緊急無線電示位標(Emergency Position Indicating Radio Beacon, 縮寫EPIRB)是一種能發射無線電信號的信標,利用本身發射的射頻信號來表示自己的位置及狀態,以便搜救單位準確地確定它的位置。它是全球海上遇險和安全系統(GMDSS)中重要的船對岸的報警裝置。國際海事組織IMO規定,所有300總噸以上貨船及適用于《SOLAS》公約的所謂公約船,無論航行在A1、A2、A3或A4航區,除A1航區可用VHF EPIRB代替外,都必須配備衛星EPIRB。
在GMDSS中,使用的衛星EPIRB有兩種:一是工作在1.6GHz頻率上,通過INMARSAT海事衛星進行中繼的EPIRB;二是工作在406MHz和121.5MHz兩個頻率上,通過COSPAS—SARSAT搜救衛星進行中繼的EPIRB。其中,因406MHz EPIRB和其所在的COSPAS—SARSAT搜救衛生系統成功地開發與成熟的應用,目前海船已廣泛地裝配使用,它在全球范圍內大量的搜救行動中起著不可替代的作用。
1COSPAS—SARSAT搜救衛星系統
COSPAS—SARSAT搜救衛星系統是由加拿大、法國、美國、俄羅斯和其它一些國家聯合開發的全球性搜救衛星系統。其中,COSPAS是俄文KOCTTAC的譯音,表示搜救遇難船或飛機的空間系統;SARSAT是英文Search And Rescue Satellite-Aided Tracking的縮寫,表示衛星輔助跟蹤的搜救系統。該系統是通過高度為850—1000km,圍繞南北兩極運行的低高度極軌道衛星,探測到406MHz或121.5MHz EPIRB發射出的遇險報警信號,經過處理、定位,轉發至地面,從而準確地定出示位標的位置,提供迅速有效的營救。
1.1系統組成
COSPAS—SARSAT系統是由COSPAS—SARSAT衛星、緊急無線電示位標,地面區域用戶終端LUT和任務控制中心MCC三個部分組成。其中,系統中所使用的緊急無線電示位標有三種:一是海上緊急無線電示位標FPIRB,二是空中緊急示位發射器ELT,三是陸地個人示位標PLB。
1.2系統的工作方式
在COSPAS—SARSAT系統中,對示位標進行檢測和定位的工作方式有兩種,一是實時工作方式(或稱本地方式),該方式采用406MHz和121.5MHz兩種頻率,具體又分為實時轉發和實時處理兩方式;二是全球覆蓋工作方式(或稱存貯轉發方式),該方式只采用406MHz頻率。
(1)實時轉發方式是衛星上的121.5MHz轉發器將收到的121.5MHz EPIRB信號直接轉發到地面。實時處理方式是衛星接收到406MHz EPIRB報警信號,實時數據處理系統測出信號的多普勒頻移,并從示位標信號中恢復出示位標的數據信號,然后將上述數據重新按時間定標,形成數字數據再以下行頻率發送到衛星共視區內的任一LUT。
(2)全球覆蓋方式是當衛星對接收到的406MHz EPIRB信號處理后,在共視區內找不到LUT,則把數據先存貯,等衛星運行到LUT上空時,再以衛星的下行頻率發送至LUT。
2406MHz EPIRB
2.1遇險船舶操作指南中有關EPIRB的要求
國際海事組織于1992年1月23日發布了“遇險船舶船長操作GMDSS設備指南”,“指南”中列舉了三種遇險情況,其中:“紅色”和“橙色”遇險,都明確指明EPIRB的操作要求。
(1)“紅色”遇險——船舶是否正在沉沒或船員必須棄船。如果船長判斷是肯定的話,應登上配有甚高頻設備和雷達應答器以及EPIRB的救生艇筏,并立即啟動雷達應答器和EPIRB。若情況緊急來不及手動啟動,EPIRB應能隨船沉沒,浮起時自動啟動并自由漂浮。
(2)“橙色”遇險——船舶是否要立即得到幫助。如果船長判斷沒有必要棄船,但需要立即得到幫助的情況下,首先要正確選用主通信設備發送遇險呼叫,在規定時間內沒有收到答復,應手動啟動EPIRB發射遇險報警。
2.2406MHzEPIRB是繼121.5MHz EPIRB之后研制成功的新一代EPIRB,它克服了121.5MHz EPIRB的缺點,具有以下特點:改善了對模糊值的判定;系統的定位精度高;在其發射的信號中具有較高的頻率穩定度;增加了系統的容量,即在衛星的共視區內可處理同時發射的EPIRB信息數目增多;實現全球報警;報警信息中含有遇險船舶的識別碼和遇險情況等數據;每個示位標對應一個MMSO碼;啟動方式有手動和自動兩種,其中自動啟動在入水浮離后可完全自動啟動等。
