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1、0327VHF DSC设备的功能与应用docVHF DSC设备的功能与应用 专 业：航海技术 姓 名：学 号：指导教师：摘要 VHF DSC（近距离遇险报警）系统设备主要由两部分组成，一部分为无线电话收发机，另外一部分为DSC系统控制器，它主要是集成在全球海上遇险与安全系统中，当船舶遇到紧急情况时，位于船舶上的电台会发送遇险报警，由海岸电台再对此报警信号进行收妥和确认，船舶电台和海岸电台还可以利用DSC系统来将报警信号转发出去。同时，DSC系统还具有无人自动值守等功能，它可以取代船员和无线电话的值守，降低了通信值班人员的工作强度。因此，在航海过程中，VHF DSC具有十分重要的意义，对其进行的

2、研究是十分是有必要且有价值的。本文主要研究了VHF DSC的主要结构组成，主要的功能以及DSC终端及数据的格式等，并在此基础上从VHF DSC设备的常规的通信以及VHF DSC遇险报警两个方面对VHF DSC的主要的业务进行了概括总结，力求为海上船舶系统的安全的航行等提供一定的具有参考价值的理论依据。关键词：VHF DSC设备，海上通信，遇险报警3.2.5 VHF DSC遇险报警转发的收妥确认 81前言DSC(DIGITAL SELECTIVE CALLING)是全球海上遇险与安全系统(global maritime distress and safety system)中的一个重要组成部分，

3、它主要进行遇险报警和选择性呼叫功能，由一个具有选择性呼叫功能数字终端搭载在船上。DSC系统作为船舶近海航行中安全保障的一种非常关键的重要通信方式，根据传输过程中无线电信号的频率差别，其又可以具体划分为：近距离近距离遇险报警（VHF DSC）、中距离遇险报警（MF DSC）和远距离遇险报警（HF DSC）。其中VHF DSC系统通常应用于A1海区的船舶航行安全系统中1 。DSC呼叫大致分为遇险呼叫、安全呼叫和日常呼叫等几种类型。具体可以分为遇险时呼叫（报警、确认和转播等）、紧急情况呼叫、安全呼叫、船舶业务功能呼叫以及常规呼叫等。DSC系统是使用了检错编码的技术。它是由海岸电台和船舶电台共同组成的

4、一个数字选择性呼叫系统，其中电台工作频率为MF、HF和VHF海上通信频带。它集成在全球海上遇险与安全系统中，当船舶遇到紧急情况时，位于船舶上的电台会发送遇险报警，由海岸电台再对此报警信号进行收妥和确认。此外，为了实现海上遇险通信和救援的快速响应，船舶电台和海岸电台还可以利用DSC系统来将报警信号转发出去。同时，DSC系统还具有无人自动值守等功能，它可以取代船员和无线电话的值守，降低了通信值班人员的工作强度。利用DSC系统设备的常规通信功能可以完成船舶之间以及船舶与陆地海岸之间电台的业务通信功能，系统中还对常规的重复呼叫进行了约定2。因此，在航海船舶运行过程中，VHF DSC是发挥着十分重要的作

5、用的，对其进行研究是十分是有必要且有价值的。本文主要研究了VHF DSC的主要结构组成，主要的功能以及DSC终端及数据的格式等，并在此基础上从VHF DSC设备的常规的通信以及VHF DSC遇险报警两个方面对VHF DSC的主要的业务进行了概括总结，力求为海上船舶系统的安全的航行等提供一定的具有参考价值的理论依据。2 VHF DSC设备的功能与组成2.1 VHF DSC的组成VHF DSC（近距离遇险报警）系统设备主要由两部分组成，一部分为无线电话收发机，另外一部分为DSC系统控制器。其中无线电话收发机工作在甚高频（VHF）频段。DSC设备自身是不带有通讯功能的，系统通信功能的实现主要是由其中

