現(xiàn)代航海儀器

1、現(xiàn)代航海儀器現(xiàn)代航海儀器航海儀器教研室現(xiàn)代航海技術(shù)的標(biāo)志現(xiàn)代航海技術(shù)的標(biāo)志綜合船橋系統(tǒng)綜合船橋系統(tǒng)IBSIBS定義 - Integrated Bridge綜合船橋 IEC 60992 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 綜合船橋系統(tǒng)綜合船橋系統(tǒng) (IBS) 是為了達到兩個或更多個航行工作單元是為了達到兩個或更多個航行工作單元的傳感器信息或控制指令能集中使用的目的，而將各航行工作的傳感器信息或控制指令能集中使用的目的，而將各航行工作單元相互結(jié)合的組合系統(tǒng)。單元相互結(jié)合的組合系統(tǒng)。它由下述單元任意組合：它由下述單元任意組合： 航行執(zhí)行單元航行執(zhí)行單元; 通訊單元通訊單元; 機電控制單元機電控制單元; 裝卸載貨物控制單元裝卸

2、載貨物控制單元; 航行安全與保密單元航行安全與保密單元. 以及對上述信息或指令進行管理單元以及對上述信息或指令進行管理單元Integrated Bridge綜合船橋 綜合船橋系統(tǒng)綜合船橋系統(tǒng)IBS（Integrated Bridge System，又稱綜，又稱綜合航行系統(tǒng)、自動化航行系統(tǒng)）是繼綜合導(dǎo)航系統(tǒng)合航行系統(tǒng)、自動化航行系統(tǒng)）是繼綜合導(dǎo)航系統(tǒng)INS（Integrated Navigation System）問世之后發(fā)展的一種）問世之后發(fā)展的一種海上自動航行系統(tǒng)。海上自動航行系統(tǒng)。 它采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，將船上的各種導(dǎo)航、操作控制和它采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，將船上的各種導(dǎo)航、操作控制和雷達避碰

3、等設(shè)備有機地組合和功能綜合，利用計算機、現(xiàn)雷達避碰等設(shè)備有機地組合和功能綜合，利用計算機、現(xiàn)代控制、信息處理等技術(shù)實現(xiàn)船舶航行的自動化。代控制、信息處理等技術(shù)實現(xiàn)船舶航行的自動化。 系統(tǒng)的主要特點是具有完善的綜合導(dǎo)航、自動操船、自動系統(tǒng)的主要特點是具有完善的綜合導(dǎo)航、自動操船、自動避碰、豐富圖形界面、通信和航行營理控制自動化等多種避碰、豐富圖形界面、通信和航行營理控制自動化等多種功能。功能。 系統(tǒng)的主要使命是實現(xiàn)船舶航行高度自動化，提高航行的系統(tǒng)的主要使命是實現(xiàn)船舶航行高度自動化，提高航行的安全性、經(jīng)濟性和有效性。安全性、經(jīng)濟性和有效性。Integrated Bridge 的組合舉例Machi

4、nery Control /Speed Communications /AIS Safety / Fire Detection System Passage Execution /Autopilot Voyage Management System / ECDIS 綜合船橋系統(tǒng) 是艦船功能的組合是艦船功能的組合系統(tǒng)，它用一個顯系統(tǒng)，它用一個顯控臺站對導(dǎo)航、駕控臺站對導(dǎo)航、駕駛、機動航行、航駛、機動航行、航行管理、航線計劃、行管理、航線計劃、避讓、輪機監(jiān)控、避讓、輪機監(jiān)控、自動監(jiān)測、自動報自動監(jiān)測、自動報警等功能實施控制，警等功能實施控制，以最少的人力、最以最少的人力、最低的燃料消耗，在低的燃料

5、消耗，在經(jīng)濟安全航線上實經(jīng)濟安全航線上實現(xiàn)自動化航行?，F(xiàn)自動化航行。綜合船橋系統(tǒng)的組成 目前目前IBS己發(fā)展成集導(dǎo)航、控制、顯示、監(jiān)視、管理和通己發(fā)展成集導(dǎo)航、控制、顯示、監(jiān)視、管理和通信功能于一體的綜合航行系統(tǒng)。信功能于一體的綜合航行系統(tǒng)。 IBS接收來自接收來自GPSDGPS，LORAN C、DECCA等導(dǎo)航等導(dǎo)航設(shè)備的本船位置信息，此外，設(shè)備的本船位置信息，此外，LOG、GYRO、測深儀、測、測深儀、測風(fēng)傳感器等將提供本船航速、航向信息及水探、風(fēng)力等環(huán)風(fēng)傳感器等將提供本船航速、航向信息及水探、風(fēng)力等環(huán)境信息。境信息。 IBS的綜合功能包括兩個方面的含義：其一是將上述各種的綜合功能包括兩個

