海上搜寻技术及方式.docx
《海上搜寻技术及方式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《海上搜寻技术及方式.docx(23页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、海上搜寻技术及方式#学院本科生课程作业 课程名称:应急搜寻救援 题目:海上搜寻技术与方式 课程名称: 应急搜寻救援 院系名称: #学院 专业班级: #班 学生姓名: # 学 号: 123456789125 指导教师: # 目 录 一、海上搜寻技术 . - 3 - 全球海上遇险与安全系统(GMDSS) . - 3 - 海洋卫星通信系统 . - 3 - 国际移动卫星组织( INMARSAT )系统 . - 3 - 全球卫星搜救系统( COSPAS /SARSAT系统) . - 3 - 海上安全信息播发系统 . - 4 - 无线电数字选择性呼叫系统 . - 4 - NAVTEX系统 . - 4 -
2、船舶报告系统 . - 4 - VTS . - 5 - 1)脉冲多普勒雷达在VTS中的应用 . - 5 - 2)GPS 在VTS中的应用 . - 6 - 3)AIS技术的应用 . - 6 - 地面无线电通信系统 . - 6 - 甚高频(VHF)通信技术 . - 6 - 国际搜救卫星系统 . - 7 - 国际海事卫星标准岸站系统 . - 7 - 海上搜寻智能辅助决策系统 . - 8 - 1、手机定位技术 . - 8 - 2、声呐探测技术 . - 8 - 3、黑匣子技术 . - 8 - 4、基于蒙特卡洛方法的海上搜寻区域确定模型(海洋漂流模型)技术 . - 9 - 5、搜救优化计划系统 . - 9
3、- 二、海上搜寻方式 . - 9 - 1、视力搜寻 . - 9 - 扇形搜寻方式 . - 9 - 扩展方形搜寻方式 . - 10 - 平行扫视搜寻方式 . - 11 - 航迹线搜寻方式 . - 12 - 横移线搜寻方式 . - 12 - 横移线协调搜寻 . - 13 - 岸线搜寻. - 13 - 移动矩形搜寻 . - 13 - 2、夜间搜寻方法 . - 15 - 直升飞机作为搜寻设施 . - 15 - 单艘船舶作为搜寻设施 . - 16 - 多艘船舶编队作为搜寻设施 . - 16 - 3、电子搜寻方式 . - 16 - 三、海上搜寻方法的选择 . - 18 - 1、选择搜寻方法应当考虑的因素
4、. - 18 - 2、搜寻方式的选择 . - 19 - - 2 - 一、海上搜寻技术 全球海上遇险与安全系统(GMDSS) GMDSS是一个为海上航行船舶提供自动紧急通信的全球网络系统,适用于国际航线300总吨以上的运营货船和所有的客轮。GMDSS指岸上的搜寻与救助组织SAR)及海难地点附近的船舶,通过卫星地球站和地面通信岸站尽快地得到报警,在搜索与救助组织的统一协调下展开救助。IMO为GMDSS定义了九种基本的通信功能,针对这些功能对其设备提出了特殊要求。船舶无论航行在任何海域,在航行过程中,都必须配备能执行这九种通信功能的无线电设备。它们是:船对岸海难报警;船对船海难报警;岸对船海难报警;
5、搜索与拯救协调通信;现场通信:定位信号;发送和接收海上安全信息:常规无线电通信;驾驶台对驾驶台通信 海洋卫星通信系统 卫星通信是GMDSS的重要组成部分。GMDSS目前使用的海洋卫星通信有两大系统: 国际移动卫星组织( INMARSAT )系统和全球卫星搜救系统( COSPAS /SARSAT系统)。 国际移动卫星组织( INMARSAT )系统 INMARSAT系统主要由海事通信卫星、卫星控制中心( SOC) 和测控站( TT&C ), 网络协调站( NCS)、网络控制中心( NCC) 以及海岸地球站(地面站LES)和船舶地球站( 移动站MES)组成。INMARSAT 卫星控制中心设在伦敦I
