船舶通信及导航系统安装与操作

任务目标

1.了解NAVTEX系统的组成和业务;

2.能正确安装NAVTEX系统设备;

3.会操作NAVTEX接收机。

任务分析

本任务的最终目的是学会对NAVTEX系统进行安装和操作,为了实现这个目的,必须学会NAVTEX系统的组成、识读系统图和接线图。为了对设备进行有效操作,必须了解NAVTEX播发台的业务特点及NAVTEX的电文格式。

一、NAVTEX系统

NAVTEX是Navigational Telex的缩写,直译为“航行电传”,我国原交通部在1985年将其命名为“奈伏泰斯”。NAVTEX系统是为海上航行的船舶播发航行警告、气象警告、气象预报和其他紧急信息的专用广播系统,是全球航行警告业务的一个组成部分。NAVTEX系统由陆上MSI提供部门、NAVTEX播发台和船上NAVTEX接收机组成。

NAVTEX系统的播发频率是518 k Hz、490 k Hz和4 209.5 k Hz。国际NAVTEX业务主要针对远洋船舶,使用英语在专用频率518 k Hz进行播发;国内的NAVTEX业务主要针对近海航行的本国船舶,使用本国电报编码在490 k Hz、4 209.5 k Hz或本国主管部门指定的频率上播发。

二、NAVTEX业务

NAVTEX业务是指采用NBDP技术,在518 k Hz频率上协调播发航行警告、气象警告、气象预报以及其他紧急海上安全信息的业务,是GMDSS的组成部分。它与EGC安全通信网业务一起构成GMDSS海上安全信息播发系统。

1.NAVTEX播发台的工作方式

各NAVTEX播发台的服务范围以播发台为中心,在半径400 n mile以内,因此一个播发台的覆盖范围是有限的。国际海事组织(IMO)将全世界16个航行警告区作为NAVTEX播发岸台设立的16个基本区,由于各NAVTEX播发台和接收机都在518 k Hz频率上工作,为防止NAVTEX接收机同时收到两个或两个以上播发台的信号而产生相互干扰,NAVTEX系统采用了以下两种方法:

(1)同一航行警告区内的各播发台分时工作。每个NAVTEX播发台每次工作时间不超过10 min,以UTC时间(Universal Time Coordinated 世界标准时间)00时00分作为起始播发时间,按各台的识别字母A、B、C…,顺序播发。这样每个小时可有6个台播发,将这6个台作为一组,共有4组。而每个区内最高24个台轮流工作一次用时4 h,那么每台播发间隔为4 h。第一组的6个台在每天的00 h、04 h、08 h、12 h、16 h、20 h工作,第二组的6个台在每天的01 h、05 h、09 h、13 h、17 h、21 h工作,第三组的6个台在02 h、06 h、10 h、14 h、18 h、22 h工作,第四组的6个台在03 h、07 h、11 h、15 h、19 h、23 h工作,每组6个台按各台的识别字母顺序轮流播发10 min。

这样,每个航行警告区内在任何时间内最多只有一个播发台在工作,避免了区内各播发台之间相互干扰。分时工作方式见表5-2。

表5-2　分时工作方式描述表

(2)相邻航行警告区具有相同识别字母的播发台工作。在相邻航行警告业务区内具有相同识别字母的NAVTEX播发台最近距离必须保证接收机不会同时处于这两个台的发射范围内。

这样,即使识别字母相同的播发台工作时间、工作频率都相同,但接收机在任何时间及任何位置都只能收到一个播发台发出的信号而不会形成干扰。为达到这一要求,每个航行警告区内各播发台识别字母的分配秩序必须按IMO要求分配。NAVTEX发射台的信号覆盖范围取决于发射机的功率和当地的无线电波传播条件,通常白天最大发射功率为500 W,晚上降至150～200 W,范围内可达到所要求的250～400 n mile距离。因此,每个发射台的发射机应有合适的发射功率以保证其所在地区的覆盖范围要求,并且其实际范围也不能超出要求,以免相邻区内相同识别字母台之间相互干扰,发射台的发射功率在夜间通常可降低60%,以不使覆盖范围因在夜间电波传播条件变化而超出要求。

