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EPIRB、静水压力释放器【动画原理检查等】碎碎叨叨一大堆

时间:2020-06-29 16:10:11 来源:网络整理 作者:admin

  

EPIRB:紧急无线示位标(EmergencyPositionIndicatingRadioBeacon首字母缩写)。EPIRB用于在紧急情况下帮助救助人员进行定位,从上个世纪七十年代问世至今,无线电挽救了很多人的生命,尤其是乘船的人。

本文主要说卫星应急示位标。

在海洋经济的各项活动中,遇到的一个重大问题是安全与救生问题。在海洋经济活动中可能会发生触礁、大风暴、巨浪、海盗、外国军警船的威胁、海洋生物威胁、平台/船碰撞、失去动力等具有毁灭性的事故,严重威胁人命安全,威胁海洋经济活动。如无法解决海上遇险救援报警问题和降低人员伤亡数量的问题,将直接影响海洋经济的发展。

在发生事故时,往往因船只沉没,或平台进水,或失去能源动力,或电磁扰动等原因,失去能源供应或进水的电台/卫星通信/手机等常常无法使用,其中手机和电台的使用还受距离约束,在很多海域无法正常使用。

为避免发生此类因无法救援或救援不及时带来的人员伤亡,国际上成立COSPAS-SARSAT卫星组织,制定了紧急无线电示位标(EPIRB)的产品规范。COSPAS-SARSAT(COSPAS是俄文的拉丁化,英文的全称是SpaceSystemForSearchofDistressVessels,SARSAT-SearchAndRescueSatelliteAidedTracking)系统,原称为“低极轨道搜救卫星系统”,该系统后来引入了静止卫星作为转发器,因此系统更名为“国际搜救卫星系统”

紧急无线电示位标在沉船后,自动弹出浮到水面,发出遇险求救信号,该求救信号通过COSPAS-SARSAT卫星(含GPS的紧急无线电示位标信号也可通过静止轨道卫星)转发到地面站,报告当前位置、平台信息等。紧急无线电示位标也可在遇险时人工触发,如遇海盗、外国军警侵犯。因信息及时,救援组织往往能在第一时间抵达遇险海域开展救援工作。

作为海洋经济活动中人命安全的最后一道保障,紧急无线电示位标具有其它产品不可替代的作用,由示位标-卫星-地面站-控制中心-营救协调中心-救助单位组成的系统在1982到1984年的试验期间在115例遇险事故幸存的333人中成功营救了289人。在2010年示位标信号帮助641起遇险事故,2338人获救。

随着海洋经济的大发展、从业人员的激增,卫星紧急无线电示位标必将在保障人命安全、保障海洋经济安全方面发挥不可估量的作用。

EPIRB是一个精密的设备,它包括:

一个5瓦的无线电发射器,运行频率40MHz(参见无线电频谱工作原理获得频率的详细信息)

一个0.25瓦的无线电发射器,运行频率121.5MHz

一个GPS接收器

一旦被激活,两个无线电发射器就开始发射信号。大约在39,000公里的高空,一颗GOES气象卫星在地球同步轨道运行,它可以探测到406-MHz信号。无线电发射的信号中嵌入了一个唯一的序列号,如果EPIRB装备了GPS接收器,那么传输的信号中还包含了无线电的准确位置。如果EPIRB注册过,那么海岸巡逻队队员可以从序列号中看出EPIRB的所有者。飞机或轮船上的救助者可以依靠EPIRB上406-MHz或121.5-MHz的信号导向目标进行追踪。

老式EPIRB中不含GPS接收器,因此GOES卫星只能接收到序列号。想要定位EPIRB,需要另一组卫星(如TIROS-N卫星),它们在低极轨道上环绕行星运行。当信号经过这些卫星上方时可以被捕捉到。这样能进行粗略的定位,但是卫星到达它的范围需要好几个小时。

(SART)

紧急无线电示位标(EPIRB,406)与雷达应答器(SART9G):

都起到示位的作用,但紧急无线电示位标(406)的报警距离远(全球),SART的作用距离短,且无法发送详细信息,如果附近没有带有雷达的船舶则无法起效用。

紧急无线电示位标(406)是将详细位置信息和船的信息通过卫星发出求救信号,如在中国附近,该信号会发往北京或香港的国际卫星地面搜救中心。一般而言,紧急无线电示位标(406)报警后,搜救组织派搜救船舶到附近,SART会在搜救船舶抵达附近后起作用。如果紧急无线电示位标(406)自带121.5MHz寻位信号,也能指引搜救平台快速找到该标体,但普通商船无法识别406示位标所发射的121.5MHz信号。船沉后,船员会把紧急无线电示位标(406)带走,随时向卫星发送人员当前位置信号,指引搜救,而当附近没有船舶时雷达应答器则无法起到示位作用。

SART在雷达上应该是这样的反馈信号。

另外EPIRB的释放中有个很重要的设备叫静水压力释放器这里需要提一下:

视频:这玩意儿是怎么自己就把绳子给割断的呢??

