COSPAS-SARSAT系统第二代示位标信号的软件无线电设计实现

遇险示位标是全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)的一个重要组成部分。目前遇险示位标大多是第一代窄带示位标,采用固定的调制变频架构,存在集成度低、功能单一、升级需要更换硬件电路等问题。针对这些问题,文中设计了一种基于ZYNQ7000+AD9361软件定义无线电集成架构的第二代遇险信标示位标信号产生电路,其优点是信息内容、信号格式、发射参数可软件灵活定义。文中首先根据COSPAS-SARSAT系统第二代遇险示位标信号的格式规范,设计了扩频、滤波、调制等信号处理流程,仿真验证了信号特性;然后,用ZYNQ7000+AD9361软件定义无线电架构完成了PL和PS设计,实现了符合第二代COSPAS-SARSAT示位标规范的发射信号;最后进行了测试,结果表明该设计方法符合设计要求,有效可行。该设计具有分立器件少、集成度很高、高度可编程性、可灵活实现示位标的在线维护升级和信号转换等优点。

低功耗海上救援个人示位标的设计与实现

设计和实现了一种改进的海上救援个人示位标,该示位标具备北斗导航定位能力和北斗短报文通信功能,同时具备人体生命体征监测上报和触水启动的功能,并支持COSPAS-SARSAT卫星搜救系统.为延长示位标的工作时间,设计了一种动态电源管理方法,实现了对不同功能电路电源通道的控制.同时,针对示位标的待机模式和工作模式,设计了超低功耗待机电路和低功耗软件控制设计方案,减少了电能的浪费.最后,分别在山东省威海市和浙江省宁波市至舟山市附近海域对原型样机进行了实际场景测试.原型样机的测试结果表明:示位标在待机状态下,电流为2.3μA,待机时间超过5年;示位标在接收北斗信息状态下,电流为79 mA;示位标在发送状态下,7 000 mAh 7.4 V电池可发送200次求救信息.与现有产品相比,本文提出的海上救援个人示位标具有更低的待机功耗.

基于群运动特征的渔网示位标智能识别算法研究

随着海上船舶数量的增长,复杂的海上业务使海上通信链路负载和信道占用率明显增加,信道拥挤程度加剧。而海上通信系统相互独立,各系统之间存在管理不统一和带宽分配不合理等问题。因此,国际航标协会(IALA)指出,当海上信道负载超过50%时,信息阻塞等问题将造成信号传输滞后。为保护船舶自动识别系统(AIS)信道资源,保障海上交通安全,针对渔网示位标信息不规范造成识别困难,进而影响船舶航行安全的问题,提出一种基于群运动特征的渔网示位标智能识别算法。该算法基于渔网示位标群运动特征模型,结合监督和非监督机器学习算法,实现在海量船舶和渔网示位标混杂的AIS数据中智能识别渔网示位标。结果表明:针对随机海域内的AIS数据,该算法可有效识别渔网示位标,准确率超95%,有效提升对渔网示位标的管控能力,降低海上航行安全潜在风险。

基于北斗短报文和紧急无线示位标的海上搜救终端

针对海上遇险报警终端定位精度和实时性不足等问题,设计一种兼具北斗短报文和紧急无线示位标(emergency position indicating radio beacon,EPIRB)功能的海上搜救终端.结合指挥中心和相关软件系统,实现遇险快速上报和精确定位.北斗短报文可以实现终端和卫星之间的通讯.全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)是由国际海事卫星组织推行的海上遇险搜救系统的重要组成部分,通过EPIRB发送的信号,来定位事故地点和事故信息.将北斗短报文和EPIRB结合,并联合定位模块和温度、心率等传感器.当持有者遇险时,海上搜救终端会立刻不断向指挥中心发送遇险信息,通过指挥中心解析可对救援任务展开提供支持.经测试,其动态、静态定位精度达到10 m级;具有北斗短报文,紧急无线示位标通讯功能.

海上救生示位标通信技术应用

通过对示位标分类及搜救系统的介绍,针对海上遇险救生通信技术,进行了航空示位标ELT、海上示位标EPIRB和个人示位标PLB设备应用说明,总结了国内外遇险搜救系统中的GMDSS系统、COSPAS-SARSAT系统和北斗卫星导航系统的工作原理,结合海上救生示位标通信方式,对121.5 MHz/243 MHz信标音、406 MHz EPIRB信号、DSC信号及AIS信号遇险报警信号说明,提出了融合多种救生通信技术手段的海上救生示位标应用场景,在原有救生示位标中增加AIS、DSC和北斗定位功能,能让遇险者及时被发现和营救。

船载应急无线示位标(EPIRB)设计研究

在介绍船载应急无线示位标EPIRB应用情况的基础上,根据性能指标对其设计进行了分析研究,给出了EPIRB的设计框图以及各个组成部分的功能分析,并对EPIRB在我国的应用前景进行了展望。

基于北斗的交互式示位标

针对当前GPS的示位标只能单一传送位置信息,提出了多功能北斗交互式示位标的构建方案。该方案充分利用北斗卫星导航系统独有定位和通信两大功能,同时利用短距离通信方式构建交互式示位标。根据不同的需求编辑短报文通过短距离通信传送给北斗示位标,再利用北斗系统的特色短信报文功能将信息发送给岸基救助中心平台。该示位标除了能传送位置信息,还可以适当传送其他重要信息,大大提高了海事救助成功概率。相比与现有GPS示位标,具有更方便交互,而且可以双向传递更多的救助信息。

