CHƯƠNG 1: GIớI THIệU CHUNG Về THÔNG TIN VTĐ
Phân chia giải tần VTĐ
1.1.1 Tần số và chu kỳ của sóng điện từ
- Tần số (f): Tần số của song điện từ là số lần dao động của song trong 1 giây
Nó đ−ợc tính bằng công thức: f=
Vận tốc của sóng điện từ, ký hiệu là C, được xác định trong 1 giây, trong khi λ đại diện cho bước sóng, tức là độ dài của một lần dao động Từ đó, tần số f có mối quan hệ tỉ lệ nghịch với bước sóng λ; nghĩa là, khi f tăng lên, λ sẽ giảm xuống và ngược lại Đơn vị đo lường của tần số f là Hertz, được ký hiệu là Hz, và có các bội số tương ứng.
- Chu kỳ (T) của sóng điện từ là thời gian của sóng điện từ thực hiện đ−ợc 1 dao động
Nh− vậy T tỷ lệ nghịch với f tỷ lệ thuận với λ đơn vị của T là giây (s) Ước của giây
1.1.2 Phân chia giải tần VTĐ
Dải Tên Tần số B−ớc sóng
VLF Sóng rất dài Very low frequency 3-30 KHz 100-10 Km
LF Sóng dài Low frequency 30-300 KHz 10-1 Km
MF Sãng trung Medium frequency 300-3000 Khz 1000-100 m
HF Sóng ngắn Hight frequency 3-30 MHz 100-10 m
VHF Sóng rất ngắn Very hight frequency 30-300MHz 10-1 m
UHF trên sóng ngắn Ultra hight frequency 300-3000 MHz 100-10 cm SHF Sóng cực ngắn Supper frequency 3-30 GHz 10-1 cm
EHF Ngoài sóng ngắn Extremely 30-300 GHz 10-1 mm
Ủy ban Quản lý Tần số Quốc tế (ITU) phân chia các dải tần số khác nhau cho từng ngành dựa trên mục đích sử dụng Để sử dụng các kênh liên lạc vô tuyến điện (VTĐ), các tổ chức và cá nhân cần xin phép từ ủy ban này.
1.1.3 Các tần số và các dải tần dùng trong Hàng hải
- Thiết bị máy điện Hàng hải và vô tuyến dẫn đ−ờng có tần số < 300 KHz
+ Hệ thống thông báo Hàng hải NAVTEX (518KHz)
+ Cặp tần số cấp cứu DSC: 2187.5 (DSC), 2182(Tel), 2174.5(Telex)
+ Các cặp tần số cấp cứu DSC
4M 4207.5 KHz (DSC) 4125.0 (Tel) 4177.5 (Telex) 6M 6312.5 KHz (DSC) 6215.0 (Tel) 6268.0 (Telex) 8M 8414.5 KHz (DSC) 8291.0 (Tel) 8376.5 (Telex) 12M 12577.5 KHz (DSC) 12290.0 (Tel) 12520.0 (Telex) 16M 16804.5 KHz (DSC) 16420.0 (Tel) 16695.0 (Telex)
- Dải sóng (MF, HF) còn đ−ợc dùng cho trạm VTĐ phục vụ cho khai thác tàu
+ 121.5 MHz dùng EIPRB-121,5 (Cấp cứu khu vực)
+ Kênh 87B, 88A: Dùng cho hệ thống nhận dạng (AIS)
- Dải UHF: Tần số 406 MHz dùng cho phao EPIRB-406 trong hệ thống vệ tinh
COSPAS – SARSAT chiÒu tõ (EPIRB→SAT)
Từ (1,4-1,6) GHz dùng cho GPS và INM từ (Ship ↔ SAT)
+ Dải SHF: Từ (4-6) GHz dùng cho INMARSAT chiếu (LES ↔ SAT)
Từ (9-9,5) GHz dùng cho RADAR và SART
Ngoài ra trong dải vi sóng (Microwave) người ta còn sử dụng các chữ cái để thể hiện đoạn tần số nh− sau:
Letter Frequency range Letter Frequency range
Đặc tính lan truyền của sóng điện từ
1.2.1 Sự hình thành và phân chia của tầng điện ly
Dựa theo tính chất vật lý khí quyển trái đất đ−ợc chia thành các tầng nh− hình vẽ ở độ cao:
- 3-5 Km: là các đám mây, m−a
Vùng không khí từ 10-30 Km, được gọi là tầng đối lưu, có nhiệt độ và độ ẩm khác nhau Tầng này hình thành từ sự ngưng tụ và bay hơi nước cũng như khí thải từ mặt đất Đặc điểm nổi bật của tầng đối lưu là khả năng hấp thụ mạnh sóng điện từ, đặc biệt là ở tần số thấp, khiến nó trở thành vùng tổn hao.
Tầng điện ly được hình thành khi ánh sáng mặt trời và các tia vũ trụ chiếu vào bầu khí quyển, làm cho các phần tử khí tách thành các ion dương Mật độ ion tăng dần khi lên cao trong tầng điện ly.
- Tầng D: là tầng ion thấp nhất có độ dày (50-90) km, độ dày này thay đổi nhiều theo ngày, đêm, theo mùa, vùng địa lý
- Tầng E: Mật độ ion nhiều hơn tầng D và độ dày ít thay đổi hơn
- Tầng F1, F2 có mật độ ion rất lớn và tăng dần theo chiều cao, tầng này hầu nh− không thay đổi
1.2.2 Sự truyền lan của sóng điện từ
Khi nghiên cứu sự truyền lan của sóng điện từ trong không gian ta thấy
TÇng điện ly (ion) §èi lưu
Sóng có tần số từ 1-10 GHz thuộc dải UHF có khả năng xuyên qua tầng điện ly, với bước sóng nhỏ hơn giúp việc truyền thông tin vệ tinh trở nên dễ dàng hơn.
Dải VHF chịu tổn hao lớn do ảnh hưởng của tầng điện ly, dẫn đến khả năng khúc xạ kém Do đó, VHF chủ yếu được sử dụng cho thông tin mặt đất với khả năng truyền thẳng, giới hạn cự ly thông tin ngắn.
- Dải HF có đặc tính bị khúc xạ nhiều do tầng điện ly, đ−ợc ứng dụng cho thông tin mặt đất
- Dải MF có đặc tính bị tầng D hấp thụ rất mạnh, do vậy vào ban ngày sóng MF liên lạc chủ yếu bằng sóng đất
Quá trình truyền lan sóng điện từ đ−ợc mô tả nh− hình vẽ
1.2.3 Những điều lưu ý khi sử dụng
Khi liên lạc ban ngày qua thông tin mặt đất, sóng HF là lựa chọn tốt nhất vì cho phép liên lạc xa, trong khi sóng MF bị hấp thụ nhiều, chỉ phù hợp cho cự ly gần.
Vào ban đêm, việc sử dụng sóng MF và HF cho liên lạc có thể đạt được khoảng cách xa hơn, nhờ vào sự mỏng của tầng D, khiến sóng MF ít bị hấp thụ và cho phép liên lạc hiệu quả qua sóng trời.