静水压力释放器

静水压力释放器是用于系附于船舶的自由漂浮装置(如救生筏,卫星应急无线电示位标等)在船舶沉没或其他需释放时能通过自动和人工方式释放的装置。对于用于国际航行的船舶上的静水压力释放器需通过主管机关认可。

hammerH20型

结构组成

如图片和以上视频所示,其内部机械结构主要是由膜片(membrane),弹簧(spring),刀片(knife)三部分组成。

当水进入腔室后在水压力的作用下,膜片发生变形,从而顶起上方弹簧松开压紧,释放刀片从而切断绳子。

安装与使用

(一)在安装之前,请先检查以下两点:

1、有效期标记(年份、月份);

2、主管机关认可标志。

在确认所有静水压力释放器的上述两点都齐全有效后方可安装使用。[2]

(二)救生筏静水压力释放器的使用

1、自动释放:静水压力释放器将在海水中深度1.5~4m之间自动切断联接绳,从而释放救生筏。随后由于首缆被拉紧将启动救生筏的充气膨胀过程,最后是薄弱环被拉断,使救生筏完全脱离船体。

2、手动释放:打开滑脱环就可放下救生筏。随后由于首缆被拉紧将启动救生筏的充气膨胀过程,最后由人工切断首缆,使救生筏完全脱离船体。

(三)EPIRB静水压力释放器的使用:

1、自动释放:静水压力释放器将在海水中深度1.5~4m之间自动切断塑料螺杆,示位标就会被固定架下盖弹簧的力量弹出来,并以自身的浮力浮出水面开始工作。

2、手动释放:在FB-I型静水压力释放器自动脱离架的上盖上有一个插销。只要用手拉住带有“PULL”标记的拉绳,将此插销拉出来,就可打开上盖,随后示位标就会被固定架下盖弹簧的力量弹出来。

有效期的标记

每一台静水压力释放器上都有一有效期(EXPIRYDATE)标签,并分为年份(YEAR)和月份(MONTH)。被涂黑或挖去的部分就代表了该静水压力释放器的有效截止日期,在此日期到来之时请务必更换新的静水压力释放器。

有效期的标记应是清楚和唯一的,否则即应视为无效。而且每个静水压力释放器产品的编号也是唯一的。有效期的标记工作只能由授权单位进行。

按照《国际海上人命安全公约》(SOLAS)要求,其定期检修时间:

.1间隔期不超过12个月,如不切实际,主管机关可展期到17个月;和

.2在检修站进行检修,该检修站应是胜任检修该装置的,备有适当的检修设施,并仅雇用受过适当培训的人员。

另外一种常用类型

这两种的分别正确系法,如图,别搞错了哈,PSC检查经常发现的缺陷~~

以下是关于EPIRB的详细介绍:

紧急无线电示位标(EPIRB)

1.EPIRB系统的功能

报警(alarm):载体遇到危险时能够自动或人工发射遇险报警。

识别(identification):发射的报警信号中含有识别信息,便于确定载体。

定位(position):信号中含位置信息(GPS),或通过检测其发射的信号计算出其位置(利用多谱勒效应)。

(附带)寻位(homing)功能:121.5MHz(供飞机寻位)或内置SART。

2.EPIRB分类

COSPAS-SARSAT系统406MHzEPIRB;适用所有海区。

INMARSAT系统L-EPIRB(1.6GHz);适用INMARSAT覆盖区。(2006年12月1日关闭L-EPIRB系统,国际移动通信卫星组织不再提供此项业务)

地面通信系统中VHF-EPIRB(CH70);适用A1海区。已经停产,用70频道发送遇险报警信息,通过VHF系统传输到有关部门。

3.EPIRB用途:船对岸报警

第一节COSPAS-SARSAT系统组成及工作模式

COSPAS-SARSAT系统是利用空间卫星为世界各地搜救部门免费提供海事、民航和陆地遇险者报警和定位信息的系统,原称为“低极轨道搜救卫星系统”,近年来,该系统中又引入了静止卫星作为转发器,因此现在系统更名为“国际搜救卫星系统”。