6、方面的含義：其一是將上述各種設(shè)備集中安裝在操縱臺上，便于駕駛員觀測；其二，綜合設(shè)備集中安裝在操縱臺上，便于駕駛員觀測；其二，綜合更重要的是指上述各設(shè)備的信息交換和整體優(yōu)化處理，從更重要的是指上述各設(shè)備的信息交換和整體優(yōu)化處理，從而使而使IBS比上述設(shè)備單獨使用時能在保障船舶航行安全方比上述設(shè)備單獨使用時能在保障船舶航行安全方面發(fā)揮更大的作用。面發(fā)揮更大的作用。 IBS主要包括綜合導(dǎo)航、自動操船和雷達避碰三大功能模主要包括綜合導(dǎo)航、自動操船和雷達避碰三大功能模塊以及其他組成部分。塊以及其他組成部分。X-Band 8 Ft.S-Band 12 Ft.BME Radar/ARPADisplay23

7、Inch TFTECDIS Display 23 Inch TFTNAVIPILOT 4000BMERadar/ARPADisplay23 Inch TFTElectronics UnitElectronics UnitNavigation Planning StationSperry MarineVision FT Integrated Bridge - Nav Series 300 Application DiagramNetwork & Interface NAVIGAT X MK 1 or NAVIKNOT 400 Single Axis Echosounder Weather Sen

8、sor or Station AIS GPS/DGPSNAVIGATION SENSORS NAVIGAT 2100 Fiber Optic or SRD 500 Dual AxisGyrocompass Speed Log PrinterVDRCapsuleCabinetOptional Interface Other SystemsConning Info Display 23 Inch TFTElectronics UnitElectronics UnitX-Band 8 Ft.S-Band 12 Ft.第一章第一章 指向設(shè)備的發(fā)展指向設(shè)備的發(fā)展 現(xiàn)代航海指向設(shè)備仍然以陀螺羅經(jīng)和磁羅經(jīng)為

9、主，但是羅經(jīng)的性能和功能都有很大的改進；隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新型的指向儀器也不斷地發(fā)展起來，如光纖羅經(jīng)，GPS羅經(jīng)和數(shù)字羅盤等指向設(shè)備都已實際裝船使用。陀螺羅經(jīng)陀螺羅經(jīng) 陀螺羅經(jīng)在指北原理方面基本保持原樣。但在羅經(jīng)電路控制上變化較大。特別是計算機技術(shù)的運用，大大地提高了陀螺羅經(jīng)的性能和精度。 其改變體現(xiàn)如下： 電器控制的數(shù)字化 設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)化 使用操作的人性化 結(jié)構(gòu)的小型化一、電器控制的數(shù)字化一、電器控制的數(shù)字化 原理的不變性 陀螺儀+控制力矩+阻尼力矩 電路的復(fù)雜化 各種傳感器的增加 輸出方式的多樣性 控制的數(shù)字化 計算機數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展及更多的性能要求+安許茨22型陀螺羅經(jīng)采用了單

10、片機控制技術(shù)后，大大的提高了設(shè)備采用了單片機控制技術(shù)后，大大的提高了設(shè)備的性能。如：指向精度可達到的性能。如：指向精度可達到0.1并適用于并適用于70kt以內(nèi)的高速船；以內(nèi)的高速船；增加了快速穩(wěn)定功能使穩(wěn)定時間縮短為增加了快速穩(wěn)定功能使穩(wěn)定時間縮短為1小時以小時以內(nèi)；內(nèi)；與與GPS相連后可以自動地消除速度誤差和其他相連后可以自動地消除速度誤差和其他動態(tài)誤差；動態(tài)誤差；由于信息的數(shù)字化，可以和各種傳向系統(tǒng)相連由于信息的數(shù)字化，可以和各種傳向系統(tǒng)相連和轉(zhuǎn)換，如步進式，同步式和數(shù)字式；和轉(zhuǎn)換，如步進式，同步式和數(shù)字式；通過各種傳感器的監(jiān)控和保護技術(shù)的提高，可通過各種傳感器的監(jiān)控和保護技術(shù)的提高，可以

