3.2. Система cospas-sarsat

Международная космическая система поиска аварийных судов COSPAS-SARSAT состоит из пунктов приема информации на суше (ППИ), спутников, запущенных на околополярную орбиту на высоте 800-1000 км и аварийных радиобуев (АРБ). Для использования в ГМССБ выпускаются АРБ, работающие в диапазоне 406 МГц. Информация, принятая от такого буя, ретранслируется в реальном масштабе времени на ППИ, находящиеся в зоне видимости спутника, а также поступает в запоминающее устройство спутника для последующей передачи. Координаты буя определяются по Доплеровскому сдвигу частоты, что является преимуществом по сравнению с АРБ, работающими в системе INMARSAT. Последние неподвижны относительно своих спутников, и сведения об их местоположении можно получить только в том случае, если введены координаты в сообщение, передаваемое радиобуем. Однако время доставки сообщения в системе COSPAS-SARSAT на СКЦ зависит от взаимного расположения спутников, ППИ и АРБ. С учетом времени ожидания подлета спутника к бую и времени движения спутника от буя до ближайшего ППИ оно может достигать 2 часов.

В системе INMARSAT сообщение от буя до СКЦ доставляется практически мгновенно. АРБ оснащаются маломощным передатчиком, работающим на международной авиационной аварийной частоте 121.5 МГц, предназначенным для ближнего привода поисково-спасательных средств.

3.3. Назначение цифрового избирательного вызова (цив)

Использование цифрового избирательного вызова является одной из основных особенностей радиосвязи морской подвижной службы в составе ГМССБ по сравнению с ранее существовавшей системой связи.

ЦИВ предназначен для автоматического вызова одной или группы станций и передачи сигналов в вызывной цифровой последовательности, обеспечивающих без участия оператора передачу и прием заранее подготовленных сообщений.

Цифровой избирательный вызов используется для:

• оповещения о бедствии, подтверждения вызова бедствия, ретрансляции вызова бедствия;

• извещения судна или группы судов о предстоящей передаче сообщений срочности, важных навигационных сообщений и сообщений безопасности;

• опроса терминалов судов;

• опроса позиции судна;

• установления коммерческой связи;

• соединения с полуавтоматическими/автоматическими УКВ станциями, в частности, соединения с телефонами абонентов.

Принцип действия ЦИВ

На специально выделенных частотах излучается вызывная последовательность. Вид вызывной последовательности строго регламентирован и зависит от поставленной задачи, например, вызов бедствия, вызов индивидуального судна, вызов всех судов и пр. У всех абонентов должны быть включены радиоприемные и передающие устройства для приема и передачи сигналов ЦИВ, а также обеспечиваться автоматическая настройка приемных и передающих устройств судовой радиостанции для приема и передачи сообщений на частотах и видах работы, которые указаны в цифровых вызывных последовательностях. Отметим, что при непрерывной работе передающих устройств постоянно могут быть включены лишь возбудители радиопередатчиков.

После приема вызывной цифровой последовательности и окончания настройки приемопередающих устройств радиостанции абонент посылает ответную цифровую последовательность, подтверждающую готовность к установлению радиосвязи. Предусмотрен комплекс мер для повышения помехозащищенности приема цифровых последовательностей, т.к. ошибка в принятом символе приводит к срыву установления радиосвязи.

Ниже работа автоматической радиосвязи с использованием ЦИВ рассматривается подробно. Как указывалось выше, в зависимости от поставленной задачи виды вызывных последовательностей ЦИВ различны. Ответные последовательности излучаются на тех же частотах, на которых были приняты вызывные последовательности или на спаренных с вызывными частотами. Ниже приводятся основные виды цифровых последовательностей, излучаемых береговыми и судовыми станциями.