6、NMARSAT总部, 它通过测控站负责对INMARSAT卫星进行监测、协调和控制。INMARSAT在全球四个洋区都指定一个岸站兼作网络协调站, 负责对本洋区通信网的营运和管理。地面站是陆地网络和移动终端的网关(接口), 通过卫星和移动站进行通信,并为移动站提供国内或国际网络通信的一个接口。 全球卫星搜救系统( COSPAS /SARSAT系统) COSPAS /SARSAT系统是一个国际性卫星辅助搜救系统。为世界上所有负责海上、空中和陆地搜救行动的组织提供服务, 主要功能是无线电定位。该系统由卫星、EPIRB、区域用户终端( LUT)和任务控制中心(MCC )组成, 其工作频率为121. 5M
7、H z、243MH z、406MH Z。系统目前使用四颗低高度极轨道卫星, 提供全球包括两极区域在内的船对岸遇险报警服务。GMDSS 系统要求航行于四个海区的船舶必须配备406MH z自浮式卫星应急无线电示位标。EPIRB 在遇险时可人工或- 3 - 自动启动, 发出包括本船识别码在内的遇险报警信息, 当极轨道卫星通过时, 由卫星转发器接收处理和中继后转发到地面上的区域用户终端, 然后通过陆上公众交换网或专用线路通知任务控制中心和有关的搜救协调中心, 完成船对岸的遇险报警。 海上安全信息播发系统 为了保证航行安全,需要及时有效地由岸上向航行的船舶提供有关海上航行的安全信息,海上安全信息包括航行
8、警告、气象警告、气象预报和其他海上紧急信息。 世界航行警告业务是由IMO和IHO为协调发射区域性无线电航行警告业务和其他紧急信息而设置的。WWNWS的区域界限不是按国家所有权海域划分的,而是按地理位置和电波可能覆盖的范围划分的,称为NAVAREA(Navigation Area)区域,把世界划分为16个航行警告区,每一区域都由一个指定的协调国负责。 无线电数字选择性呼叫系统 地面无线电数字选择性呼叫分系统是指通过中频、高频和甚高频三个频段利用数字选择性呼叫(DSC)、窄带直接印宇电报(NBDP)、单边带无线电话(SSBRT)和甚高频无线电话(VHFRT)进行的遇险报警、遇险安全通信及搜救现场通
9、信。 NAVTEX系统 奈伏泰斯(NAVTEX)系统是全球海上遇险和安全系统的一个组成部分。这个系统就是海岸电台在518kHz单一频率上用英语以窄带直接印字电报方式,向船舶播发航行警告、气象预报及其它紧急信息的公益性广播服务系统。它的业务包括:航行警告、气象警告、大风警告、冰况报告、搜救和营救通知、领航业务和电子导航系统(包括台卡、罗兰、奥米加、卫星导航)的有关信息等。 船舶报告系统 船位报告系统GMDSS中是作为收集、选择、传播信息并有助于减少海损事故或促进遇险船舶尽快得到救助的一种预防措施。下面简单介绍几个国内外有关 组织及船舶报告制度。 - 4 - VTS 船舶交通管理系统,简称 VTS
10、是主管机关为了增进船舶交通安全和效率以及保护环境所设立的一种设施。其主要功能是收集水域内船舶交通有关信息;对搜集到的信息进行处理;实现对水域内船舶进行监视、咨询服务及交通组织管理。自世界上众多国家建立VTS 以来,它在增进船舶航行安全,提高航运效率,保护水域环境等方面,做出了卓有成效的贡献,它所带来的经济效益和社会效益也已被众多国家所证实。 1)脉冲多普勒雷达在VTS中的应用 VTS 作为交通管理系统,离不开交通监视及船舶运动等大量信息的搜集,而雷达则是完成这一任务的技术手段,因此雷达子系统是VTS 的重要组成部分。目前,VTS 中的雷达子系统普遍采用单载频非相参脉冲体制。该体制雷达的优点是形