6、的工作与甚高频的无线电收发机来实现3。VHF无线电话收发机采用单信道，使用G2B调制模式，发送包含有量化及数字信号的载波。DSC系统的基带信号利用2FSK的调制方式，其中心频率为1700Hz左右，频偏是400Hz 。当频率为1700+400Hz则代表0, 当频率为1700-400Hz时代表1。其数据传输速率为1200bp。2.2 VHF DSC的主要的功能2.2.1遇险报警目前，DSC系统设备是全球海上遇险与安全系统系统中的主要组成部分之一，它担任了与地面通信的报警功能。从90年代末投入使用以来，DSC系统设备逐渐成为了A1、A2海区船舶航行安全中遇险报警的主要通信方式。利用DSC系统设备，陆

7、地救援中心可以快速及时可靠地接收到船舶的救援和安全报警信号，它保障了船舶与陆地之间的通信畅通，对增加海上救援的成功率起到了关键影响4。2.2.2 无线链路自动沟通利用DSC系统设备，船舶能够做到与指定的船舶电台或海岸电台之间建立稳定可靠的无线链路来进行通信，可以满足船舶到船舶、船舶到海岸、海岸到船舶等的选择性呼叫、海呼、群呼、或者全呼功能。2.2.3 无人自动值守功能 DSC能自动在相应的DSC呼叫频率上代替人工值守。当前，大多数DSC系统设备均可在遇险频率和安全频率上满足无人自动遇险呼叫值守（DISTRESS WATCH)功能,还可以在国际频率上进行常规的无人呼叫值守（CALL WATCH)

8、5。在VHF DSC上主要利用CH70(156.525MHz）频道进行无人自动遇险呼叫值守功能，MF DSC上利用2187.5 KHz频率实现遇险与呼叫的无人值守功能，HF DSC上主要利用4207.5KHz、6312.0 KHz ，8414.5 KH2、12577.0 KHz,16804.5 KHz等频道进行遇险与呼叫无人值守功能。DSC系统还可以其它指定的频率上设置自动值守。DSC系统设备可以实现在以上所有频率上的无人自动值守功能，它可以替代人工值守功能，在海事救援中发挥着不可替代的作用。2.2.4自动呼叫应答在常规呼叫中，DSC系统设备可以进行呼叫的自动应答功能。在接收到收妥确认消息后，

9、DSC系统设备会停止DSC系统设备的呼叫，这样就节约了全球海上遇险与安全系统的通信资源。但是，为了避免遇险呼叫信号和安全呼叫信号的遗漏，在遇险呼叫与安全通信呼叫功能中不应该进行自动呼叫应答。2.3 VHF DSC数据格式2.3.1 VHF DSC终端DSC系统是全球海上遇险与安全系统中地面通信功能中进行遇险报警的重要的一个终端载体，同时还承担着选择性呼叫等功能。DSC技术在十九世纪八十年代中CCIR 的493号和541号中被首次论证应用于海上船舶移动通信业务中。此后，又经过了长达四年的海上试验后，于八十年代中期被海安会通过。按照规定，DSC系统设备主要分为三种类型6，其中A型功能最全，它可以满

10、足条款规定中的所有功能；B型设备比较简易，它仅仅具有遇险报警功能，它有部分选择性呼叫功能，但只能进行单台呼叫；C型设备工作在VHF CH70频道上，它主要作为VHF电台的一种终端，专门用来发送和接收遇险报警信号。2.3.2 VHF DSC编码格式DSC系统数据采用独特的编码方式，它的每个字节均由十个二进制的码元来组成，这些码元的前七位用来当作信息码元，搭载各种信息，其后三位被用来进行检错，称为检错码元。最后三位码元中表示的数字即为信息码元“B”的个数，因此，它总共可以表示128种信息，对应着128种编码序列7。图 DSC数据编码格式在DSC数据中，前99号编码是传输信息中的数字编码。这些信息按

11、十进制表示，相邻两位可以构成一个字节，两位二进制的数字量最多可以达到99个。例如：1个10位十进制数宇的信息可划分为5个字节（表3-6)。表10位十进制数字信息的编码序列第100127号编码序列被用作功能编码。这28个功能编码在序列中的不同编码位置则代表不同的信息。多个字节组成码组，多个不同含义的码组再组成呼叫序列。功能码组只有一个字节，因此后28号编码在序列中都是一个字节呈现。呼叫序列中功能编码通常表示该呼叫信号的不同性质，如遇险呼叫、海呼、全呼等等；有时也表示该序列信号的类别，如紧急状况、安全、遇险、常规等；或者表示遇到危险的性质。同样的代码在不同的位置也会表示不用的意思。这种编码具有检错