2.NAVTEX发射台的电报播发规定

(1)各发射台共用518 Hz的频率播发,为了避免干扰,经国际协调,各台在规定的广播时间用英语进行国际NAVTEX业务广播。

(2)发射台的广播时间间隔不超过8 h,且要进行协调,以免相互干扰。

(3)在广播时间内,电文的播发次序与电文收到的次序相反,即后收到的先播发。

(4)销号电文只应播发一遍,已被注销的电文在广播中应不再出现。

(5)航行警告只要仍处于有效期,一般在规定的广播时间内应一直重复播发。

(6)气象预报一般每天播发两次。

(7)气象警告应立即播发,然后在下一个广播时间重播。

(8)搜救通知NAVTEX广播不适用于遇险通信。但为了使航海人员警惕和了解遇险情况,最初的遇险电文应使用B2为D在NAVTEX进行广播,并可用B3B4为00。

(9)现无电文:在无信息播发时,可利用这一时间段确认发信机在规定的广播时间内工作是否正常。

(10)应尽量少用缩略语,若使用缩略语时,应严格按照国际上公认的用法。

(11)发射台广播的电报分三个优先级,以确定一个新的电报首次播发时间,其优先等级顺序是:

1)VITAL:非常重要的信息。在频率未被占用时,发射台收到该等级电文后立即播发;如频率被占用,岸台的操作员立即确定是哪个台在广播,并通过各种方法与该台联系,要求该台停止正在进行的发射,以便立即播出“非常重要”等级的电报。当发射台“非常重要”的电报广播完毕后,工作台可恢复正常广播。

2)IMPORTANT:重要信息。当频率未被占用时,“重要”等级的电报可在下一个可用的广播时间内播发。发射台有监听设施,可确定所用频率是否被占用,另一方面还可监听自己发射信号的质量及格式。

3)ROUTINE:除VITAL和IMPORTANT外的常规信息。发射台在收到“常规”等级的电报后,在下一个规定的发射时间内播发。

“非常重要”等级和“重要”等级的电报通常都要重播,至少在下一个规定时间内重播。

3.NAVTEX的电文格式

NAVTEX中,每个发射台播发NAVTEX电文的格式都相同,标准的NAVTEX电文如图5-2所示。

图5-2　NAVTEX电文格式

(1)定向信号。定向信号是使接收机与发射台同步,以保证接收的电文格式与发射端一致。每个播发台在起始播发时,至少发射10 s的定相信号;当一次播发两份以上的NAVTEX电文,两份电文中间所需的定向时间只需5 s就足够了。

(2)起始字组ZCZC。ZCZC是NAVTEX电文发射开始字组,出现ZCZC后,表示同步定向信号结束,收发双方已同步。NAVTEX接收机正确地识别ZCZC和技术编码B1B2B3B4后,才能启动打印机。

(3)电文技术编码(B1B2B3B4)。

B1:是发信台的识别字符,由字母(A～X)组成。

B2:是各类电报的分类代码,由字母(A～Z)组成,各字母的含义见表5-3。

表5-3　B2码及含义

B3B4:报文的双字符编号。从01到99,满99号后该信息种类重新编号,但要避免使用仍然有效的电报编号。00编号的报文是特别重要的报文,如最初遇险电文,这类电文必须强制接收并打印。

(4)交发电文的时间。它作为独立的一行显示。其格式:日、时、分、月、年,用UTC时间表示,用以评估信息的有效性。例如,2005年5月18日12时16分,UTC显示:181216 UTC May 2005。

(5)信息系列标识和顺序号。信息系列标识为播发台所属区,这里的顺序号不同于NAVTEX电文编号B3B4,它是用于鉴别报文来源的。例如,NAVAREAⅡ274。

(6)报文。报文指播发的安全信息的具体内容。

(7)NNNN。表示电文的结束。

NAVTEX电文实例及说明见表5-4。

表5-4　NAVTEX电文实例与说明

三、NAVTEX接收机

NAVTEX系统采用了NBDP通信技术,用CFEC方式工作;系统中采用了七单元恒比码(4 Y/3 B码),调制方式采用FSK方式,调制速率是100波特,移频范围是±85 Hz,中心频率是1 700 Hz。

1.NAVTEX接收机的组成

海上航行船舶按GMDSS设备的配备要求,都安装了NAVTEX接收机,自动接收并打印播发海上安全信息。NAVTEX接收机由518 k Hz接收机、信息处理器和打印机等组成,518 k Hz接收机是一个固定频率的中频接收机,用于接收海岸电台在518 k Hz上发射的NAVTEX信息,进行放大,并还原出1 785 Hz和1 615 Hz的TELEX信号送到信息处理器。

信息处理器由一个解调器和微处理器组成。解调器负责将频率为1 785 Hz和1 615 Hz的模拟电传信号转换为微处理器能够处理的数字信号,并将信息送到打印机打印出来。

