天津海运职业学院 天津 300350
内容摘要：本文指出了当前的船舶跟踪技术在通用性方面存在的问题,论述了开发船载数字选择性呼叫终端本身具有的通信以及导航数据接口功能,研制通用型船舶跟踪系统的可行性和优越性;着重阐述了利用数字选择性呼叫技术的船舶跟踪系统的组成结构及其工作原理、技术指标;并讨论了该系统的应用前景。
关键词：DSC技术 船舶跟踪 船位
1.系统构成及其工作原理
现代船舶DSC动态跟踪系统根据其功能分布可以划分成两个子系统，一个是岸基分系统，另一个是船载分系统,以下是它的结构框图:
由上图可知,岸基分系统的主要设备有中心计算机、DSC询呼器以及岸基收发信机等通信设备等。中心计算机是控制体系的大脑，负责传递人工指令，并将收到的传输信息转换成人们容易识别的文字符号，大部分的主控软件都要在中心计算机上运行。DSC询呼器是重要的通讯设备，它的主要功能体现在两方面，分别是DSC信号的发送与DSC信号的接收，是联系中心计算机和船舶的重要桥梁。船载分系统的主要设备有DSC终端、定位仪以及船载收发信机等通信设备，其中DSC终端和通信设备又统称为船舶电台，符合GMDSS规范要求。DSC终端的另一个重要功能是采集定位仪数据，接收并回应岸基分系统的指令。以上两大分系统有机的结合起来构成总的船舶DSC动态跟踪系统，运行方式以岸基询呼为主，可以进行一定顺序的“巡回询呼”，也可以进行指定的“临时询呼”。相比于其他跟踪系统具有明显的优势，其优势主要体现在以下三点：第一，DSC动态跟踪系统合理优化了船舶设备配置，将船舶上的通讯设备和导航设备紧密联系起来，不仅解决了设备间的兼容问题，提高了跟踪精度，而且该系统具有更广的实用性；第二，通信设备与定位装置的结合具有很大的经济效益，节约了一定的工程费用和设备花销，降低了该系统的安装门槛；第三，该系统符合GMDSS规范，方便管理、维修、升级等，整体的可靠性有一定保障。
2.DSC终端及数据格式
2.1 DSC终端
DSC终端符合GMDSS规范，是警报系统的重要组成部分，当发生意外情况时，DSC终端可以自动报警，也可以用来进行遇险确认，甚至还可以用来遇险转播，其功能非常强大，随着DSC技术的不断发展，DSC终端现已支持不同类型的查询功能和呼叫功能。19世纪八十年代初期，DSC技术得到了长足发展，其应用也开始由陆地向水上进行扩展。在大量实验研究的基础上，CCRI完成了对493号建议(技术特性)和5引号建议(操作特性)的休整，最终经由海安会(MAC)通过。这就是现在的CCIR493一3建议’和CCRI541一2建议?,根据相关规定，将DSC设备根据其功能特点划分成三大类：满足以上两条建议的为A型设备，这类设备的功能比较全面；具备遇险报警功能和单台呼叫功能的设备称为B型设备，该类设备能够满足大部分功能的需求，属于简易型设备；第三类是C型设备,具备一个VHF电台终端,工作信道比较单一。
2.2 DSC编码格式
DSC的编码方式决定了DSC的编码格式，设计中同常采用群计数码。群计数码是一种特定的编码方式，用十个单位的二进制码元构成一个基础字节，从第一个码元开始相后数至第七个码元为信息码元，从第八个到最后一个构成检错码元。通过检错码元就可检测出信息码元中的“特定信息”。
根据DSC的编码方式可知，第00-99号编码为主要信息段，其中的全部数值以十进制方式表示，先后相邻的数字之间可构成字节，因此，在第00-99号编码之间最多可构成99个两位十进制的数字，可按00一99号码组对应编码。