12、功能，但不具备纠错功能，不能纠错，故群计数码的基础上加垂直校验，构成垂直校验群计数码，可纠一位错码。DSC系统设备采用二重时间分集方法在信号传输过程中对呼叫序列进行处理，这样呼叫信号的就不容易受到干扰和衰减。3 VHF DSC设备的主要业务3.1 VHF DSC设备的常规通信3.1.1 VHF DSC设备的常规呼叫 利用DSC系统设备的常规通信功能可以完成船舶之间以及船舶与陆地海岸之间电台的业务通信功能，系统中还对常规的重复呼叫进行了约定8。海岸陆地电台对船舶电台的呼叫海岸陆地电台用某一固定频率连续发送二次呼叫信息，两次呼叫的时间间隔在45秒之上。如果连续二次呼叫之后仍然没有收到目标电台的回复

13、确认，海岸陆地电台会在30分钟之后用上述频率再次发送呼叫信号，或者更换其他频率在5分钟后反复进行呼叫。船舶电台对海库电台呼叫如果船舶电台呼叫海岸电台后没有接收到应答消息的话，它会在5分钟内使用此前频率或者更换频率来反复发送呼叫。如果仍旧无法接收到回复消息，它会在15秒后重新发送呼叫信息。如果采用VHF半自动以上连接方式的话，5秒过后，它会重新发送呼叫。3.1.2 对VHF DSC系统设备呼叫的收妥确认船舶电台收到海岸电台呼叫如果系统具有自动操作功能，那么收到呼叫后系统自动回复消息进行收妥确认。如果系统不具有自动操作设备与功能，那么在收到DSC系统呼叫的5分钟左右的时间内，由值守员人工来发送收妥

14、确认消息。如果在5分钟内没有进行回复应答，系统会采用相应标准的呼叫序列应答以此来代替收妥确认9。海岸电台收到船舶电台呼叫由值守人员在接到呼叫的5秒到4.5分钟内给出应答进行收妥确认。如果VHF工作在自动或者半自动模式下，系统会在3秒内自动进行收妥确认。发送收妥确认的要求当发送收妥确认消息时，使用的频率应当相对应。如果对呼叫信息的工作频率有更换要求的话，应当进行明确说明并且指出更换到哪个频率。可以用人工和自动两种形式来进行收妥确认，但是，如果船舶电台无法在5分钟内进行应答的话，为了代替收妥确认，DSC系统就会发送标准默认的呼叫序列。3.2 VHF DSC遇险报警DSC设备最重要的功能就是在船舶遭

15、遇紧急情况时，船员可以快速方便地使用DSC系统设备来发送遇险报警等信息，其它船舶或者海岸电台接收到这种信息后可以及时得到遇险船舶的详细信息，方便组织快速有效的救援，保障了船舶和船员的航行安全10。3.2.1不同情况下遇险报警 简单的自动遇险报警船舶在航行过程中，如果发生危险情况，比如船舶很快要下沉或者存在爆炸的危险，这时没有充足的时间让船员输入具体的遇险信息，此时可以直接按下DSC控制器按钮中的遇险报警按钮，持续按下6秒钟，DSC系统就会自动发送遇险报警信号。如果遇险船舶没有连接GPS系统的话，报警信号中的位置信息将用10个“9”来替代，遇险报警的时间则用4个“8”来替代，遇险原因与性质为未知

16、11。如果船舶连接有GPS的话，报警信号中则包含位置和时间信息，但是报警信号的遇险类型仍然是未知。上述报警方法可以把报警信号发射出去，其它船舶或海岸救援中心可以据此知道什么船只遇到危险，无法得到对救援有效的确切信息，给救援工作带来了一定的难度。(2)人工DSC遇险报警船舶遇到危险的时候，如果时间允许的话，电台值守人员可以利用DSC系统设备输入遇险的详细信息，然后将船舶的详细信息发送给其他电台。这种详细信息不仅包含船舶遇险时的时间和位置信息、遇到危险的性质，还包括随后的通信模式和频率，这样可以方便救援中心和其它船舶能够及时在遇险海域开展搜救活动，提高了救援的速度，增大了救援成功率。所有的船舶和海