图5-3所示为古野NX-700接收机。NX-700A具有内置打印机,其他功能与NX-700B相同。

图5-3　古野NX-700接收机

(a)NX-700A;(b)NX-700B

2.对NAVTEX接收机工作的规定

(1)船舶应根据本船航行区域有关的NAVTEX电台的业务开放情况,设定NAVTEX接收机的B1、B2。

(2)船舶在开航前至少8 h开机值守。

(3)根据航区和电文种类的需要和变化,重新设定B1、B2的选择状态。

3.NAVTEX接收机的特点

(1)单信道接收机应能在518 k Hz接收;双信道接收机应能在518 k Hz和490 k Hz接收;而三信道接收机应能在518 k Hz、490 k Hz和4 209.5 k Hz接收。

(2)可由操作员自主选择发射台及报文种类。

(3)拒收已正确接收的报文。

(4)能计算误码率,只有在误码率小于4%时方可判定为有效接收。

(5)能存储72 h内已正确接收的报文的技术编码,且在断电6 h内不丢失。

(6)具有自测功能。

4.NAVTEX接收机的日常维护

相比MF/HF组合电台和VHF设备,船用NAVTEX接收机属于简易型设备。因其体积小,功能单一,使得日常的维护工作相对简单。

(1)经常利用NAVTEX接收机的自检功能,对设备进行测试检查,随时了解设备的工作状态。

(2)对老式机,应每日检查打印头和走纸是否正常。适时清洁打印头和更换打印纸。

(3)对双信道或三信道接收机,应测试每个信道的接收效果。

(4)经常检查NAVTEX接收机的天线状况。NAVTEX接收机采用有源天线,检查时应注意安全。

任务实施

技能一 NAVTEX系统安装

一、NAVTEX系统图和接线图

1.系统图

NAVTEX系统如图5-4所示。系统由航行警告接收机、天线、电源、打印机等设备构成。

图5-4　NAVTEX系统

2.接线图

NAVTEX接线图,如图5-5所示(以NX-700B为例)。

图5-5　NAVTEX 接线图

二、NAVTEX系统安装

1.NAVTEX天线的安装

(1)使用天线金属配件,稳固地安装在天线杆上。

(2)同轴电缆连接器的连接部分要使用自熔胶带和乙烯树脂胶带进行防水处理。

(3)同轴电缆缠绕成环状时,直径要在200 mm以上,以免芯线折断,如图5-6所示。

图5-6　NAVTEX天线的安装

2.NAVTEX接收机的安装

NAVTEX接收机一般安装在驾驶室的海图桌上。接收机后面的接线如图5-7所示。

图5-7　NAVTEX接收机的接线

技能二 NAVTEX设备操作

一、NX-700B接收机面板

NX-700B接收机面板如图5-8所示。

图5-8　NX-700B接收机面板(www.xing528.com)

二、NX-700B接收机面板基本操作

1.开机

(1)按键开机,接收机会发出“嘀”声,ROM、RAM操作检查正确会显示图5-9所示屏幕。5 s后,在默认设置下,所有的信息都在518 k Hz下显示,如图5-10所示。

图5-9　开机显示界面

图5-10　518 kHz信息显示界面

(2)按[◀]键或[▶]键选择“518 k Hz”或“490 k Hz”。

2.关机

按键关机。

3.调节亮度

按键调整亮度“0”(全黑)至“9”(最亮),按[+]键增加,按[-]键减少亮度。

三、信息处理

1.选择接收模式

(1)按[Menu/Esc]键,进入主菜单,如图5-11所示。

(2)按[▼]键或[▲]键选择“NAVTEX”。

(3)按[Enter]键或[▶]键打开“NAVTEX”菜单,如图5-12所示。

(4)按[▼]键或[▲]键选择接收模式,按[Enter]键,适当选择INS、Auto或MANUAL接收模式,然后按[Enter]键。

(5)按[Menu/Esc]键几次关闭菜单。

图5-11　主菜单界面

图5-12　NAVTEX菜单界面

2.SAR(搜救)信息

(1)当接收到一个SAR信息时,发出响声报警,并显示该SAR信息,如图5-13所示。

图5-13　接收到一个SAR信息的界面

(2)按开关键以外的任意键静音。

3.接收其他信息

(1)收到SAR信息以外的信息,显示如图5-14所示其中之一。

图5-14　接收到其他信息的界面

(a)国际信息;(b)本地信息

(2)如直接读取,按[◀]键选择“YES”,然后按[ENT]键。

(3)如想以后再读取,选择“NO”,然后按[ENT]键关闭窗口。

4.信息选择与读取

按[▲]键或[▼]键选择一个信息,然后按[ENT]键显示信息内容。按[ENT]键在信息清单和信息明细之间转换,如图5-15所示。

5.选择要显示的信息

信息显示类别:All Messages(全部信息)、Alarm Messages(报警信息)、User Messages(用户信息)、Good Messages(正确信息)、Lock Messages(锁定信息)。