Các loại điều chế và phát xạ
1.3.1 Tín hiệu và sóng mang
Tín hiệu là đại lượng vật lý mạng thông tin mà con người cần sử dụng cho mục đích của mình và truyền nó đi xa
VD: Nh− tiếng nói, hình ảnh, tiếng nhạc, các dãy bít số
Tín hiệu không thể tự truyền đi xa, vì vậy cần sử dụng sóng vô tuyến điện (VTĐ) để truyền tải tín hiệu đến địa điểm mong muốn Sóng VTĐ này được gọi là sóng mang.
Là những sóng điện từ đ−ợc dùng để tải tín hiệu từ nơi này đến nơi khác trên trái đất Sóng mang có 3 thông số cơ bản:
+ Biên độ sóng mang (A: Amplitude)
+ TÇn sè sãng mang (f: Frequency)
+ Pha của sóng mang (P: Phase)
1.3.2 Điều chế tín hiệu (điều biến tín hiệu)
Khoảng cách nhảy Vùng nhảy Sãng trêi
1.3.2.1 Định nghĩa: Điều chế là quá trình tín hiệu làm thay đổi thông số của sóng mang
- Giả sử ta có sóng mang dạng
- Và tín hiệu dạng hình sin
* Điều chế biên độ (AM)
- Khi tín hiệu làm thay đổi biên độ sóng mang gọi là điều chế biên độ (AM: Amplitude Modulation)
* §iÒu chÕ tÇn sè (FM)
- Khi tín hiệu làm thay đổi tần số sóng mang và giữ nguyên (A,ϕ) gọi là điều chế biên độ (FM: Frequency Modulation)
- Khi tín hiệu làm thay đổi pha của sóng mang và giữ nguyên (A, f) gọi là điều chế pha (PM: Phase Modulation)
Trong thực tế, một số bộ điều chế có khả năng thay đổi hai thông số, thường được sử dụng cho những mục đích đặc biệt Bên cạnh đó, còn tồn tại các loại điều chế đặc biệt khác, chẳng hạn như điều chế xung trong Radar (FSK).
1.3.3 Phổ tín hiệu điều chế
Phổ tín hiệu sóng mang là một sóng cao tần với tần số fc, và khi phân tích phổ tần số, nó tạo thành một dải thông của tín hiệu Để sóng cao tần có thể truyền qua, cần phải có độ rộng dải thông nh− Trong đó, biên trên được xác định là fc + Δf và biên dưới là fc - Δf.
* Ph−ơng trình điều chế tín hiệu
- Giả sử ta có sóng mang:
- Giả sử ta có mạch điều chế sử dụng điốt nh− hình vẽ:
Ta có ph−ơng trình dòng điện
Ta chỉ xét số hạng vì nó chứa cả tín hiệu và song mang
(Sơ đồ mạch điện điều chế bằng điốt) i Đồ thị đặc tuyến dòng điện của điốtt
0,7(Dạng điều chế xung trong Radar)
Trong 3 số hạng trên ta chỉ xét:
Sử dụng biến đổi l−ợng giác ta có:
Dạng phổ của tín hiệu điều chế
Với tín hiệu âm thanh tần số (300-3400) Hz
Theo đồ thị, tín hiệu chỉ xuất hiện ở hai bên sóng mang, trong khi khoảng giữa không chứa thông tin Điều này cho thấy một phần năng lượng của máy phát là không hiệu quả.
- Trên thực tế có nhiều loại máy phát khác nhau
+ Máy phát sóng mang toàn phần
+ Máy phát sóng mang suy giảm 1 phần
+ Máy phát sóng mang suy giảm toàn phần
+ Các loại máy phát đơn biên SSB hiệu suất cao
Các loại phát xạ đ−ợc phân loại và ký hiệu theo đặc tính cơ bản sau:
- Ký tự thứ nhất: Loại điều chế
- Ký tự thứ hai: Tính chất của tín hiệu điều chế
- Ký tự thứ ba: Loại thông tin
H: Thoại đơn biên sóng mang toàn phần
R: Thoại đơn biên sóng mang suy giảm
J: Thoại đơn biên loại bỏ sóng mang
Và một số điều chế khác
(USSB) ω+ Ω max ω- Ω min ω ω+ Ω min ω+ Ω max (ω + 3400 Hz) (ω - 300 Hz) (ω + 300 Hz) (ω + 3400 Hz)
1- Không điều chế sóng mang
2- Cã ®iÒu chÕ sãng mang phô
A-Điện báo Morse thu bằng tai
B- Điện báo thu tự động
Nguyên lý thu phát VTĐ
Nhiệm vụ của máy thu phát VTĐ là thông tin từ nơi này đến nơi khác bằng sóng VTĐ 1.4.1 Máy phát VTĐ (Tx) (Transmitter)
Máy phát VTĐ có nhiệm vụ tạo ra sóng mang, điều chế tín hiệu và khuếch đại công suất để phát ra anten, từ đó bức xạ sóng vào không gian.
* Sơ đồ khối của máy phát VTĐ
(Sơ đồ khối máy phát VTĐ)
Khối tạo sóng mang là thiết bị tạo ra sóng điện từ với tần số tùy chỉnh, có chức năng chính là mang và truyền tải tín hiệu đi xa một cách hiệu quả.
- Nguồn tín hiệu: Âm thanh, hình ảnh, các bít số chuyển thành tín hiệu điện
Bộ điều chế có nhiệm vụ ghép tín hiệu vào sóng mang, thực chất là quá trình mà tín hiệu tác động để thay đổi một trong các thông số của sóng mang.
Có dạng AM: Amplifier Modulator
- Khối khuyếch đại công suất: Nâng công suất của sóng mang có gắn tín hiệu lên đủ lớn theo yêu cầu
- Anten phát: Bức xạ sóng điện từ vào không gian
* Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát
Khối tạo sãng mang §iÒu chÕ
Sóng VTĐ bức xạ (AM,FM,
* Một số chế độ phát xạ thường dùng trong Hàng hải:
J3B: Thoại đơn biên loại bỏ sóng mang
H3B: Thoại đơn biên sóng mang toàn phần
F1B: Điện báo tự động (Radio Telex)
1.4.2 Máy thu VTĐ (Rx) (Receiver)
* Nhiệm vụ: Nhận sóng VTĐ từ máy phát (Tx) truyền đến và tách lấy tín hiệu, khuyếch đại đem sử dụng
* Sơ đồ khối của máy thu VTĐ:
(Sơ đồ khối máy thu VTĐ)
- Anten: Nhận sóng VTĐ từ máy phát, biến thành tín hiệu điện
- Mạch vào: Lựa chọn tần số cần thu ( )
- Khuyếch đại cao tần: Nâng tín hiệu đầu vào đủ lớn theo yêu cầu
- Dao động nội: Tạo sóng cao tần ( )
Bộ trộn có vai trò quan trọng trong việc kết hợp tín hiệu dao động nội với sóng mang để tạo ra trung tần mà không làm méo tín hiệu Để đảm bảo hiệu quả, mạch tạo dao động nội cần phải đồng bộ với mạch vào, nhằm duy trì tính chính xác khi tín hiệu dao động nội thay đổi.
