現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)很大程度上依賴貨物的運(yùn)輸,海洋運(yùn)輸航線上貨輪的密度一直在增加。但是漁船、輪渡船等船舶又使航線進(jìn)一步密度加大,從而導(dǎo)致一系列的問題,如航海人員生命安全、貨物安全問題等。因此對(duì)海運(yùn)的控制和監(jiān)測(cè)越來越重要,世界上都在用專業(yè)的無線電設(shè)備來進(jìn)行對(duì)海運(yùn)船只的監(jiān)測(cè),這些設(shè)備統(tǒng)稱為VTS系統(tǒng)(Vessel Traffic Service)。
1、系統(tǒng)描述
海岸港口無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向定位系統(tǒng)包括:海岸線布置的遠(yuǎn)端無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)控制中心。
遠(yuǎn)端無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)可以安裝在比較高的山頂或者高處,這樣就可以獲得信號(hào)的來波方向,從而進(jìn)行交叉定位。覆蓋面積主要取決于天線安裝高于海平面的高度。遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)測(cè)向站可以是無人值守站,自動(dòng)進(jìn)行操作,這些站點(diǎn)都連接到區(qū)域控制中心。
圖一 港口無線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖
2、推薦的系統(tǒng)設(shè)備
系統(tǒng)包含具有交通控制數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M和相應(yīng)的測(cè)向天線,該子系統(tǒng)可以集成到一個(gè)VTS系統(tǒng),也可以由VTS系統(tǒng)全部控制。
本方案的優(yōu)點(diǎn)和出色的性能:采用高性能數(shù)字寬帶測(cè)向機(jī)DDF200M和工作頻率范圍從118 MHz到250 MHz的測(cè)向天線ADD090。
2.1 測(cè)向天線ADD090
ADD090測(cè)向天線半徑約2m,覆蓋的頻率范圍從118MHz到250MHz。其設(shè)計(jì)用于惡劣的環(huán)境中,特別適合海岸區(qū)域常見的大風(fēng)、結(jié)冰和鹽的環(huán)境。
該9振子測(cè)向天線使用高精度的相關(guān)干涉儀測(cè)向方法。隨著測(cè)向精度和靈敏度的提升天線直徑也相應(yīng)增加,ADD090為實(shí)現(xiàn)高抗反射能力和高級(jí)別的測(cè)向精度和靈敏度而進(jìn)行優(yōu)化。該優(yōu)勢(shì)在擁有反射和弱信號(hào)的真實(shí)信號(hào)環(huán)境中極為顯著。
圖二 ADD090測(cè)向天線
2.2 數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M
數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M可以操作在海事和空管的頻段,從118MHz到250MHz,測(cè)向方法采用相關(guān)干涉儀體制。
圖三 數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M
數(shù)字測(cè)向機(jī)DDF200M的特性:
(1)可以配備ICM(interference canceller)功能。由于安裝的空間有限,一般測(cè)向天線和VHF通信天線會(huì)安裝在同一個(gè)桅桿上,但是VHF通信天線會(huì)發(fā)射功率強(qiáng)大的VHF信號(hào),這時(shí)會(huì)干擾測(cè)向和監(jiān)測(cè)性能。采用ICM模塊可以抑制來自VHF通信天線引起的干擾信號(hào),提高測(cè)向的準(zhǔn)確度。這樣測(cè)向天線可以和VHF通信天線安裝到同一個(gè)桅桿上。
圖四:沒有干擾取消功能的系統(tǒng)配置
圖五:具有干擾取消功能的系統(tǒng)配置
從下圖可以看出,在頻率范圍150MHz到174MHz內(nèi)有6個(gè)干擾信號(hào),這些干擾信號(hào)會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果,通過采用ICM功能,干擾信號(hào)被衰減了40dB。
圖六:具有干擾取消功能的測(cè)試效果圖
(2)該測(cè)向設(shè)備通過網(wǎng)口被集成到VTS系統(tǒng)中,通過VTS系統(tǒng)控制測(cè)向功能。這樣在VTS系統(tǒng)上就可以看到測(cè)向方位信息,從而進(jìn)一步得到相應(yīng)的船的位置信息。另外如果采用DDF200M寬帶測(cè)向方法,可以在20MHz內(nèi)并行處理32路海事信道的方位信息,極大地提高了獲得方位的速度。
圖七:20MHz實(shí)時(shí)帶寬內(nèi)32路信號(hào)處理
3、系統(tǒng)總結(jié)
“港口區(qū)域的無線電監(jiān)測(cè)和定位”建成后可以對(duì)港口區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)向,極大地提高海上無線電管理能力,提升邊境地區(qū)無線電安全和監(jiān)測(cè)水平,提供更多的救援能力,防護(hù)犯罪和保護(hù)國家安全。
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