11、使設(shè)備故障率大大地降低，從而延長了維修以使設(shè)備故障率大大地降低，從而延長了維修周期；周期；C.Plath NAVEIGAT X型陀螺羅經(jīng)高速隨動，借助于碼盤提供高精度的數(shù)字航向數(shù)據(jù)，不敏感高速隨動，借助于碼盤提供高精度的數(shù)字航向數(shù)據(jù)，不敏感水平加速度水平加速度自動校正速度誤差，基線誤差，沒有緯度誤差自動校正速度誤差，基線誤差，沒有緯度誤差 ，自動電源緊急更換與狀態(tài)報警，對所有的電源、陀螺儀電流自動電源緊急更換與狀態(tài)報警，對所有的電源、陀螺儀電流和隨動系統(tǒng)進行監(jiān)控和報警和隨動系統(tǒng)進行監(jiān)控和報警 所有分羅經(jīng)都有串行接口，可驅(qū)動最多所有分羅經(jīng)都有串行接口，可驅(qū)動最多12個模擬分羅經(jīng)，個模擬分羅經(jīng)，自

12、動同步分羅經(jīng)，有自動同步分羅經(jīng)，有7個獨立的個獨立的RS 422 & IEC 61162-1串串行輸出；行輸出；2獨立的獨立的 1/6 步進輸出，步進輸出，可向航行打印機輸出：船首向，艏向種類，舵角指示，轉(zhuǎn)向可向航行打印機輸出：船首向，艏向種類，舵角指示，轉(zhuǎn)向速率，速率， 高的平均故障時間間隔和低的電源損耗高的平均故障時間間隔和低的電源損耗電源中斷電源中斷3分鐘之內(nèi)仍可保留指北穩(wěn)定分鐘之內(nèi)仍可保留指北穩(wěn)定 成本降低成本降低 (連線減少連線減少, 更少的組件和更快的設(shè)計與安裝）更少的組件和更快的設(shè)計與安裝） 由于減少了故障點，提高了可靠性由于減少了故障點，提高了可靠性網(wǎng)絡(luò)化的信息連接可以與多種導(dǎo)

13、航設(shè)備相連，網(wǎng)絡(luò)化的信息連接可以與多種導(dǎo)航設(shè)備相連，使多個設(shè)備的擴充與修改變得非常容易。使多個設(shè)備的擴充與修改變得非常容易。 。通過綜合信息的比較可以檢測羅經(jīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性通過綜合信息的比較可以檢測羅經(jīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性二、設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)化二、設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)化 靈活的配置可以滿足消費者的各種需要靈活的配置可以滿足消費者的各種需要傳統(tǒng)的連線傳統(tǒng)的連線 vs. NAVINET 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較連線價格連線價格減少減少20-25%傳統(tǒng)的點對點連線傳統(tǒng)的點對點連線現(xiàn)代現(xiàn)代 NAVINET網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 260.5CAN網(wǎng)絡(luò)總線是備用式連接。如果1號總線有故障，其所有的功能將自動轉(zhuǎn)換到2號總線260.5如果設(shè)

14、備有故障或拔掉插頭，網(wǎng)絡(luò)不會中斷，仍會繼續(xù)工作系統(tǒng)不受任何影響XXX.X每個設(shè)備提供了4個專用插口可連接其它設(shè)備插口# 2# 1所有符合總線要求的設(shè)備都可相互連接，并且可以不考慮任何順序問題安許茨Standard 22 CAN-Bus三、操作使用的人性化 數(shù)字化的陀螺羅經(jīng)為操作者提供了人機對話的操作界面，通過界面的信息顯示和人機對話，可以進行快速準(zhǔn)確的操作。 安許茨標(biāo)準(zhǔn)安許茨標(biāo)準(zhǔn)22型陀螺羅經(jīng)啟動：型陀螺羅經(jīng)啟動： 當(dāng)分配箱主控面板上電源激活后，羅經(jīng)電源接通。接通電當(dāng)分配箱主控面板上電源激活后，羅經(jīng)電源接通。接通電源后的前源后的前30分鐘羅經(jīng)進入加熱階段，這期間羅經(jīng)的航向是分鐘羅經(jīng)進入加熱階段，這期間羅經(jīng)的航向是無效的，數(shù)碼顯示器用無效的，數(shù)碼顯示器用“h-.-”表明加熱階段羅經(jīng)液體溫度。表明加熱階段羅經(jīng)液體溫度。然后進入到穩(wěn)定階段（羅經(jīng)接通電源后然后進入到穩(wěn)定階段（羅經(jīng)接通電源后3小時），這時的航小時），這時的航向可用顯示，但與準(zhǔn)確值相比有誤差應(yīng)引起注意。故在主向可用顯示，但與準(zhǔn)確值相比有