- Tách tín hiệu (Tách sóng): Tách tín hiệu ra khỏi sóng mang (Th−ờng đ−ợc gọi là mạch tách sóng)
- Khuyếch đại tín hiệu: Nâng công suất tín hiệu sau tách sóng
- Nhận tín hiệu: Là thiết bị đầu cuối, biến tín hiệu điện thành loại phù hợp với yêu cầu của con ng−ời
KhuyÕch đại cao tần trén tÇn
NhËn tín hiệu Anten f c f tt f n
* Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy thu
- Độ nhạy của máy thu thể hiện bằng tỷ số tín hiệu/nhiễm
1.4.3 Máy thu phát VTĐ Để tin tức truyền đ−ợc từ nơi này đến nơi khác ta cần có máy thu phát VTĐ
Để truyền thông tin hai chiều giữa các vị trí, mỗi vị trí cần được trang bị cả máy thu và máy phát.
Thông thường máy thu, phát ghép chung với nhau, để giảm bớt 1 anten ta sử dụng công tắc chuyển đổi chế độ thu phát
Để thông tin được truyền đi xa, cần có môi trường truyền sóng tốt, công suất máy phát lớn, anten cao và độ nhạy của máy thu cao Trong thực tế, tùy thuộc vào cự ly liên lạc, việc sử dụng máy thu phát với công suất hợp lý là rất quan trọng.
Nguyên lý thông tin vệ tinh
1.5.1 Khái niệm chung về thông tin mặt đất và thông tin vệ tinh
Việc thông tin từ nơi này tới nơi khác trên trái đất theo 2 cách thức Thông tin mặt đất và thông tin vệ tinh
Là ph−ơng thức truyền trực tiếp giữa các trạm với nhau
Trong thông tin mặt đất có các phương thức truyền sóng chủ yếu:
- Truyền thẳng: Truyền trực tiếp từ anten phát đến anten thu, phương pháp này anten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên cự ly liên lạc ngắn
Truyền sóng đất, hay còn gọi là nhiễu xạ, là phương thức truyền sóng theo đường cong của các vật chắn trên bề mặt trái đất Khoảng cách truyền sóng loại này phụ thuộc vào tần số, với tần số thấp cho phép khoảng cách truyền xa hơn Phương pháp này thường được áp dụng cho dải sóng dưới 30 MHz.
Phương pháp truyền sóng trời thông qua phản xạ từ tầng điện ly cho phép sóng radio bị uốn cong xuống mặt đất, giúp truyền tải thông tin hiệu quả Tầng điện ly có khả năng hấp thụ các tần số thấp, trong khi dải tần HF phản xạ tốt và ít bị hấp thụ Phương thức này cho phép truyền thông ở khoảng cách xa, trong khi các sóng tần số ≥ UHF có khả năng xuyên qua tầng điện ly, thường được ứng dụng trong thông tin vệ tinh.
1.5.2 Nguyên lý thông tin vệ tinh
Môi tr−êng truyÒn Rx/Tx
1.5.2.1 Sơ đồ khối thông tin vệ tinh
Hệ thống thông tin vệ tinh gồm 3 khâu:
Khâu các trạm mặt đất (Khâu điều khiển) đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi thông tin giữa Hệ thống quản lý sản xuất (MES) và mặt đất thông qua vệ tinh (SAT), đồng thời điều khiển quỹ đạo bay của vệ tinh.
- Khâu trung gian (SAT) Nhiệm vụ là trung chuyển thông tin giữa mặt đất và thiết bị di động
- Khâu cuối (Là khâu sử dụng) Là thiết bị đầu cuối của hệ thống phục vụ cho hàng hải, hàng không và đ−ờng bộ
- Muốn truyền thông tin thì cả 3 khâu phải hoạt động đồng bộ và thông suốt
- Hệ thống liên lạc theo 2 chiều trên 4 tần số với mục đích: Việc thu phát và giữa các khâu không gây nhiễu lẫn nhau
- Các ph−ơng pháp đa truy nhập trong thông tin vệ tinh:
Với các phương pháp đa truy nhập, vệ tinh có khả năng liên lạc với nhiều trạm cùng một lúc, giúp cho việc truyền thông tin trở nên nhanh chóng và giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn.
Ta xét một số ph−ơng pháp đa truy nhập
* §a truy nhËp theo tÇn sè FDMA (Frequency Division Multiple Acces)
Mỗi trạm mặt đất phát tần số riêng, cho phép vệ tinh nhận và phân biệt tín hiệu từ các trạm này dựa trên sự khác biệt tần số Để nâng cao khả năng đa truy nhập, người ta áp dụng phương pháp phát xen kẽ các tần số theo một trình tự nhất định.
* §a truy nhËp theo thêi gian TDMA (Time Division Multiple Acces)
Các trạm riêng biệt sẽ phát cùng tần số, nh−ng trong khoảng thời gian khác nhau đã được ấn định trước cho từng trạm,
Để đảm bảo chất lượng cao trong quá trình truy nhập TDMA, cần điều chỉnh chính xác thời gian của mỗi trạm Do đó, việc thiết kế trạm chuẩn để phân phát tín hiệu chuẩn là rất quan trọng.
* Đa truy cập theo mã CDMA (Code Division Multiple Acces)
Mỗi trạm mặt đất phát tín hiệu với cùng tần số và thời gian, nhưng sóng mang đã được điều chế bằng mẫu bít đặc biệt được quy định cho từng trạm.
Trong 3 ph−ơng pháp trên thì 2 ph−ơng pháp TDMA và FDMA hay đ−ợc dùng
CDMA đ−ợc ứng dụng trong kỹ thuật gọi chọn số
+ Không cần có sự phối hợp hoạt động nh− TDMA và FDMA giữa các đài phát trong hệ thống
+ Hệ thống cung cấp dịch vụ nhanh chóng, thuận tiện
+ Mã CDMA có tính bảo mật cao
+ Có tính chống nhiễu cao, khắc phục đ−ợc các hiện t−ợng nhiễu đ−ờng truyền 1.5.2.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thông tin vệ tinh
Trong thông tin vệ tinh, dải tần từ 1-10 GHz được sử dụng vì ít bị ảnh hưởng bởi khí quyển Tuy nhiên, chất lượng thông tin vệ tinh có thể bị ảnh hưởng khi thời tiết thay đổi, chẳng hạn như khi có mây, mưa, tuyết rơi hoặc biến động trong lượng oxy.
* ảnh h−ởng của tầng khí quyển:
Nghiên cứu cho thấy các phần tử oxy và nước trong khí quyển có khả năng hấp thụ sóng truyền qua, đặc biệt là trong vùng độ cao Sự tương tác này ảnh hưởng đến các đặc tính khí quyển, làm nổi bật vai trò quan trọng của oxy và hơi nước trong việc điều chỉnh các sóng.