11、成与处理较简单、成本低,虽然其目前仍基本能满足探测目标和测定目标位置的要求,但随着水上交通航运业的发展,船舶趋于大型化、高速化,交通密度和危险货物量不断增加。这就要求现代化港口船舶交通管理系统必须具有更完善的功能和拥有更先进的技术手段,特别是作为VTS 系统心脏的电子计算机信息存储和数据处理子系统技术性能的迅速提高,要求有更高质量的雷达传感信息。显然,普通脉冲体制的雷达信号由于其固有的局限性,已与发展形势越来越不适应,这就要求人们研究新体制下雷达在VTS 中的应用。 为了克服单载频非相参脉冲信号的局限性,可采用可压缩大时宽带宽积的雷达信号,它可独立地选择波形参数以同时满足雷达的最大作用距离、距
12、离分辨力和测量精度。脉冲多普勒雷达采用无穷序列相参脉冲的发射信号,当波束扫描时,收到的是有限序列的相参脉冲串信号。分析表明相参脉冲串信号具有大时宽带宽特点。它保留了窄脉冲信号形式,具有一定的带宽,从而具有高的距离分辨力;又采用相参信号形式,加大了信号的持续时间,即增加了信号的等效时宽,从而获得高的速度分辨力和最大作用距离。因此,这种雷达具有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,能较好地在杂波背景中,分辨所需的运动目标回波。由于脉冲多普勒雷达可以兼得这两项功能,用于VTS 将改善目前VTS中雷达子系统存在的缺陷,更有效地提高和加强VTS 系统的功能,因此采用该体制- 5 - 雷达是必要的
13、。而且,比起VTS 建设的总投资,新体制雷达的价格仅占很小的比例,性价比极高。 2)GPS 在VTS中的应用 目前,VTS 仍采用雷达作为主要监测技术手段。由于所采用的雷达存在着目标观测性能的局限性,使得所提供的目标位置精度及分辨力不高,目标特征参数少不易识别,以及造成目标的误漏跟踪、丢失跟踪及动态精度不高等问题。特别在目标密集、机动大或海浪、雨雪等杂波干扰时更为严重,影响了系统对目标的监测,制约系统的整体功能。 全球卫星导航定位系统提供了全球、全天候、连续、高精度定位的优良性能。应用GPS资源将为水上运动目标有效监测、识别、跟踪开辟一个新的途径。其高精度的定位信息将有助于改善目前雷达存在的各
14、种局限性。利用GPS 资源,VTS 可建立高精度定位子系统,即船舶将GPS(DGPS)接收机所测得的数据通过数据链发送给VTS 中心,经数据融合处理,可在VTS 终端显示器的电子海图背景上显示出目标的高精度船位和航向、航速等数据,利用多传感器(雷达、GPS)的数据融合,在解决系统探测、跟踪和识别方面有重要运用。 3)AIS技术的应用 在 VTS 中使用GPS 资源,其关键技术在于如何将船舶的GPS(DGPS)信息可靠高速地发送至系统以及系统如何将雷达与GPS(DGPS)数据融合处理,即多传感器信息融合处理,以实现雷达和GPS(DGPS)的信息互补,改善雷达存在的局限性。国际海事组织(IMO)提
15、出的,作为未来全球海上实施的系统船载自动识别系统(AIS)将为船舶GPS 信息的发送提供技术支持。 根据IMO 的规定,AIS 应具有以下性能:改善避碰的船载自备工具;无需雷达可使VTS获得交通信息的工具;船位报告系统的工具。具体来说,AIS 是船载的、工作于海上的VHF 频段的广播应答系统,它以一定的更新率向船岸发送船舶识别、船位及其他船舶信息。 地面无线电通信系统 甚高频(VHF)通信技术 VHF是海上搜寻最重要的通信方式, 通常用来进行水上近距离无线电通信。 - 6 - 甚高频又称超短波(米波) , 指波长为10 1米, 频率在30 300MH z之间的无线电波。正常情况下, 这个频段内