Основные виды цифровых последовательностей:

• оповещение о бедствии (передается судовой станцией);

• подтверждение вызова бедствия (передаются береговой или судовой радиостанциями);

• ретрансляция вызова бедствия (передается судовой радиостанцией);

• извещение группы судов о предстоящей передаче сообщений срочности и жизненно важных навигационных сообщений и сообщений безопасности (передается береговой радиостанцией);

• опросная вызывная последовательность поллинга (передается береговой радиостанцией);

• ответная последовательность поллинга (передается судовой радиостанцией);

• вызывная последовательность запроса позиции судна (передается береговой радиостанцией);

• ответная последовательность на запрос позиции судна (передается судовой радиостанцией);

• вызывная последовательность при установлении коммерческой связи по инициативе береговой станции (передается береговой радиостанцией);

• ответная подтверждающая последовательность при установлении коммерческой связи по инициативе береговой радиостанции (передается судовой радиостанцией);

• вызывная последовательность при установлении коммерческой связи по инициативе судовой радиостанции (передается судовой радиостанцией);

• ответная подтверждающая последовательность при установлении коммерческой связи по инициативе судовой радиостанции (передается береговой радиостанцией);

• вызывная последовательность для соединения с автоматической или полуавтоматической УКВ службой (передается судовой радиостанцией).

Формат сигнала для каждого вида перечисленных выше цифровых последовательностей строго регламентирован и определяется определителем формата, который передается в начале цифровой последовательности.

Формат сигналов ЦИВ

Для приема информации сигналов ЦИВ должна быть осуществлена тактовая синхронизация элементарных посылок. ЦИВ использует 10 – битовый код с обнаружением ошибок.

При передаче информационных бит первым передается бит младшего разряда, а при передаче проверочных бит первым передается бит старшего разряда. Первые 7 бит 10 – битового кода являются информационными битами (число кодовых комбинаций – 128), последние три бита в виде двоичного числа означают количество элементов B (B – нуль, Y – единица), которые содержатся в семи информационных битах. В дальнейшем кодовая комбинация называется символом.

С целью повышения помехозащищенности каждый символ в цифровой последовательности передается дважды с временным разносом. Временной разнос превышает интервал корреляции шумов на выходе приемника. За первой передачей на временной позиции DX данного символа следует передача четырех других символов до повторной передачи данного символа на временной позиции RX.

Временной разнос при передаче ЦИВ на ВЧ и СЧ каналах при скорости передачи элементарных посылок 100 бод равен 400 мс, при передаче на ОВЧ каналах при скорости передачи элементарных посылок 1200 бод – 33 1/3 мс.

Разнос во времени передаваемых символов имитирует разнос во времени при приеме на разнесенные антенны. Как известно, этот метод широко используется для повышения помехозащищенности приема в диапазоне ВЧ.

Для тактовой (битовой) синхронизации в месте приема в начале цифровой последовательности передается последовательность точек.

Для определения начала цифровой информационной последовательности (для символьной синхронизации) после точек передаются символы фазирования, обеспечивающие определение позиций символов внутри цифровой последовательности и декодирование символов в месте приема. В конце цифровой последовательности передается символ окончания последовательности.

Классы излучений при передаче ЦИВ

Для передачи цифровых последовательностей на ВЧ и СЧ каналах используется класс излучений FIB (частотная телеграфия) или J2B (телеграфия на одной боковой полосе с подавленной несущей и применением модулирующей поднесущей) со скоростью передачи элементарных посылок 100 бод и частотным разносом 170 Гц. Высшая частота соответствует элементу В, а низшая частота – элементу Y. Режим телеграфии при использовании класса J2B формируется путем подачи звуковых колебаний (1700 + 85) Гц и (1700 – 85) Гц на вход однополосного передатчика (средняя частота модулирующей поднесущей 1700 ГЦ).

Для передачи цифровых последовательностей на ОВЧ каналах используется фазовая модуляции G2B (частотная модуляция с предыскажением модулирующего напряжения 6 дБ на октаву) с помощью манипулирующих посылок, частоты которых 1300 и 2100 Гц.