Do vậy những hôm trời m−a tín hiệu vệ tinh thu đ−ợc sẽ yếu
- ảnh h−ởng của hiện t−ợng khúc xạ khí quyển:
Sóng vô tuyến truyền giữa trái đất và vệ tinh lý thuyết truyền thẳng, nhưng trong thực tế, chúng bị uốn cong do sự thay đổi chiều cao tầng khúc xạ Điều này dẫn đến việc góc ngẩng của anten trạm mặt đất thực tế lớn hơn so với tính toán lý thuyết.
Sự suy hao phân kỳ và khuyếch tán trong tầng khí quyển ảnh hưởng đến chiều cao khúc xạ theo thời gian, hoạt động như gương lõm cho sóng vô tuyến Suy hao này phụ thuộc vào tần số và định hướng của anten, trong khi suy hao khuyếch tán chủ yếu do sự hỗn loạn của tầng khí quyển Mặc dù thực nghiệm cho thấy mức suy hao này là nhỏ, nhưng nó lại bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết, do đó cần xem xét kỹ lưỡng khi thiết kế đường truyền vệ tinh.
Fading trong tầng khí quyển ở dải tần 4-6 GHz liên quan chặt chẽ đến sự hội tụ và phân kỳ của sóng điện từ, do tính không đồng nhất của tầng khí quyển gây ra Hiện tượng này không phụ thuộc vào tần số, cho thấy sự phức tạp trong việc truyền dẫn sóng trong môi trường khí quyển.
Tầng ion, nằm ở độ cao từ 50 đến 400 km, ảnh hưởng đến sóng vô tuyến bằng cách gây biến dạng và suy giảm tín hiệu khi chúng đi qua Do đó, trong lĩnh vực thông tin vệ tinh, việc xem xét tác động của tầng ion đối với sóng truyền là điều cần thiết để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của các hệ thống truyền thông.
Hiện tượng fading tầng ion là hiện tượng sóng vô tuyến bị biến đổi một cách không theo quy luật khi truyền qua tầng ion, với tốc độ rất nhanh và ảnh hưởng đến biên độ, pha, phân cực và góc tới của sóng.
Fading tầng ion có đặc tính sau:
+ Xảy ra đột ngột không có tin hiệu báo trước
+ Xảy ra trong thời gian rất ngắn với chu kỳ (2-15) giây
Fading tầng ion ảnh hưởng đến sóng vô tuyến ở các dải tần khác nhau, tùy thuộc vào vị trí địa lý, mùa và thời gian trong ngày, khác với fading tầng khí quyển.
Hiện t−ợng này xảy ra nhiều ở vùng xích đạo, bắc cực và nam cực, còn vĩ tuyến trung bình là ít xảy ra
Ch−ơng 2: Hệ thống thông tin vệ tinh Hμng Hải INMARSAT
Các hệ thống vệ tinh dùng trong Hàng hải
2.1.1 Phân loại hệ thống vệ tinh
Theo chiều cao chia vệ tinh thành 3 loại:
- Vệ tinh quỹ đạo cao HEO (đặc tr−ng là vệ tinh địa tĩnh: GEO)
(GEO: Global Earch Orbit geostationary Satellite)
Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh đứng yên so với trái đất (V td =0)
+ Điều kiện để vệ tinh trở thành địa tĩnh
Với 2 điều kiện này chỉ có 1 vòng tròn duy nhất vệ tinh bay trên đó là đứng yên so với trái đất Chu kỳ của vệ tinh này là T$ giờ, bằng đúng chu kỳ trái đất tự quay quanh trục của nó
- Vệ tinh quỹ đạo trung bình MEO (Medium Earch Orbit) giê
- Vệ tinh quỹ đạo thấp LEO (Low Earch Orbit) giê
Trên thực tế những vệ tinh có độ cao > 36.000 Km ít đ−ợc dùng, các loại vệ tinh
MEO, LEO gọi chung là vệ tinh phi địa tĩnh
Vệ tinh quỹ đạo thấp LEO (gọi là vệ tinh chuyển động nhanh)
2.1.2 Ưu nh−ợc điểm của vệ tinh địa tĩnh và phi đia tĩnh
* Vệ tinh địa tĩnh (GEO)
Là vệ tinh đứng yên so với trái đất
- Ưu: + Vùng phủ sóng rộng (Hệ INMARSAT – Cần 4 vệ tinh)
+ Không bị ảnh h−ởng của hiệu ứng doppler
+ Điều khiển bám vệ tinh dễ thực hiện
- Nh−ợc: + Không phủ sóng đ−ợc ≥ 70° N,S
+ Thiết bị cồng kềnh, tiêu hao đ−ờng truyền lớn, trễ đ−ờng truyền lớn, hạn chế khả năng truy cập đầu vào
* Vệ tinh phi địa tĩnh
Là những hệ thống vệ tinh không đứng yên so với trái đất
- Ưu: + Phủ sóng toàn cầu
+ Gọn nhẹ vì bay thấp, phù hợp với cá nhân (Điện thoại vệ tinh)
+ Giá thiết bị và giá c−ớc thấp
2.1.3 Các hệ thống thông tin dùng trong Hàng hải
- Trong thông tin liên lạc Hàng hải
Sử dụng hệ thống INMARSAT, có 4 vệ tinh địa tĩnh
- Trong xác định vị trí tàu:
Sử dụng hệ thống GPS, có 24 vệ tinh bay trên 6 quỹ đạo với góc ngẩng 55° (h 200
- Trong hệ thống tìm kiếm cứu nạn toàn cầu GMDSS
Sử dụng hệ thống COSPAS – SARSAT, có 4 vệ tinh / 2 quỹ đạo vuông góc
Hệ thống vệ tinh INMARSAT
Hệ thống vệ tinh INMARSAT phục vụ cho thông tin Hàng hải
2.2.1 Sơ đồ khối hệ thống INMARSAT
Hệ thống INMARSAT cũng giống hệ thống vệ tinh khác gồm 3 khâu:
Khâu đầu: Các trạm điều khiển mặt đất
Khâu trung gian: Là các vệ tinh
Khâu cuối: Các trạm sử dụng đặt dưới tàu, máy bay, phương tiện đường bộ
Hệ thống liên lạc 2 chiều trên 2 băng L và C với 4 tần số tránh gây nhiễu khâu sử dụng và điều khiển, giữa thu và phát
Hệ thống liên lạc với nhau qua 4 ph−ơng thức (Tel, Telex, Fac, Data)
Khi cần truyền tải thông tin từ tàu bờ, tàu tàu hoặc ngược lại, cũng như liên lạc trên mặt đất giữa các địa điểm, chúng ta sử dụng thiết bị phát tín hiệu lên vệ tinh.
Chuyển tiếp xuống trạm mặt đất (LES) là quá trình kết nối với địa chỉ liên lạc cần thiết Thông tin từ một địa điểm này đến một địa điểm khác được kết nối thông qua vệ tinh như một khâu trung gian.
