的自動應(yīng)答功能。在接收到收妥確認消息后，DSC系統(tǒng)設(shè)備會停止DSC系統(tǒng)設(shè)備的呼叫，

10、這樣就節(jié)約了全球海上遇險與安全系統(tǒng)的通信資源。但是，為了避免遇險呼叫信號和安全呼叫信號的遺漏，在遇險呼叫與安全通信呼叫功能中不應(yīng)該進行自動呼叫應(yīng)答。2.3 VHF DSC數(shù)據(jù)格式2.3.1 VHF DSC終端DSC系統(tǒng)是全球海上遇險與安全系統(tǒng)中地面通信功能中進行遇險報警的重要的一個終端載體，同時還承擔(dān)著選擇性呼叫等功能。DSC技術(shù)在十九世紀(jì)八十年代中CCIR 的493號和541號中被首次論證應(yīng)用于海上船舶移動通信業(yè)務(wù)中。此后，又經(jīng)過了長達四年的海上試驗后，于八十年代中期被海安會通過。按照規(guī)定，DSC系統(tǒng)設(shè)備主要分為三種類型6，其中A型功能最全，它可以滿足條款規(guī)定中的所有功能；B型設(shè)備比較簡易，

11、它僅僅具有遇險報警功能，它有部分選擇性呼叫功能，但只能進行單臺呼叫；C型設(shè)備工作在VHF CH70頻道上，它主要作為VHF電臺的一種終端，專門用來發(fā)送和接收遇險報警信號。2.3.2 VHF DSC編碼格式DSC系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用獨特的編碼方式，它的每個字節(jié)均由十個二進制的碼元來組成，這些碼元的前七位用來當(dāng)作信息碼元，搭載各種信息，其后三位被用來進行檢錯，稱為檢錯碼元。最后三位碼元中表示的數(shù)字即為信息碼元“B”的個數(shù)，因此，它總共可以表示128種信息，對應(yīng)著128種編碼序列7。圖 DSC數(shù)據(jù)編碼格式在DSC數(shù)據(jù)中，前99號編碼是傳輸信息中的數(shù)字編碼。這些信息按十進制表示，相鄰兩位可以構(gòu)成一個字節(jié)，兩位

12、二進制的數(shù)字量最多可以達到99個。例如：1個10位十進制數(shù)宇的信息可劃分為5個字節(jié)（表3-6)。表10位十進制數(shù)字信息的編碼序列第100127號編碼序列被用作功能編碼。這28個功能編碼在序列中的不同編碼位置則代表不同的信息。多個字節(jié)組成碼組，多個不同含義的碼組再組成呼叫序列。功能碼組只有一個字節(jié)，因此后28號編碼在序列中都是一個字節(jié)呈現(xiàn)。呼叫序列中功能編碼通常表示該呼叫信號的不同性質(zhì)，如遇險呼叫、海呼、全呼等等；有時也表示該序列信號的類別，如緊急狀況、安全、遇險、常規(guī)等；或者表示遇到危險的性質(zhì)。同樣的代碼在不同的位置也會表示不用的意思。這種編碼具有檢錯功能，但不具備糾錯功能，不能糾錯，故群計數(shù)

13、碼的基礎(chǔ)上加垂直校驗，構(gòu)成垂直校驗群計數(shù)碼，可糾一位錯碼。DSC系統(tǒng)設(shè)備采用二重時間分集方法在信號傳輸過程中對呼叫序列進行處理，這樣呼叫信號的就不容易受到干擾和衰減。3 VHF DSC設(shè)備的主要業(yè)務(wù)3.1 VHF DSC設(shè)備的常規(guī)通信3.1.1 VHF DSC設(shè)備的常規(guī)呼叫 利用DSC系統(tǒng)設(shè)備的常規(guī)通信功能可以完成船舶之間以及船舶與陸地海岸之間電臺的業(yè)務(wù)通信功能，系統(tǒng)中還對常規(guī)的重復(fù)呼叫進行了約定8。海岸陸地電臺對船舶電臺的呼叫海岸陸地電臺用某一固定頻率連續(xù)發(fā)送二次呼叫信息，兩次呼叫的時間間隔在45秒之上。如果連續(xù)二次呼叫之后仍然沒有收到目標(biāo)電臺的回復(fù)確認，海岸陸地電臺會在30分鐘之后用上述頻