Средняя поднесущая частота Fср= 1700 Гц. Допустимое отклонение частоты манипулирующих посылок от 1300 Гц и 2100 Гц не превышает +/- 10 Гц. Скорость передачи элементарных посылок – 1200 бод, индекс манипуляции m = 2,0 ± 10% . Полоса занимаемых частот определяется величиной Δ ср f = 10,2 кГц.

Основные требования к передающим и приемным устройствам ЦИВ

Приемное устройство системы ЦИВ должно непрерывно работать и обеспечивать прием цифровых последовательностей на всех международных и национальных вызывных частотах, а также на частотах бедствия, декодирование принятых последовательностей, формирование подтверждающих последовательностей и сигналов телеуправления.

Для исключения возможных ошибок принятые символы цифровых последовательностей на позициях DX и RX проверяются на верность, на верность проверяется также цифровая последовательность в целом. В случае повторного приема цифровой последовательности декодирующее устройство должно сравнивать символы на одинаковых позициях в принятых последовательностях для максимального использования принятой информации. Должна обеспечиваться звуковая сигнализация приема вызовов, визуальная индикация или документирование принятых цифровых последовательностей.

Полоса пропускания приемника на ВЧ и СЧ каналах не должна превышать 300 Гц, а расстройка по частоте ± 10 Гц. Передающее устройство ЦИВ должно передавать вызывные последовательности на выбранных вызывных частотах и частотах бедствия, а также передавать подтверждающие последовательности на частотах, на которых были приняты вызывные последовательности. Частотная расстройка передатчиков не должна превышать ±10 Гц.

Передача десятичных чисел с помощью 10 – битовых кодовых комбинаций

Комбинации от 00 до 99 (табл.5.1.) предназначены для кодирования десятичных чисел. Если последовательно передано пять символов, каждый из которых соответствует десятичному числу от 00 до 99, то первый символ образует тысячи миллионов и сот- ни миллионов, второй символ – десятки миллионов и миллионы, третий символ – сотни тысяч и десятки тысяч, четвертый символ - тысячи и сотни, пятый символ – десятки и единицы. Эти символы используются для передачи адреса, самоидентификатора, рабочей частоты или номера рабочего канала, координат судна, времени определения координат судна, номера телефона (для УКВ-связи).

Д лительность вызывной последовательности

Разделение сигналов цифровых последовательностей в месте приема производится частотно – временным методом. С увеличением числа вызывных частот вероятность одновременного приема различных вызывных последовательностей на одной и той же частоте уменьшается. Для временного разделения важны длительности вызывных последовательностей. длительность вызывной последовательности при установлении коммерческой связи по инициативе береговой станции (рис.5.1а) при скорости передачи 100 бод с учетом повторной передачи символов для ВЧ и СЧ каналов определяется с помощью следующих данных:

• длительность передачи точек – 2 с;

• длительность передачи фазирующей последовательности – 1,2 с;

• длительность передачи определителя формата – 0,4с;

• длительность передачи адреса – 1 с;

• длительность передачи категории – 0,2 с;

• длительность передачи самоидентификатора – 1 с;

• длительность передачи телекоманды – 0,4 с;

• длительность передачи номинала частоты – 1,2 с;

• длительность передачи запроса о подтверждении – 0,6 с;

• длительность передачи знака проверки ошибок – 0,1 с;

Общая длительность вызывной последовательности – 8,1 с.

В зависимости от вида цифровой последовательности общая длительность может меняться в незначительных пределах. Длительность цифровой последовательности при передаче в ОВЧ каналах в двенадцать раз меньше и составляет величину около 0,7 с.

Последовательность точек и фазирующие символы в цифровой последовательности

Последовательность точек обеспечивает тактовую (битовую) синхронизацию в месте приема, символьная фазирующая последовательность позволяет однозначно определить позиции сигналов внутри цифровой последовательности. Фазирующим символьным сигналом на DX позиции является символ 125, который повторяется 6 раз, фазирующим сигналом на позиции RХ является последовательность символов 111, 110, 109, 108, 107, 106, 105, 104.