17、岸电台都可以接收到这种遇险报警时信号。当终端电台收到报警信号时，为了能够使人员尽快发现，这些电台通常都有声音和灯光指示，将通信等级定位最高级。在DSC软件的设计过程中，应当完善遇险报警的各项功能，使其完整而全面，可以使船舶用最短的时间发出遇险报警信息。DSC设备在启动了遇险报警功能后，其每隔4分钟左右都会用之前的频率重复发送遇险报警呼叫。当其收到有相同频率上的遇险报警收妥确认或者人为地关闭了DSC发信机的电源时，遇险报警会终止呼叫。船舶电台如果接收到了遇险报警信息，应该以同样频率继续收听等待周围海岸电台对该遇险报警信号进行收妥确认，并持续守听。3.2.2呼叫尝试为了提高遇险呼叫和遇险转播的成功

18、率，DSC系统设备具有呼叫尝试功能。它可以在短时间内使用若干个频率上对某一船舶发送一组或多组呼叫序列。在遇险情况发生时，呼叫功能的使用可以更快速准确地发出遇险报警信息。呼叫尝试有两类12：单频呼叫尝试：使用某一固定频率连续发送5次呼叫尝试；多频呼叫尝试：使用MF/HF频带中的某一频率上，进行6次呼叫。3.2.3 VHF DSC遇险报警时呼叫的格式DSC遇险呼叫格式包含以下内容:格式符：遇险（自动插入）。自识别：船舶的海上移动业务识别（MMSI,自动插入）。遇险性质：遇险性质通常包含如下类别：起火、爆炸（fire/explosion)；搁浅(Grounding)；倾斜（Listing)；倾覆危险

19、(In danger of capsizing)；浸水(Flooding)；弃船（Abandoning ship)；沉没(Sinking)；碰撞(Collision)；失控和漂浮(Disable and adrift)；EPIRB 发射（仅用于 VHF EPIRB)以及遇险性质不明（Undesignated distress)（仅在无遇险信息时使用）等类别。遇险位置：用经纬度坐标进行船舶定位，或者与GPS连接进行位置修正。遇险时间：遇险时的发送信息时间。随后通信方式：说明随后救援中遇险通信采用的方式，一般使用无线电或者NBDP系统。3.2.4 VHF DSC遇险报警的收妥确认船舶电台如果接收到

20、了遇险报警信息，应该首先以同样频率继续收听等待周围海岸电台对该遇险报警信号进行收妥确认。接收到遇险报警呼叫后，海岸电台会用相同频率对该DSC遇险报警信号进行收妥确认，时间通常在1到3分钟内。如果船舶电台接收到了遇险报警信息，当其进行收妥确认活动时有以下注意事项：如果船舶电台是在MF或者VHF上收到报警信息，那么其应当继续等待，待海岸电台对该报警呼叫进行收妥确认。船舶电台可以使用2182KHz频率继续守听，此频率为无线电遇险频率。如果接到遇险报警3分钟后仍旧没有海岸电台对此报警呼叫进行收妥确认的话，船舶电台可以用无线电遇险频率对此遇险报警呼叫进行收妥确认，然后转发其它电台或救援中心。船舶电台持续

21、接收到DSC的报警呼叫，但是没有海岸电台进行收妥确认，此时可以使用DSC对该呼叫进行收妥确认，让报警呼叫终止，然后转发给其它电台、海岸站或救援中心。如果遇险报警信息是由船舶上的电台在HF上收到的话，并且海岸电台在三分钟的时间之内并没有进行一定的确认的话，这种情况下就可以将报警信息转发给海岸上的电台。船舶上的电台在收到报警的信息之后，可以采取以下几种方式：一方面船舶上的电台可以在相应的频率之上通过用无线电话的方式来进行确认；一方面船舶上的电台也可以对报警的电话进行监听一定的时间，并且做好一定的笔录。3.2.5 VHF DSC遇险报警转发的收妥确认海岸上的电台在收到了DSC遇险报警之后，在进行转发