16、的无线电信号基本上都是沿直线方式传播, 传播的距离一般在100海里以内, 实际正常范围30 50海里左右。VHF在四个海区中都采用。在A1海区进行船- 岸无线电通信、船- 船驾驶台之间通信和现场搜救作业通信。在A2- A4海区进行船- 船之间通信和现场搜救作业通信。VH F70 频道( VHFCH 70)遇险安全数字选择性呼叫( DSC )功能则在四个海区中都使用。中/高频(MF/HF)通信技术 MF /H F是海洋通讯和海上搜寻中使用历史较长的一种传统通信方式, 目前在A1 以外海区的搜寻通信中仍占有重要地位。 中频(MF)指波长为1 000 100米, 频率在300 3 000 kH z之
17、间的无线电波。这个频段内的无线电信号主要靠地波传播, 也伴有部分天波。白天靠地波, 可传播200海里; 夜间靠地波和天波, 可传播400 海里, 主要用于海上中距离通讯业务。高频(H F) 又称短波, 指波长为100 10米, 频率在330MH z之间的无线电波。这个频段内的无线电信号主要靠电离层波(天波)传播, 传输距离可达数千公里, 主要用于海上远距离通信。 国际搜救卫星系统 低极轨道国际搜救卫星系统(COSPASSARSAT)是由加拿大、法国、美国、俄罗斯四国建设并管理用于协助搜救工作而设计的卫星系统恤1。由三个基本部分组成:第一部分是示位标这是些小型应急发射机它们可分为:船载紧急指位无
18、线电信标(EPIRB)、机载紧急指位发射机(ELT)、便携式陆用信标(PLB)。第二部分是低极轨道空间器标准的空间系统由四颗卫星组成。第三部分是由LUT和MCC组成的地面段LUT与MCC紧密相连。LUT是接收卫星转发遇险示位标信号的地面站,并对这些信号进行处理把解出的位置数据和报警信息送至相应的MCC。MCC的主要功能是:对来自其他MCC的数据进行收集、存储和分类:在COSPASSARSAT系统内提供数据交换;分配报警和定位数据并传送到有关的搜救控制中心。 国际海事卫星标准岸站系统 海事卫星通信将在遇险安全通信中发挥更为重要的用高新技术在卫星通信系统的应用也更将会为海上航行船的生命、财产安全提
19、供更有力的保障。 - 7 - 海上搜寻智能辅助决策系统 海上搜救智能辅助决策系统可以说是海上各类信息的综合应用体系,包括数据库的集成应用、各部门数据的综合应用、实时监控数据及图像的显示、电子地图的应用显示、指挥决策系统的结果输出及发布(包括使用通用通讯工具发布调度指令) 等。其涉及的技术包括GIS 技术、网络技术、元数据的应用、动态过程模拟技术、人工智能技术、数据挖掘技术(Data Mining) 等。其基础技术设施有:完善的计算机网络,畅通的通讯系统,大型的数据可视化设备(组合大屏幕或投影显示系统) 。搜救值班人员配备的工具包括:灵活的数据挖掘工具、可靠的数据分析工具,快捷方便的数据可视化工
20、具,快速的地理信息检索工具,强大的空间分析工具,方便调度的数据、语音、图像的通讯工具。 1、手机定位技术 手机定位是指通过特定的定位技术来获取移动手机或终端用户的位置信息,在电子地图上标出被定位对象的位置的技术或服务。定位技术有两种,一种是基于GPS的定位,一种是基于移动运营网的基站的定位。基于GPS的定位方式是利用手机上的GPS定位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现手机定位的。基站定位则是利用基站对手机的距离的测算距离来确定手机位置的。后者不需要手机具有GPS定位能力,但是精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小,误差会超过一公里。前者定位精度较高。 2、声呐探测技术 一种利用声波
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 海上 搜寻 技术 方式
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3631978.html