一、COSPAS-SARSAT系统组成

1.系统信标

陆用个人信标PLB(PersonalLocatorBeacon),工作频率:406MHz,工作方式:人工启动。

航空信标ELT(EmergencyLocatorTransmitter)工作频率:121.5MHz/243MHz,工作方式:撞击或人工启动。

船用信标(EPIRB)工作频率:406MHz/121.5MHz;寻位频率:121.5MHz/243MHz

启动方式:人工启动、自动启动。

121.5MHZ信标主要用于—电机上,121.5MHZ信标的性能有较大的局限性,所以1999年国际搜救卫星组织、国际海事组织、国际民航组织利国际电联等有关组织和机构就逐步淘汰121.5MHz和243MHz示位标的问题进行研究和讨论,并作出相应决定,自2003年2月1日起,所有的生产厂家不再生产121.5MHz和243MHz的示位标,到2009年2月1日,全球所有船舶、航空器和陆地用户必须装备统一的406MHz示位标,卫星组织将适当增加406MHz示位标使用的频率,以满足用户的需要。即在现在的406.025MHz的基础上,再增加一个406.028MHz频率。

2.卫星

在其共视区内,起卫星信号中继作用。

1)低极轨道系统卫星(LEOSAR-lowerearthorbit)

低极轨道高度为:850~1000km,LEOSAR卫星由美国提供的SARSAT卫星和俄罗斯提供COSPAS卫星组成,共6个卫星。卫星上有121.5MHz和406MHz信号转发器等。

2)静止轨道卫星(GEOSAR-geostationaryearthorbit),

高度为35786KM,赤道上空。GEOSAR卫星由美国和印度提供的5颗静止轨道卫星组成,卫星带有406MHz转发器。此外,还有2颗美国的热备用卫星在轨道上处于待命状态。

3).地面设施

1)LUT陆地用户终端/地面站(LUT-LocalUnitTerminal)

LEOLUTs,即LEOSAR卫星的LUT。它接收COSPAS—SARSAT的LEO卫星中继的、下行线路1544.5MHz上发送的信标的遇险信息,根据(卫星与无线电信标之间的)多普勒频移、卫星轨道位置、时间等数据信息计算遇险信标的位置,然后将形成的报警报文发送给有关的MCC或必要时直接发给RCC。

LEOLUTs处理卫星实时中继的121.5MHz信标报警信号(COSPAS—SARSAT委员会证实将在2009年2月1日开始中止卫星处理121.5/243MHz信标的发射信号,届时121.5/243MHz信标将全部改换为406MHz信标),对121.5MHz信标提供区域性局部覆盖功能;LEOLUT接收并处理卫星实时处理并转发的406MHz信标报警信号,也接收和处理卫星全球模式的406MHz信标信号,因此对406MHz信标提供全球覆盖功能。

GEOLUTs,即GEOSAR卫星的LUT。它接收并处理由GEOSAR卫星转发的406MHz无线电信标的遇险报警信号。—个GEOSAR卫星的覆盖区很大,GEOLUT能提供所在卫星覆盖区内近乎实时的无线电信标报警数据。

世界上已经有21个国家建立了38个LUT,LUT的地理分布和工作作范围可以覆盖地球表面的大部分。有些地区特别是东南亚地区由多个LUT重叠覆盖,个别地区如非洲南部尚未建有LUT。但该系统可以由搜救卫星利用星上存储器把遇险信号存储起来携带信号飞行,直到有LUT接收到此遇险信号。

2)任务控制中心(MCC:MissionControlCenter)

MCC与LUT相联接,一个MCC至少联接一个LUT(美国的MCC联接了12个LUT其中有一个是GEOLUT):。全球已有22个MCC,M比的主要功能:

对来自LUT和其它MCC的数据进行收集、存储、整理和分类;

监视本MCC服务地区的整个系统状况,在COSPAS—SARSAT系统内进行数据交换;

向相关的救助协调中心RCC或搜救联络点SPOCs发送无线电示位标的报警数据和定位信息;

与搜救通信网络进行信息交换:

过滤虚假报警,解除模糊值。

COSPAS/SARSAT对全球的地理区域进行划分,每一个MCC按照它所属地理区域位置与一个搜救服务区相对应。

二、系统工作模式

实时转发模式(区域覆盖模式)

实时处理模式(区域覆盖模式)

全球覆盖模式(也叫存储、转发模式)