14、率再次發(fā)送呼叫信號，或者更換其他頻率在5分鐘后反復(fù)進行呼叫。船舶電臺對海庫電臺呼叫如果船舶電臺呼叫海岸電臺后沒有接收到應(yīng)答消息的話，它會在5分鐘內(nèi)使用此前頻率或者更換頻率來反復(fù)發(fā)送呼叫。如果仍舊無法接收到回復(fù)消息，它會在15秒后重新發(fā)送呼叫信息。如果采用VHF半自動以上連接方式的話，5秒過后，它會重新發(fā)送呼叫。3.1.2 對VHF DSC系統(tǒng)設(shè)備呼叫的收妥確認船舶電臺收到海岸電臺呼叫如果系統(tǒng)具有自動操作功能，那么收到呼叫后系統(tǒng)自動回復(fù)消息進行收妥確認。如果系統(tǒng)不具有自動操作設(shè)備與功能，那么在收到DSC系統(tǒng)呼叫的5分鐘左右的時間內(nèi)，由值守員人工來發(fā)送收妥確認消息。如果在5分鐘內(nèi)沒有進行回復(fù)應(yīng)答，

15、系統(tǒng)會采用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的呼叫序列應(yīng)答以此來代替收妥確認9。海岸電臺收到船舶電臺呼叫由值守人員在接到呼叫的5秒到4.5分鐘內(nèi)給出應(yīng)答進行收妥確認。如果VHF工作在自動或者半自動模式下，系統(tǒng)會在3秒內(nèi)自動進行收妥確認。發(fā)送收妥確認的要求當(dāng)發(fā)送收妥確認消息時，使用的頻率應(yīng)當(dāng)相對應(yīng)。如果對呼叫信息的工作頻率有更換要求的話，應(yīng)當(dāng)進行明確說明并且指出更換到哪個頻率?？梢杂萌斯ず妥詣觾煞N形式來進行收妥確認，但是，如果船舶電臺無法在5分鐘內(nèi)進行應(yīng)答的話，為了代替收妥確認，DSC系統(tǒng)就會發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)默認的呼叫序列。3.2 VHF DSC遇險報警DSC設(shè)備最重要的功能就是在船舶遭遇緊急情況時，船員可以快速方便地使用DSC

16、系統(tǒng)設(shè)備來發(fā)送遇險報警等信息，其它船舶或者海岸電臺接收到這種信息后可以及時得到遇險船舶的詳細信息，方便組織快速有效的救援，保障了船舶和船員的航行安全10。3.2.1不同情況下遇險報警 簡單的自動遇險報警船舶在航行過程中，如果發(fā)生危險情況，比如船舶很快要下沉或者存在爆炸的危險，這時沒有充足的時間讓船員輸入具體的遇險信息，此時可以直接按下DSC控制器按鈕中的遇險報警按鈕，持續(xù)按下6秒鐘，DSC系統(tǒng)就會自動發(fā)送遇險報警信號。如果遇險船舶沒有連接GPS系統(tǒng)的話，報警信號中的位置信息將用10個“9”來替代，遇險報警的時間則用4個“8”來替代，遇險原因與性質(zhì)為未知11。如果船舶連接有GPS的話，報警信號中

17、則包含位置和時間信息，但是報警信號的遇險類型仍然是未知。上述報警方法可以把報警信號發(fā)射出去，其它船舶或海岸救援中心可以據(jù)此知道什么船只遇到危險，無法得到對救援有效的確切信息，給救援工作帶來了一定的難度。(2)人工DSC遇險報警船舶遇到危險的時候，如果時間允許的話，電臺值守人員可以利用DSC系統(tǒng)設(shè)備輸入遇險的詳細信息，然后將船舶的詳細信息發(fā)送給其他電臺。這種詳細信息不僅包含船舶遇險時的時間和位置信息、遇到危險的性質(zhì)，還包括隨后的通信模式和頻率，這樣可以方便救援中心和其它船舶能夠及時在遇險海域開展搜救活動，提高了救援的速度，增大了救援成功率。所有的船舶和海岸電臺都可以接收到這種遇險報警時信號。當(dāng)終