Chức năng của từng khâu:
* Khâu các trạm bờ (khâu đầu) gọi chung là các trạm điều khiển mặt đất
Trạm mặt đất gần bờ biển LES, hay còn gọi là Trạm Địa Cầu Bờ Biển (CES), có nhiệm vụ chính là nhận và phát tín hiệu lên vệ tinh (SAT), nhằm kết nối mạng lưới giữa bờ và tàu.
Mỗi vùng biển có nhiều CES, mỗi CES đ−ợc ký hiệu bằng mã nhân dạng (Shore
- Trạm tọa độ mang (NCS: Network Coordination Station)
Nhiệm vụ chính của CES là điều phối mọi hoạt động trong các vùng biển mà nó quản lý Mỗi vùng biển chỉ có một trạm NCS, do đó, tổng cộng có bốn trạm NCS để quản lý bốn vùng biển khác nhau.
Trạm điều khiển chung của cả hệ thống (OCC: Operation Control Center) đặt tại LonDon thủ đô nước Anh Trung tâm có 2 bộ phận là:
Bộ phận điều khiển quỹ đạo bay của vệ tinh (SCC) đảm bảo vệ tinh hoạt động đúng quỹ đạo và vị trí, đồng thời giữ cho anten luôn hướng về vị trí mong muốn Bên cạnh đó, bộ phận điều khiển mạng thông tin (CCC) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và duy trì liên lạc hiệu quả.
* Khâu vệ tinh: (Khâu trung gian)
Hệ thống sử dụng 4 vệ tinh địa tĩnh, quản lý vùng biển
Vùng phủ sóng của hệ thống N,S Vị trí của các vệ tinh trên các vùng biển:
Mỗi vùng biển được quản lý bởi một vệ tinh riêng, và mỗi vệ tinh sẽ sử dụng các phương thức thông tin khác nhau, dẫn đến việc có các mã tương ứng riêng biệt Dưới đây là bảng mã cho từng vệ tinh.
Khi tàu hoạt động trên biển, việc liên lạc yêu cầu chọn đúng mã vệ tinh tương ứng với từng phương thức liên lạc trong khu vực đó.
VD: Muốn liên lạc với tàu vùng IOR qua ph−ơng thức Telex thì mã vệ tinh sẽ là (582)
Do vậy khi tàu chạy từ vùng biển này sang vùng khác ta phải đổi mã vệ tinh thì mới liên lạc đ−ợc
Dưới đây là bản đồ phủ sóng của các vệ tinh
Khi một khu vực có sóng từ hai vệ tinh, người dùng có thể lựa chọn bất kỳ vệ tinh nào để liên lạc Tuy nhiên, nên ưu tiên chọn vệ tinh có góc ngẩng cao hơn để đảm bảo tín hiệu ổn định và chất lượng tốt hơn.
* Khâu sử dụng: (Khâu cuối)
Là các trạm đặt dưới tàu (SES: Ship Earch Station,
Hiện nay, có nhiều loại thiết bị đầu cuối được lắp đặt trên tàu, bao gồm các loại như INMARSAT A, INMARSAT B/M, INMARSAT-C, INMARSAT D và E, mỗi loại đều có hình dáng và thông số kỹ thuật riêng biệt.
Phân loại INMARSAT
Vệ tinh INMARSAT đang sử dụng ở thế hệ thứ 3 và đang thử nghiệm thế hệ thứ 4
2.3.1 Phân loại theo hình dáng, kích th−ớc
INM-C 2.3.2 Phân loại theo ph−ơng thức thông tin
Type INM- Tel Telex Fac Data Date Speed
2.3.3 Phân loại theo số nhận dạng (IMN: INMARSAT Mobile Number)
INM-A: 7 Digital 1X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 (X 1 =1, X 2 X 3 X 4 =MID) INM-B: 9 Digital 3X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 (X 1 =3, X 2 X 3 X 4 =MID) INM-C: 9 Digital 4X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 (X 1 =4, X 2 X 3 X 4 =MID) INM-M: 9 Digital 6X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 (X 1 =6, X 2 X 3 X 4 =MID) (MID: Maritime Identification Digits) Nó chính là mã n−ớc có tàu
2.3.4 Các tiêu chuẩn của các trạm đài tàu
INM-A là hệ thống INMARSAT đầu tiên đ−a vào hoạt động năm 1982
Cung cấp các dịch vụ Tel, Telex, Fae, Email, Data (56-64 Kb/s)
Anten parabol có đường kính từ 0,9 đến 1,2 mét rất phù hợp cho các phương tiện vận tải lớn như tàu dầu, tàu chở khách và tàu siêu lớn Tính đến năm 1998, đã có khoảng 25.000 trạm được lắp đặt Thế hệ INM-A mới không chỉ gọn nhẹ hơn mà còn dễ sử dụng và có giá thành thấp, đồng thời có khả năng ghép nối với nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau.
INM-A sử dụng kỹ thuật Analog
INM-B là một hệ thống thông tin tiên tiến, sử dụng công nghệ kỹ thuật số và thiết kế gọn nhẹ với anten dạng parabol So với INM-A, INM-B cung cấp tốc độ truyền tải cao hơn và chất lượng thông tin tốt hơn, nhờ vào các công nghệ hiện đại Hệ thống này đã được đưa vào sử dụng từ năm 1993.
Được đưa vào sử dụng từ năm 1991, thiết bị này chỉ cung cấp các dịch vụ như Telex, Email và Data Với thiết kế nhỏ gọn nhờ sử dụng anten vô hướng, nó thuộc hệ thống GMDSS theo quy định của IMO, do đó việc lắp đặt là bắt buộc.
INM-C đơn giản, giá rẻ, gọn nhẹ phù hợp với tàu thuyền nhỏ
Tốc độ thông tin 600 bit/s
INM-C cung cấp dịch vụ gọi nhóm tăng cường EGC (Enhanced Group Call), cho phép người dùng gửi thông tin đến các tàu được chọn trước hoặc trong một khu vực địa lý xác định.
Chức năng báo động cấp cứu và điện khẩn được ưu tiên cao nhất tới các RCC Trạm đài INM-M, được đưa vào khai thác từ năm 1992, nhằm hoàn thiện các dịch vụ hiện có với chi phí thấp hơn và kích thước gọn nhẹ hơn Đến năm 1997, INM-Mini-M đã được ra mắt.
Có tính −u việt nh−: Có khả năng chống sai số, cũng nh− sửa sai, có dịch vụ gọi nhóm, có khả năng điều khiển công suất phát xạ
Tốc độ: Tel (4,8 Kb/s), Fae (92,4 Kb/s), Data (2,4 Kb/s)
Hệ thống gọi cấp cứu INM-E cho phép các EPIRB phát tín hiệu cấp cứu nhanh chóng đến Trung tâm tìm kiếm cứu nạn RCC.
Thiết bị đ−a vào sử dụng 1994.