22、过程之后，应该给予DSC遇险报警进行转发的收妥与确认13。在接收到了遇险报警的信号并且进行转发之后，船舶电台应该将收信机进行调整到同频率中，并且要在无线电话遇险以及安全的频率之上进行守听五分钟。如果在监听过程中并没有听到任何有关于遇险通信的信号，那么船舶电台就应当在工作日志上进行相应的记载。但是如果在监听过程中收到了任何遇险通信的信号的话，要进一步确定遇险的船舶是否需要一定的援助，如果需要援助的话，则需要立即用无线电话给与收妥确认。与此同时，也应该在工作日志上做好相应的记录。 一般来讲，DSC紧急呼叫以及安全呼叫，都是分为两个步骤，即紧急和安全信息引语的发送以及紧急与安全信息的发送。紧急和安全

23、信息引语的发送主要是采用了DSC紧急和安全呼叫格式，并且在遇险和安全频率（VHF）上来进行发送的。，其中发送紧急和安全信息引语的主要的程序如下：首先是将发信机进行调谐到遇险和安全的频率之上。并且在控制器的键盘上进行键入或者是选择如下的内容：如果所有的船舶进行呼叫或者单呼，其中包括了被呼叫电台的种类是紧急或者是安全、发送之后的紧急信息或者是安全信息所使用的通信方式以及使用的频率等等。再发送紧急呼叫或者是安全呼叫之后，应该马上把发信机进行调谐到呼叫中所给出的频率或者频道之上，同时采用无线电话或者窄带直接的印字电报进而发送紧急信息或者安全信息。而当海上的船舶接收到了发送给所有船舶的紧急呼叫或者是安全

24、呼叫的时候，就不再需要对于该呼叫进行发送的收妥确认，而是只需要将收信机进行调谐到紧急呼叫或者是安全呼叫中所标明的频率之上来进行紧急信息或者安全信息的接收。 4结语DSC是全球海上遇险与安全系统全球海上遇险与安全系统中的一个重要组成部分，它主要是集成在全球海上遇险与安全系统中，由一个具有选择性呼叫功能数字终端搭载在船上。当船舶遇到紧急情况时，位于船舶上的电台会发送遇险报警，由海岸电台再对此报警信号进行收妥和确认，此外，为了实现海上遇险通信和救援的快速响应，船舶电台和海岸电台还可以利用DSC系统来将报警信号转发出去。同时，DSC系统还具有无人自动值守等功能，它可以取代船员和无线电话的值守，降低了通

25、信值班人员的工作强度。利用DSC系统设备的常规通信功能可以完成船舶之间以及船舶与陆地海岸之间电台的业务通信功能。 参考文献1 交通部规划研究院. 海事系统总体布局规划一安全通信分报告J. 2001年6月.2 陶安顺. 通信网原理及其实现技术M. 人民邮电出版社, 2000年1月.3 凌源,张来保,刘畅. 组建VHFDSC通信网的实现方案J. 中国航海学会船舶 机电与通信导航专业委员会, 2002年学术年会论文集(通信导航分册), 2002.4 田日才一,刘文贵. K调制方式的研究与应用J. ,哈尔滨工业大学, 2001.5 Marine DSC/VHF Radio Telephone STR-

26、6000A(Instruction Manua1)2005.6 庞沁华, 李卫东. 数字移动通信高斯最小移频键控调制器J. 北京邮电大学学报, 1994.7 张益强等. 无线高速MODME的设计与实现,电子产品世界J. 2000年4月, 29-30.8 杨广治, 唐信源编著. GMDSS船用通信设备(上)M. 大连海事大学出版社,P145、p156.9 王树勋.王朝玉.张新发, MCS-51单片微型计算机原理与开发M. 机诫工业出版社, 1990.10 魏伟. 甚高频电话VHF模拟器的研究与实现J. 青岛远洋船员学院学报，2008, 04: 45-48.11 王化民，刘红屏. 新编GNDDSS普通操作员教程一地面通信系统M. .大连海事大学出版社，2005年.12 黄溢. 船舶无线电话值守新规定对VHF通信的影响J. 航海技术, 2008, 6:38-39.13 邵冬华. 数字选择性呼叫模拟操作评分算法的设计与实现J. 南宁师范高等专科学校学报, 2007, 24 (4) .