18、端電臺收到報警信號時，為了能夠使人員盡快發(fā)現(xiàn)，這些電臺通常都有聲音和燈光指示，將通信等級定位最高級。在DSC軟件的設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)完善遇險報警的各項功能，使其完整而全面，可以使船舶用最短的時間發(fā)出遇險報警信息。DSC設(shè)備在啟動了遇險報警功能后，其每隔4分鐘左右都會用之前的頻率重復(fù)發(fā)送遇險報警呼叫。當(dāng)其收到有相同頻率上的遇險報警收妥確認或者人為地關(guān)閉了DSC發(fā)信機的電源時，遇險報警會終止呼叫。船舶電臺如果接收到了遇險報警信息，應(yīng)該以同樣頻率繼續(xù)收聽等待周圍海岸電臺對該遇險報警信號進行收妥確認，并持續(xù)守聽。3.2.2呼叫嘗試為了提高遇險呼叫和遇險轉(zhuǎn)播的成功率，DSC系統(tǒng)設(shè)備具有呼叫嘗試功能。它可以

19、在短時間內(nèi)使用若干個頻率上對某一船舶發(fā)送一組或多組呼叫序列。在遇險情況發(fā)生時，呼叫功能的使用可以更快速準(zhǔn)確地發(fā)出遇險報警信息。呼叫嘗試有兩類12：單頻呼叫嘗試：使用某一固定頻率連續(xù)發(fā)送5次呼叫嘗試；多頻呼叫嘗試：使用MF/HF頻帶中的某一頻率上，進行6次呼叫。3.2.3 VHF DSC遇險報警時呼叫的格式DSC遇險呼叫格式包含以下內(nèi)容:格式符：遇險（自動插入）。自識別：船舶的海上移動業(yè)務(wù)識別（MMSI,自動插入）。遇險性質(zhì)：遇險性質(zhì)通常包含如下類別：起火、爆炸（fire/explosion)；擱淺(Grounding)；傾斜（Listing)；傾覆危險(In danger of capsizi

20、ng)；浸水(Flooding)；棄船（Abandoning ship)；沉沒(Sinking)；碰撞(Collision)；失控和漂浮(Disable and adrift)；EPIRB 發(fā)射（僅用于 VHF EPIRB)以及遇險性質(zhì)不明（Undesignated distress)（僅在無遇險信息時使用）等類別。遇險位置：用經(jīng)緯度坐標(biāo)進行船舶定位，或者與GPS連接進行位置修正。遇險時間：遇險時的發(fā)送信息時間。隨后通信方式：說明隨后救援中遇險通信采用的方式，一般使用無線電或者NBDP系統(tǒng)。3.2.4 VHF DSC遇險報警的收妥確認船舶電臺如果接收到了遇險報警信息，應(yīng)該首先以同樣頻率繼續(xù)收聽

21、等待周圍海岸電臺對該遇險報警信號進行收妥確認。接收到遇險報警呼叫后，海岸電臺會用相同頻率對該DSC遇險報警信號進行收妥確認，時間通常在1到3分鐘內(nèi)。如果船舶電臺接收到了遇險報警信息，當(dāng)其進行收妥確認活動時有以下注意事項：如果船舶電臺是在MF或者VHF上收到報警信息，那么其應(yīng)當(dāng)繼續(xù)等待，待海岸電臺對該報警呼叫進行收妥確認。船舶電臺可以使用2182KHz頻率繼續(xù)守聽，此頻率為無線電遇險頻率。如果接到遇險報警3分鐘后仍舊沒有海岸電臺對此報警呼叫進行收妥確認的話，船舶電臺可以用無線電遇險頻率對此遇險報警呼叫進行收妥確認，然后轉(zhuǎn)發(fā)其它電臺或救援中心。船舶電臺持續(xù)接收到DSC的報警呼叫，但是沒有海岸電臺進