Các phương pháp xác định (A z , β )
2.4.1 ý nghĩa của việc xác định (A z , β)
- A z là ph−ơng vị của vệ tinh, β là góc nhìn vệ tinh
Các loại INM-A, B, M đều sử dụng chế độ Tel và Fac, đòi hỏi dải thông rộng và kỹ thuật truyền tin phức tạp Do đó, anten của chúng được thiết kế dạng parabol, nhằm tăng tính định hướng và cải thiện tín hiệu đầu vào cho máy thu.
Hệ thống INM-(A,B,M) yêu cầu một bộ phận quay anten để theo dõi vệ tinh khi tàu thay đổi hướng Để thực hiện chức năng này, có hai phương pháp: tự động và bằng tay Phương pháp bằng tay được sử dụng khi hệ thống tự động gặp sự cố.
Muốn quay đ−ợc anten ng−ời sử dụng phải biết đ−ợc Az, β của vệ tinh
Az, β đ−ợc tìm bằng tra bằng và bản đồ
- Với INM-C, E vì anten là vô h−ớng nên máy không có bộ bám anten
Hiện tại có 2 phương pháp xác định (Az, β)
2.4.2 Xác định (Az, β) bằng tính toàn và tra bảng
- Xác định |Δλ| (giữa vệ tinh cần thu và tàu)
- Tra bảng dựa vào 2 thông số: Δλ và φT
Khi tra bảng ta dóng Δλ theo hàng ngang và φT theo hàng dọc
Giao của 2 đ−ờng này cho ta giá trị của Az và β
VD: nh− hình d−ới ta có Δλ , φT Tra bảng ta có thì giá trị A z )5 và β` ϕ Δλ T 5
- Các bảng tra: Xem (phụ lục: 1)
+ Bảng C 1 : cho biết kinh độ của:
Tàu ở Bắc bán cầu và phía Đông của vệ tinh có tọa độ IOR: 64.5 E và POR: 178° E, được thể hiện trong Bảng C 2 Trong khi đó, Bảng C 3 mô tả vị trí tàu ở Bắc bán cầu và phía Tây của vệ tinh (N, W) Đối với khu vực Nam bán cầu, Bảng C 4 chỉ ra vị trí tàu ở phía Đông (S, E), còn Bảng C 5 cung cấp thông tin về vị trí tàu ở phía Tây (S, W).
Ví dụ 1: Vị trí tàu
Ta chọn vệ tinh vùng tàu hoạt động (AOR-W) từ bảng C 1 : 54°W TÝnh Δλ: Δλ=(54°-42°)° → Lấy tròn Δλ
Ví dụ 2: Vị trí tàu
Ta chọn vệ tinh vùng tàu hoạt động (AOR-E) từ bảng C 1 : 15°5’ W Xác định Δλ: Δλ=(22-15,5)=6,5° → Lấy tròn Δλ =5°
Ví dụ 3: Vị trí tàu
Ta chọn vệ tinh: IOR tra bảng C1 có: 64°5E Xác định Δλ: Δλ=(80°-64°5)°5 làm tròn 15°
Tra bảng C 4 với Cho ta
Ví dụ 4: Vị trí tàu
Ta chọn vệ tinh: POR tra C1 là: 178°E
Tra bảng C 5 với Cho ta
Khi tàu nằm trong vùng phủ sóng của hai vệ tinh cùng vị trí, chúng ta có thể lựa chọn hai vệ tinh khác nhau, dẫn đến kết quả A z và β sẽ khác nhau.
- Việc chọn vệ tinh sao cho góc ngẩng β là lớn nhất
2.4.3 Xác định A z , β bằng tra bản đồ Xem (phụ lục 2)
- Ta có 4 bảng tra t−ơng ứng với các vùng biển của từng vệ tinh
- Khi có vị trí tàu, ta chọn bảng tra t−ơng ứng và chấm vị trí tàu lên bảng tra
- Đối chiếu và nội suy để xác định A z , β
- Với cách xác định này sẽ nhanh và thuận tiện hơn, tuy nhiên độ chính xác không cao Ph−ơng pháp này đ−ợc áp dụng nhiều hơn d−ới tàu
- Thực hành làm 4 bài tập t−ơng ứng với từng vùng biển,
Bảng mã dịch vụ và mã trạm bờ
2.5.1 Bảng mã dịch vụ quốc gia (Country Code) Để phục vụ cho việc thông tin giữa các quốc gia đ−ợc thống nhất và thuận tiện, tổ chức thông tin quốc tế đã quy định cho mỗi quốc gia tương ứng với từng phương thức thông tin một mã, đ−ợc gọi là mã n−ớc, hiện có 2 bảng mã n−ớc dành cho (Tel, Fae) và (Telex, Data)
VD: Việt Nam: Country Code (Tel, Fac) là 84
2.5.2 Bảng mã quốc tế (ISC 2: Digit Code Serviers) Đ−ợc gọi là bảng mã dịch vụ quốc tế 2 số
Mỗi loại dịch vụ đều có mã riêng, chúng ta muốn sử dụng dịch vụ gì thì đưa mã tương ứng
Ví dụ: 00 - Là mạng dịch vụ tự động
11 - Yêu cầu nhân viên quốc tế trợ giúp
13 - Yêu cầu nhân viên quốc gia trợ giúp
37 - Thông báo thời gian sau cuộc gọi
43 - Thông báo vị trí tàu
Ví dụ: Gọi từ n−ớc ngoài tới số điện thoại (3735035) khoa ĐKTB tr−ờng Đại học Hàng hải Thì ta phải bấm dãy số sau:
Nhận đ−ợc dòng mã lệnh này tổng đài quốc tế sẽ tự động chọn mã nối mạng:
Số thuê bao 3735035 khoa ĐKTB Đại học Hàng hải
2.5.3 Bảng mã trạm bờ INM (Shore ID)
Mỗi trạm bờ trong hệ thống INM có mã riêng biệt, vì vậy khi cần liên lạc từ tàu vào bờ, cần tra cứu mã trạm bờ trong Phụ lục 4 để đảm bảo kết nối đúng Sau khi kết nối thành công với trạm bờ, ta có thể tiếp tục thiết lập liên lạc đến thuê bao mong muốn.
Mỗi vùng biển được quản lý bởi nhiều trạm bờ (CES) cùng với một trạm tọa độ mạng (NCS), chịu trách nhiệm điều hành tất cả các hoạt động của các trạm trong khu vực đó.
Có thể với 1 trạm bờ nh−ng khi liên lạc với các loại INM khác nhau thì nó mang các mã khác nhau
VD: Trạm LES Hải Phòng - Việt Nam
- Với INM - (B, M) Nó có ID là 009
- Với INM- C Nó có ID là 330
Do vậy khi liên lạc người sử dụng cần lưu ý đến vấn đề này
2.5.4 Bảng mã vệ tinh (Mã vùng biển) AREA-Code
- Thông thường để cho tiện ta thay cho việc gọi mã vệ tinh ta gọi là mã vùng biển
Mỗi vệ tinh chỉ quản lý một vùng biển cụ thể, vì vậy tàu hoạt động trong khu vực nào phải kết nối với vệ tinh tương ứng để có thể liên lạc với bờ Nếu chọn sai vệ tinh, cuộc gọi sẽ không thể thực hiện được.