(1)在显示信息菜单或信息明细的情况下,按[LIST]键显示选择清单,如图5-16所示。

(2)按[▼]键或[▲]键选择项目:

All Messages:显示所有接收的信息。

Alarm Messages:只显示SAR/WARNING信息。

图5-15　信息选择与读取界面

图5-16　信息清单

User Messages:显示用户在用户选择接收站及在NAVTEX菜单上准备的信息。

Good Message:显示错误率在4%以下的信息。

(3)按[Enter]键关闭窗口。

6.保护编辑信息

(1)有如下情况,会自动删除信息。

1)超过66 h。

2)超过No.200。

(2)防止信息被删除,有以下操作:

1)选择防止删除的信息。

2)按[LIST]键显示列表窗口,如图5-17所示。

3)选择锁定消息“Lock Message”,符号会显示在被选择的信息后面。

注意:

1)选择信息然后选择Unlock Message解锁。

2)当解锁的是一个已接收66 h或No.200以后的信息,会在解锁后立即被删除。

3)总共可以保护50个信息(国际及本地各50%)。

7.打印信息

可通过内置(NX-700A)或外接(NX-700B)的打印机自动或手动打印接收的信息。

(1)打印所有显示的信息。

1)在显示所有信息下按[Print]键,如图5-17所示。

图5-17　选择打印窗口

2)按[▼]键或[▲]键选择“Print”,按[ENT]键打印。

注意:当在打印信息时接收到一个新的信息,该信息不能打印。

(2)打印单个信息。

1)手动打印信息操作。

①按[▼]键或[▲]键在清单中选择所需的信息。

②按[ENT]键显示信息明细。

③按[Print]键,按[▼]键或[▲]键在窗口中选择“Print”,按[ENT]键打印。

2)自动打印信息操作。当接收到一个信息时,可立刻打印。

①按[Menu/Esc]键打开主菜单。

②按[▼]键或[▲]键选择“NAVTEX”,然后按[ENT]键显示“NAVTEX”菜单。

③按[▼]键或[▲]键选择“自动打印”,然后按[ENT]键打开“自动打印”选项,如图5-18所示。

④按[▼]键或[▲]键选择所显示的“All”“User Select”或“Off”。

All:接收时打印所有信息。

User Select:接收时只打印用户选择的信息。

Off:所有信息都不会自动打印。

⑤按[ENT]键。

⑥按[Menu/Esc]键几次关闭菜单。

3)取消打印。当菜单显示时,不能取消打印。

①当显示信息开启打印窗口时,按[Print]键。

②按[▼]键选择“Cancel Print”,然后按[ENT]键。

图5-18　“自动打印”选项

四、频率选择

1.选择本地频率

在自动模式及手动模式下,本地频率有490 k Hz或4 209.5 k Hz。

(1)按[Menu/Esc]键进入主菜单。

(2)按[▼]键或[▲]键选择“NAVTEX”,然后按[ENT]键或[▶]键。

(3)选择本地频道,然后按[ENT]键或[▶]键显示所选的本地频率,如图5-19所示。

(4)按[▼]键或[▲]键选择490 k Hz或4 209.5 k Hz,然后按[ENT]键。

(5)按[Menu/Esc]键几次关闭菜单。

2.选择显示频率

在信息清单中,可按[◀]键或[▶]键在518 k Hz或490(或4 209.5)k Hz之间转换,如图5-20所示。

图5-19　选择本地频率界面

图5-20　频率选择窗口

各种型号的NAVTEX一般都有自检程序,以NX-700型号为例介绍调试方法:按[Menu]键显示主菜单,通过方向键选择“SERVICE”,然后按[Enter]键,选择“TEST”,当出现“START TEST”后,选择“开始自检”,测试正常显示“OK”。

任务总结

通过本任务的学习,了解了海上安全信息播发系统的功能,了解了播发海上安全信息的设备,学会了NAVTEX设备的工作原理和安装与操作过程。