22、行收妥確認，此時可以使用DSC對該呼叫進行收妥確認，讓報警呼叫終止，然后轉(zhuǎn)發(fā)給其它電臺、海岸站或救援中心。如果遇險報警信息是由船舶上的電臺在HF上收到的話，并且海岸電臺在三分鐘的時間之內(nèi)并沒有進行一定的確認的話，這種情況下就可以將報警信息轉(zhuǎn)發(fā)給海岸上的電臺。船舶上的電臺在收到報警的信息之后，可以采取以下幾種方式：一方面船舶上的電臺可以在相應(yīng)的頻率之上通過用無線電話的方式來進行確認；一方面船舶上的電臺也可以對報警的電話進行監(jiān)聽一定的時間，并且做好一定的筆錄。3.2.5 VHF DSC遇險報警轉(zhuǎn)發(fā)的收妥確認海岸上的電臺在收到了DSC遇險報警之后，在進行轉(zhuǎn)發(fā)過程之后，應(yīng)該給予DSC遇險報警進行轉(zhuǎn)發(fā)的

23、收妥與確認13。在接收到了遇險報警的信號并且進行轉(zhuǎn)發(fā)之后，船舶電臺應(yīng)該將收信機進行調(diào)整到同頻率中，并且要在無線電話遇險以及安全的頻率之上進行守聽五分鐘。如果在監(jiān)聽過程中并沒有聽到任何有關(guān)于遇險通信的信號，那么船舶電臺就應(yīng)當(dāng)在工作日志上進行相應(yīng)的記載。但是如果在監(jiān)聽過程中收到了任何遇險通信的信號的話，要進一步確定遇險的船舶是否需要一定的援助，如果需要援助的話，則需要立即用無線電話給與收妥確認。與此同時，也應(yīng)該在工作日志上做好相應(yīng)的記錄。 一般來講，DSC緊急呼叫以及安全呼叫，都是分為兩個步驟，即緊急和安全信息引語的發(fā)送以及緊急與安全信息的發(fā)送。緊急和安全信息引語的發(fā)送主要是采用了DSC緊急和安全

24、呼叫格式，并且在遇險和安全頻率（VHF）上來進行發(fā)送的。，其中發(fā)送緊急和安全信息引語的主要的程序如下：首先是將發(fā)信機進行調(diào)諧到遇險和安全的頻率之上。并且在控制器的鍵盤上進行鍵入或者是選擇如下的內(nèi)容：如果所有的船舶進行呼叫或者單呼，其中包括了被呼叫電臺的種類是緊急或者是安全、發(fā)送之后的緊急信息或者是安全信息所使用的通信方式以及使用的頻率等等。再發(fā)送緊急呼叫或者是安全呼叫之后，應(yīng)該馬上把發(fā)信機進行調(diào)諧到呼叫中所給出的頻率或者頻道之上，同時采用無線電話或者窄帶直接的印字電報進而發(fā)送緊急信息或者安全信息。而當(dāng)海上的船舶接收到了發(fā)送給所有船舶的緊急呼叫或者是安全呼叫的時候，就不再需要對于該呼叫進行發(fā)送的收妥確認，而是只需要將收信機進行調(diào)諧到緊急呼叫或者是安全呼叫中所標(biāo)明的頻率之上來進行緊急信息或者安全信息的接收。 4結(jié)語DSC是全球海上遇險與安全系統(tǒng)全球海上遇險與安全系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它主要是集成在全球海上遇險與安全系統(tǒng)中，由一個具有選擇性呼叫功能數(shù)字終端搭載在船上。當(dāng)船舶遇到緊急情況時，位于船舶上的電臺會發(fā)送遇險報警，由海岸電臺再對此報警信號進行收妥和確認，此外，為了實現(xiàn)海上遇險通信和救援的