- Mỗi vùng biển khi liên lạc ở các chế độ thông tin khác sẽ có mã khác nhau, bảng mã đó nh− sau
2.5.5 Cách tra cứu trạm bờ và mã vùng biển
- Sách tra cứu tài liệu thông tin d−ới tàu có hai loại (List, Volume)
2 loại này nội dung và số tập giống nhau
Hiện tại có 7 tập, mỗi tập có nội dung sau:
+ (List, Volume) 1 Coast Radio Station
+ (List, Volume) 5 Bảng mã trạm bờ (Shore Code)
- Ngoài ra các thông tin còn đ−ợc tra cứu trên sách h−ớng dẫn sử dụng từng loại INM khi lắp đặt dưới tàu.
Quy trình thông tin liên lạc qua INMARSAT
2.6.1 Cài đặt thông số ban đầu:
- Với INM-C không phải thực hiện b−ớc này vì nó sử dụng anten vô h−ớng
Để tàu có thể liên lạc với vệ tinh, cần cài đặt các thông số ban đầu cho các loại INM (A, B, M) nhằm thu được tín hiệu từ vệ tinh.
Các thông số cài đặt ban đầu bao gồm:
+ Thông số Azinut (xác định bằng tra bảng)
+ Góc ngẩng vệ tinh (xác định bằng tra bảng)
+ Vùng biển tàu đang hoạt động (I, P, A1, A2)
+ Thêi gian (giê thÕ giíi)
+ Trạm bờ vùng biển tàu đang hoạt động
Nếu các thông số đầu vào phù hợp, tàu sẽ nhận tín hiệu từ vệ tinh hiển thị ở góc trên bên trái màn hình (REC-15) Mức tín hiệu thu về đạt 15, cho thấy đủ tiêu chuẩn để tiếp tục liên lạc.
2.6.2 Quy trình liên lạc (Telex):
Có 3 tr−ờng hợp liên lạc giữa các trạm INM
+ Liên lạc tàu vào bờ (Ship To Shore)
+ Liên lạc từ bờ ra tàu (Shore To Ship)
+ Liên lạc từ tàu với tàu (Ship To Ship)
2.6.2.1 Liên lạc từ tàu vào bờ (Ship To Shore)
B−ớc 1: Soạn bức điện và ghi vào file No
Bước 2: Xác định các mã cần cho nối mạng
- Xác định mã trạm bờ cần liên lạc (Shore.ID)
- Mã Telex quốc gia có thuê bao cần liên lạc (Telex Code)
- Nối mạng với trạm bờ theo trình tự:
Khi có tín hiệu trả lời của trạm bờ (thẻ hiện GA+) thì ta thực hiện tiếp việc nối mạng với thuê bao theo trình tự:
B−ớc 3: Nối mạng với thuê bao
Khi nhận đ−ợc tín hiệu thông mạng với thuê bao cần gọi thì ta thực hiện b−ớc tiếp
B−ớc 4: Lấy (file) vừa soạn thảo ấn
Sau khi gửi bức điện, máy sẽ thực hiện cắt nối mạng Ví dụ, liên lạc từ tàu có INM-B tại vùng POR đến số Telex 3735020 của Khoa ĐKTB, trường Đại học Hàng Hải Việt Nam.
- Xác định các mã cho cuộc liên lạc Telex
+ Trạm bờ ở vùng biển POR (Chọn trạm bờ Singapore là 210)
+ Mã Telex Việt Nam là 805
+ Mã vùng Hải Phòng là 31
- Thiết lập cuộc gọi bằng gõ dòng lệnh:
→ 210 + ↵ Đến khi có trả lời của trạm bờ thì gõ tiếp
Khi soạn thảo bức điện, hãy nhớ đánh 5 chấm ( ) ở cuối để máy nhận biết bức điện đã kết thúc và ngắt kết nối Nếu bạn quên không đánh 5 chấm trước khi gửi, hãy gõ 5 chấm sau khi gửi để kết thúc phiên liên lạc.
Nếu không soạn điện trước, sau khi kết nối mạng với thuê bao, việc soạn điện trên máy và gửi sẽ tốn thêm chi phí cho thời gian soạn thảo, vì lúc này máy đã được kết nối với bờ.
2.6.2.2 Liên lạc từ bờ ra tàu (Shore To Ship)
Chủ tàu cần đăng ký thuê dịch vụ thông tin với một trạm LES hoặc đại lý được ủy quyền để tính cước phí sau này Dịch vụ này có thể được thuê theo quý, năm hoặc theo từng chuyến.
B−ớc 1: Soạn bức điện gửi cho tàu và ghi vào (file No)
Bước 2: Xác định mã vùng biển tàu đang hoạt động
B−ớc 3: Thiết lập nối mạng với tàu tuần tự theo các mã
B−ớc 4: Lấy (file) vừa soạn và gửi cho tàu và kết thúc liên lạc
VD: Liên lạc bằng Telex cho tàu ở IOR có lắp đặt INM-C từ công ty VOSCO Việt Nam
- Xác định các mã cho cuộc liên lạc Telex:
+ Mã vùng biển IOR t−ơng ứng với ph−ơng thức liên lạc Telex là: 582
+ Mã Telex Việt Nam là: 805
+ Số INM-C là 457456789 (4: loại INM-C, 574 là MID Việt Nam)
- Thiết lập cuộc gọi bằng gõ dòng lệnh:
2.6.2.3 Liên lạc Ship To Ship
- Có 2 tr−ờng hợp xảy ra: 2 tàu cùng 1 vùng biển và 2 tàu khác vùng biển
- Về cách liên lạc thì hoàn toàn giống nhau, nh−ng về đ−ờng truyền thì 2 tr−ờng hợp khác nhau, do vậy c−ớc cũng khác nhau
Tr−ờng hợp 2 tàu cùng vùng biển chỉ có c−ớc không gian, 2 tàu khác vùng biển thì thêm cước bưu điện (cước đất liền)
Ph−ơng thức liên lạc tàu –> tàu có các b−ớc sau:
Bước 1: Tàu gọi liên lạc với trạm bờ vùng tàu hoạt động
B−ớc 2: Sau khi tàu nhận đ−ợc trả lời từ trạm bờ: GA+ ta đ−a mã vùng biển và mã số nhận dạng tàu cần gọi để nối mạng
Bước 3: Sau khi nhận phản hồi từ tàu cần gọi, chúng ta tiến hành lấy file đã chuẩn bị và gửi đi Lưu ý rằng, sau khi hoàn tất phiên liên lạc, nếu cần ghi lại thời gian để cập nhật vào nhật ký, chúng ta cần thực hiện các bước cần thiết.