我国渔船配备应急无线电示位标存在问题及建议

通过分析目前我国渔船应急无线电示位标的种类,结合我国渔业船舶法定检验规则,梳理我国渔船无线电应急示位标的检测内容。通过实船调研,找出了目前我国渔船无线电应急示位标在配置、安装、主要零部件有效性、主机外壳信息标注、主机识别码等方面存在的问题,并针对以上问题提出解决方法。这对于改善我国渔船应急无线电示位标配备的状况,为渔民守住遇险时被救援的底线具有促进作用。

海上示位标天线设计

示位标天线是确保反潜作战和海上搜救信息实时有效传输的关键。分析海上示位标天线的基本电参数,提出设计海上示位标天线的物理要求和技术要求,针对示位标使用频段设计两种适宜海上作业环境的示位标天线。

全球卫星搜救系统406MHz遇险示位标在中国的应用

首先阐述了406MHz遇险示位标在全球卫星搜救系统中的应用,并分析了406MHz遇险示位标的使用现状,提出了其在中国的发展及管理方向。结论证实,我国应继续加强全球搜救卫星系统中国任务控制中心的建设和406MHz遇险示位标的应用、管理以及开发生产,提高遇险报警的准确性,实现更加精确的遇险报警和定位。

一键式紧急无线电示位标设计

随着经济社会的快速发展,人们对自身安全越来越重视。但是随着手机智能化的提高,在人身安全受到威胁的时候,利用手机进行报警越来越不现实。基于此,设计了基于STM32单片机和MC20GSM/GPRS模块的一键式紧急无线电示位标;在紧急情况下,只要开机上电,系统自动将设备所有人信息以及位置信息发送至远程报警救援平台;为防止误报警,远程报警救援平台对报警持续时间小于5S的信息认为是误报警信息。由于系统采用GPRS无线传输方式,故其报警不受距离的限制。系统具有简单、无距离限制等优点,在现实生活中具有极大的应用价值。

卫星示位标检测仪及其研发必要性

分析卫星应急示位标的基本概念、工作环境及卫星示位标检测仪研发的必要性,并给出了示位标检测仪的检测功能、组成原理及设计思路。

海洋环境对示位标回传信号的影响分析

分析海洋大气、海面低空波导、海浪等海洋环境对示位标回传信号的影响,以便准确选择使用回传信号频率,对确保海上示位标信息有效回传有重要意义。

近海障碍物对示位标回传信号的影响分析

分析海上示位标信息回传路径上的海面大型船只、岛屿、海岸高地和缓慢斜坡等障碍物的影响,有针对性地选取和使用回传信号频率,能确保海上示位标信息实时、有效回传。

406MHz卫星紧急示位标频率稳定度测量研究与不确定度分析

本文介绍了406MHz卫星紧急示位标测试系统的工作原理;对示位标信号的频率、短期频率稳定度和中期频率稳定度测量方法进行了推导;分析了测量不确定度来源,通过铷频率基准仪实际检定和技术手册中得到的数据,以及重复测量示位标残余频率变动等数据,对示位标的短期频率稳定度和中期频率稳定度测量不确定度进行评定分析,报告结果的分散性,对测量结果的处理与理解起到了指导作用。

我国渔船无线电应急示位标标准存在的问题探讨

对比分析无线电应急示位标的国内、国际标准,分析目前我国渔船无线电应急示位标标准的欠缺之处,及标准中亟需变更的参数、方法,使标准满足目前产品生产的实际需要,提升标准的可操作性。

面向智慧渔船的多功能北斗示位标

为克服传统卫星紧急无线电示位标(EPIRB)定位精度差、功能单一的不足,满足渔船信息化、智能化的需求,设计了一种基于北斗定位和短报文通信技术的新型多功能示位标.首先,进行了示位标的硬件设计;其次,进行了示位标在极端恶劣海况下的偏转角仿真实验和不同姿态下的短报文收发测试,提出了基于示位标姿态的短报文发送机制;最后,进行了实验验证.结果表明:基于示位标姿态的短报文发送机制能够有效提高短报文投递率,设计的多功能北斗示位标在智慧渔船应用中具有良好的推广前景.

基于ANSYS/LS-DYNA的示位标入水冲击仿真分析

无线电示位标投放入水时承受较大冲击载荷,可能会对其结构或内部元器件造成破坏。因缺少实际的冲击载荷参数,设计时为保证满足冲击要求留有较大的刚强度余量,增大了示位标的重量和体积,而通过有限元分析手段可以方便快速地得到较为符合实际的入水冲击载荷参数。文中将示位标假设为刚体,基于ANSYS/LS-DYNA对其入水冲击过程进行有限元建模及数值分析,得到了其以不同姿态、不同速度入水时的最大冲击加速度和冲击时间等参数,这些参数作为力学输入条件可以更好地指导示位标的结构设计。

基于NB-IoT的近海渔网示位标系统

为解决通航水域密集分布的渔网AIS示位标堵占AIS信道,干扰AIS系统等问题,设计一种基于NB-IoT(Narrow Band-internet of things)的渔网示位标。采用NB-IoT技术替代传统的AIS技术,示位标的定位等信息通过窄带网络上传到云服务平台供用户查看,且目标用户可远程控制设备,对现有AIS系统不会造成干扰。实验结果表明,基于NB-IoT的渔网示位标(以下简称“渔网NB示位标”)能够在内河及沿岸海域满足渔民寻网需求,且在设备体积、抗干扰和功耗方面较传统渔网AIS示位标更有优势。

北斗短报文技术运用:北斗应急无线电示位标

本文通过北斗应急无线电示位标简介,工作原理,认可及检验要求及运用现状分析,肯定了北斗卫星导航技术产品在我国具有广阔的发展前景。