406MHz EPIRB因所在的COSPAS—SARSAT系統具有全球覆蓋工作方式,使其在全球的任何地方都可以使用;另方面,隨著在空間軌道上使用的衛星增多,406MHz EPIRB的延時報警時限將不斷縮短。由于在GMDSS中,1.6MHz EPIRB所在的INMARSAT海事衛星系統覆蓋的范圍為南北緯700以內,即其只能在A1、A2、A3航區使用,所以,凡是在A1—A4航區航行的船舶,一定要注意配備406MHz EPIRB。
406MHz EPIRB啟動后,每50s發送一個含有數字編碼信息的0.5s射頻突發信號,這些信號中所包含的信息可提供報警者的國籍、識別碼及遇險性質,使LUT和MCC能準確、迅速地確定報警者的身份和狀態位置,有效地組織營救,這是406MHz EPIRB的一個重要特點。雖然406MHz EPIRB包含121.5MHz頻率并不是強制要求,但大多數406MHz EPIRB都含有121.5MHz頻率,這是因為在121.5MHz頻率上可發射引航信號,并可以為搜救飛機提供飛行監測和營救。基于各種雷達應答器工作在有限的范圍內,因此,作為海上用戶必須注意,在配備EPIRB時,要選具有406MHz和121.5MHz的雙頻EPIRB。
2.3使用406MHz EPIRB的一些注意事項
FPIRB應安裝在靠近駕駛室并易于到達的位置,并張貼明顯的標志,設備周圍和上方應避免有礙設備取出和自浮釋放的物體。安裝后,船長應組織全體船員學習有關使用規定和注意事項。船長、駕駛員、無線電員應熟練掌握該種設備的性能結構、操作規程及試驗方式。
EPIRB的啟動使用,必須嚴格控制,只有當船舶處于緊急情況,嚴重危及船舶和人命安全時,在船長指示下或主動請示船長批準后方可以啟動;另外,由于EPIRB的體積小易拆除,容易丟失,所以船上應有專人負責,嚴禁無關人員隨意觸動設備及其附屬設施。任何違反操作規程造成的誤報警發射,都應該及時上報有關部門,因為此類誤報警危害甚大。
3一種常用的406MHz EPIRB
法國IESM公司生產制造的KANNAD406EPIRB,具有C/S型式認可證書,由示位標和機箱兩部分組成。示位標是一個圓柱形的漂浮式物體,外觀呈橙黃色,在靠近頂部有一圈泡沫材料,使EPIRB落入水中后,能自動浮起并使頂部朝上;其頂部有天線、信號和開關,信號燈閃爍發出耀眼的白光,標志著EPIRB正在發射遇險信號。其內部有406MHz和121.5MHz兩個發射機,以及容易更換的鋰電池。
KANNAD-406EPIRB的性能指標如下:
工作環境:-20℃~+55℃(二級產品)
-40℃~+55℃(一級產品)
存貯環境:-40℃~+65℃
頻率:406.025MHz±0.002MHz,含121.5MHz/243MHz
功率:5W
發射時間:440ms±1%
電池:每4年更換一次
使用壽命:在-20℃時連續工作48h,常溫(20℃)時連續工作80h
外殼及重量:呈橙黃色,并具有較強的抗沖擊力,重1.75kg
安裝使用說明:
(1)安裝時,天線應卷曲在內,置“THIS SIDE UP”向上,安放在底部,將開關置“ON”后迅速蓋上合蓋上鎖,然后水平放置在駕駛臺兩側容易釋放的船舷上。
(2)檢測方法:開鎖從盒內取出示位標,信號燈立即閃爍,以0.5s間隔有規則的閃亮,表示設備運行正常。特別注意試驗時間不能超過30s,因30s后示位標會自動發出掃警信號。若要停止其發射,可置開關于“OFF”位置。
(3)人工啟動發射:用人工打開外殼,取出EPIRB,在30s后開始發射遇險報警信號。
(4)自動啟動發射:EPIRB隨船下沉水中3m以下時,利用海水靜壓力使釋放機構自動釋放,示位標自浮于水面,發射遇險報警信號。
(5)維護保養:每隔6個月,駕駛員或無線電員應檢測EPIRB工作是否正常;每一年應由有關驗船人員進行檢測;每兩年應對示位標全面檢查,更換密封墊圈,檢查水密性能,更換液壓釋放裝置;每四年進行全面徹底的檢查,履行每兩年應檢查的所有項目,并更換電池。
KANNAD-406EPIRB的優點是:設備體積小,編碼方式簡單,操作方便,并且所使用的電池體積小,更換容易,價格也較便宜。缺點是容易產生誤報警,因為該種示位標試驗時有30s的時間限制及裝箱時必須開機。