当LUT和示位标不同时在卫星的视区内时,卫星接收406MHzEPIRB示位标的信号,测出多普勒频移,形成数字信息,先存储在卫星上,等到一个LUT出现在卫星视区内时,再转发给卫星视区内的LUT。

特点:存在报警延迟。

卫星绕地球一周大约是100分钟,因此全球覆盖工作模式存在报警延迟,最小报警延迟是30分钟,最大报警延迟是2小时,平均1小时。

一些国家现在正在考虑使用地球同步静止卫星实现对信标信号的实时转发,以消除卫星的等待时延。

目前,由印度发射的INSAT-2B同步卫星装备有406MHz转发器,可以实现对中国全部陆地和海域的实时覆盖。

第二节COSPAS-SARSAT系统定位原理

1.极轨道卫星示位标

极轨道卫星是通过检测卫星和示位标之间由于相对运动而产生的多谱勒频移,然后得出示位标的位置。

多普勒频移的大小与卫星和示位标当时的相对位置有关,由于卫星某一时刻的位置是已知的,这样就能计算出示位标的位置。

定位精度:406MHz信标的定位误差90%在2~3海里以内,121.5MHz信标定位误差约17.2Km;同时又能降低对EPIRB的发射功率需求。

2.静止轨道卫星示位标

示位标其内部装有GPS,把GPS的位置信息通过示位标发送出去。

第三节EPIRB使用、指标

1.G4GPS406紧急无线电示位标

新一代用于GEOSAR的GPS紧急无线电示位标由英国McMurdo(马克默多)公司研制开发、生产,外形如图所示。

使用GEOSAR卫星,G4GPS406EPIRB不仅提供即时的警报(三分钟),而且还提供了船舶的详细信息,如所处位置的经纬度、时间等。定位信息精确性达80米(LEOSAREPIRB定位精度仅为2—3海里),这样加快了救援反应速度,使人命安全得到进一步保障。

G4GPS406EPIRB内置有集成的12通道GPS接收机,使它自动启动并被抛入海中时,会不断更新位置信息。作为McMurdo安全系统产品,该GPSEPIRB符合GMDSS/SOLAS要求。

G4GPS406EPIRB有以下特点:

一体化设计,内置GPS接收机及天线,不再需要外部GPS接收机或接口.

快速定位,开机后一般少于3分钟就能提供准确的求助目标经纬度数据定位精确性达80米

全球范围覆盖

尺寸小巧紧凑,运用了曾获奖的McMurdoE3的设计技术

安装方便

使用Cospas/SarsatGEOSAR系统新的406.028MHz频率

清晰的发射和故障指示

2.EPIRB的装船注册

如果船舶要配备EPRIB,应及时向有关机构注册。注册的内容都在注册卡上标明,主要包括装船EPIRB的出厂序列号、船舶的国籍、船东、船名等信息。如果注册的内容有任何变更,应迅速通知注册机构,比如:船舶的变更、船东的变更、EPIRB的丢失、被盗等,都要迅速通知注册机构。

3.VHF—EPIRB

按照GMDSS对船舶配备要求,在Al海区航行的船舶可以配备能在VHF70频道上发送DSC遇险报警、并使用9GHZ搜救雷达应答器提供寻位信号的甚高频紧急无线电示位标。

VHF-EPIRB发射的遇险报警信息按DSC遇险呼叫格式进行编排。包括:船舶识别码(MMSI)、遇险性质、遇险时船位、遇险时间、以及要求的遇险通信手段等信息。其中遇险时船位由船上导航仪通过示位标接口输入(没有导航仪接入时,船位为五个99、时间为两个88),遇险性质指明是“EPIRB发射”。

VHF-EPIRB的每次发射由5个同一DSC序列组成(DSC的单频呼叫尝试),相邻两次发射的时间间隔为(230+l0n)s,其中n为第n次发射。接收台可以利用上面的算式来推算船舶遇险时间。

VHF—EPIRB的主要技术指标:

(1)工作频率156.525MHZ(VHF70ch)

(2)发射类别G2B

(3)占用带宽

(4)输出功率(e.i.r.p)≥100mW

(5)天线极化方式:垂直极化

(6)调制2FSK付载波1700HZ,频移±400HZ,调制速率1200bps

(7)电池容量足以维持VHF—EPIRB工作至少48h。

SART作用距离:

①如果SART的安装高度离海面1.5m,雷达天线高度离海平面15m以上,搜救船在至少5海里远处就能探询到SART信号;

②飞行高度3000ft(2500m)雷达峰值功率至少10kW的搜救飞机能在不少于30海里远处探询到SART信号,SART能正常应答。

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