功能编码序列可以表达很多含义，比如遇险、不同范围的呼叫、海上业务等。通过编码序列也能够得知呼叫的类别，常见的类别有安全、船舶业务、常规等。一般而言代码不同表示的含义不同，同一代码在不同的位置表示的含义也不同。
2.3 DSC呼叫序的格式
1.点阵(ootPttrn
点阵是由二进制数码相互交替组成的一段信号,也被称为O-1序列。它的作用是作为呼叫序列的起始标志;通过点阵序列可以得知值守机对DSC呼叫的开始和停止时间,当O-1序列出现后，停止接收信息，根据所在频率确定整个序列的起始码位同步，区分好时间段分布以后，使序列快速完成二重分集接收。在VHF频段上,所有呼叫均为ZObitS,即持续1/60(5)。
2.定相序列
定相序列掌握正确的时间分段，保证序列的字节同步，减少同步损失，对序列的二重时间分集传输和接收有重要意义。一般而言，0-1序列出现以后，在交替位置发射定相序列代码。定相序列被识别以后,需要进行帧同步。帧同步完成有以下标识。
.正确的接收到相邻的2个Dx和l个Rx
.正确的接收到相邻的1个DX和2个Rx
.正确的接收到相邻的3个RX
以上三种出现其一，即可认为帧同步已经完成。
3格式符(F()rmatspeC1fier)
为了提高信息的可靠性，避免出现信息虚假或丢失的情况，“遇险呼叫”和“全呼”的信息代码需要重复发射，经过两次发射的信息才能得到保障。接收机进行两次解码后，才能得到准确信息。以上两种信息呼叫比较特殊，对待也十分慎重，对于其他类型的呼叫可根据其重要性适当选择呼叫次数。
4.地址(Address)
呼叫地址的意义是相对于呼叫对象来说的。在 “海呼”中,呼叫地址坐标采用墨卡托(Mercator)坐标标准。根据国际上的规定，墨卡托坐标以赤道和格林尼治经度线为坐标轴，两个坐标轴的交点是（0,0），其他地点的坐标以该区域的经纬度为坐标参数。如果所需确定坐标参数的地方为一个矩形区域，根据CCIR规定,取矩形区域左上角为参考点。
3.系统的通信协议和信号特征
系统利用DSC技术实现对海上船舶群船位的动态跟踪管理。通信系统符合CCIR的要求，整体的系统功能有一定的保障。本文在CCIR要求的基础上，分析相关的询呼报文了解其特点。通过数据分析可知，呼叫序列在格式上具有比特同步性和帧同步规律。
3.1 发射种类、频移、波特率
不同信道上采用不同的发射方式，不同的发射方式下，其调制副载波中心频率、频移、波特率、时分间隔等参数也不同。
4.系统的跟踪监测范围
船舶跟踪系统的覆盖面，即船舶跟踪系统的监测范围跟所用的信道有直接联系。在DSC船舶跟踪系统中，可选用的信道有三个频段，分别是HF、MF以及VHF，这三个信道的支持距离也是不断缩短。通过该技术进行海上通信、数据传输具有一定的安全性和可靠性。HF信道在较远距离信号传输方面的研究一直在进行，人们希望不断的提高远程海上通信的可靠度，以及提高特殊情况下的信息传递可靠性。
结 束 语
为将DSC技术引人到船舶动态跟踪领域,笔者负责的课题组作了实质性的工作,研制出DSC船舶动态跟踪系统的岸基专用设备。运行试验表明该样本系统的性能指标与设计要求相符。如何制订相应的无线电规则以便协调好DSC的扩展业务和基本业务的关系,是今后必须深人研究的重要课题。
参考文献
[1]IMO,“发展海上遇险与安全系统”A.283号决议,1973年
[2]IMO,“发展海上遇险与安全系统”A.420号决议,1979年
[3]IMO,SOLAS公约新四章,1988年
论文作者:韩俊欢
论文发表刊物:《科技中国》2017年2期
论文发表时间:2017/5/3
标签：船舶论文; 序列论文; 系统论文; 终端论文; 分系统论文; 功能论文; 设备论文; 《科技中国》2017年2期论文;