2.6.3 Quy trình liên lạc thoại (Tel)
- Quy trình liên lạc (Tel) chỉ thực hiện với INM (A, B, M) còn INM – C không có chế độ này
- Các b−ớc nối mạng B1, B2, B3 hoàn toàn giống (Telex) ta chỉ cần thay mã (Telex) bằng mã (Tel)
Khi thực hiện nối mạng xong, B4 thay cho việc chọn file để gửi thì ta liên lạc trực tiếp nh− sử dụng điện thoại
VD: Liên lạc (Tel) từ bờ tới tàu ở IOR có số ID: 4MID X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 thông qua trạm LES Hải Phòng 00 84 872 4MID X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 #↵
- số MID của các n−ớc tra (Phụ lục 6)
2.6.4 Trực và phát cấp cứu qua INMARSAT
Hệ thống INM được trang bị chế độ trực canh cấp cứu tự động, giúp nhận diện tín hiệu cấp cứu một cách nhanh chóng Khi có tín hiệu khẩn cấp, hệ thống sẽ phát ra báo động bằng chuông và còi, đồng thời tự động in ra nội dung bức điện để thông báo kịp thời.
Khi tàu gặp nạn, chúng ta có thể sử dụng INM như một kênh để phát tín hiệu cấp cứu Việc phát tín hiệu này rất đơn giản; chỉ cần mở nắp và ấn vào nút màu đỏ có ghi "Distress".
Tất cả các trạm sẽ nhận được 29 bức điện cấp cứu Nếu có đủ thời gian, chúng ta sẽ soạn thảo bức điện cấp cứu theo mẫu có sẵn trước khi phát.
Ch−ơng 3: Hệ thống tìm kiếm cứu nạn toμn cầu (GMDSS)
Giới thiệu chung
3.1.1 Sự ra đời của GMDSS
Ngày nay, xu hướng hội nhập quốc tế ngày càng mạnh mẽ, trở thành một yếu tố thiết yếu trong thời đại hiện đại Sự ra đời của nhiều tập đoàn kinh tế lớn xuyên quốc gia đã phát huy thế mạnh về nguồn tài nguyên và nhân lực, góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế toàn cầu Điều này đã dẫn đến sự bùng nổ trong ngành hàng hải, với sự gia tăng nhanh chóng về số lượng, chủng loại và kích thước của tàu thuyền trong những năm gần đây.
Mặc dù được hỗ trợ bởi công nghệ và phương tiện hiện đại, số vụ tai nạn đường biển trên toàn cầu vẫn gia tăng do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan Điều này không chỉ gây ra thiệt hại lớn về người và tài sản mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường biển.
- Thời tiết ngày càng biến đổi khắc nghiệt, thiên tai, bão, lốc, sóng thần ngày càng mạnh
Cần có một tổ chức thống nhất trong hoạt động tìm kiếm cứu nạn toàn cầu Năm 1979, hai tổ chức IMO và ITU đã hợp tác xây dựng hệ thống GMDSS, và sau đó đã bổ sung, hoàn chỉnh điều lệ và quy chế hoạt động vào các năm 1981, 1983, 1987 và 1988.
Hệ thống GMDSS từ khi hoạt động đã mang lại hiệu quả cao và thiết thực cho việc tìm kiếm cứu nạn toàn cầu
3.1.2 Chức năng và nhiệm vụ của GMDSS
3.1.2.1 H−ớng dẫn an toàn giao thông trên biển
- Phát các thông báo liên quan đến an toàn trên biển
- Đầu t−, nâng cấp trang thiết bị đảm bảo yêu cầu đặt ra
- Tổ chức học tập, h−ớng dẫn nâng cao nghiệp vụ chuyên môn
- Tổ chức kiểm tra, giám sát theo công −ớc quốc tế
3.1.2.2 Tổ chức tìm kiếm cứu nạn
- Tổ chức mạng lưới rộng khắp toàn cầu, hoạt động đồng bộ, thống nhất
Mỗi quốc gia và khu vực đều có lực lượng chuyên trách tìm kiếm cứu nạn, được tổ chức thành mạng lưới từ trung ương đến địa phương.
- Các đội tìm kiếm cứu nạn được trang bị đầy đủ, thường trực H24, có thể ứng cứu trong mọi hoàn cảnh
Hệ thống GMDSS phát đi thông báo cứu nạn rộng rãi khi xảy ra sự cố trên biển, đồng thời chỉ đạo nhanh chóng việc phối hợp tìm kiếm cứu nạn, nhằm đảm bảo hiệu quả cao nhất trong công tác cứu hộ.
3.1.2.3 Tính hiệu quả của hệ thống GMDSS
- Phát hiện cấp cứu nhanh chóng, chính xác 98%
- Thực hiện trên phạm vi toàn cầu thời gian H24
- Tổ chức cứu nạn kịp thời trong mọi hoàn cảnh
3.1.2.4 Tổ chức mạng l−ới tìm kiếm cứu nạn ở Việt Nam
- Mạng l−ới tổ chức tìm kiếm cứu nạn ở Việt Nam
Mạng lưới tổ chức từ trung ương đến địa phương được xây dựng chặt chẽ với sự phối hợp của nhiều bộ ngành Hiện tại, Bộ Quốc phòng đóng vai trò chính trong việc phối hợp với Cục Hàng hải, hàng không và các cơ quan liên quan ở các tỉnh thành.
- Ngành hàng hải có bộ phận chuyên trách phục vụ tìm kiếm cứu nạn, trên là Cục hàng hải, d−ới là 3 trung tâm cho 3 khu vực:
Các trung tâm này đ−ợc trang bị các tàu chuyên dụng SAR 411, 272 … và đ−ợc biên chế bộ máy đầy đủ chuyên nghiệp.
Hệ thống GMDSS
- Hệ thống GMDSS đ−ợc hình thành từ 2 hệ thống thông tin
- Với 2 hệ thống này đảm bảo phủ sóng toàn cầu
* Thông tin mặt đất bao gồm: Vùng A1: VHF, VHF-DSC
Vùng A2, A3, A3 có máy MF/HF-DSC sử dụng 6 cặp tần số (2,4,6,8,12,16) MHZ, còn có hệ thống NAVTEX-518KHz, thiết bị phát vạch Radar: SART (9-9.5) GHz
+ Hệ thống INMARSAT-C phủ sóng ở vùng ≤ 70°N,S
+ Hệ thống vệ tinh phục vụ xác định vị trí tàu bị nạn (COSPASS-SARSAT –406 )
- Hoạt động của hệ thống GMDSS:
Khi tàu gặp sự cố, việc sử dụng các thiết bị phát cấp cứu trên tàu sẽ phụ thuộc vào cự ly và tính chất của tai nạn.
Khi nhận đ−ợc tín hiệu cấp cứu:
- Chuyển máy về kênh thông tin thích hợp lắng nghe
- Luôn sẵn sàng hỗ trợ việc tìm kiếm
- Phát thông báo cứu nạn nếu cần thiết + Trạm bờ:
- Phát trả lời tàu bị nạn
- Phát loan báo tàu bị nạn trên diện rộng
- Tổ chức, phối hợp tìm kiếm cứu nạn
- Chức năng của từng thiết bị:
+ VHF – DSC – tàu↔bờ(A1) và tàu với tàu khác
+ MP/HF - DSC – tàu↔bờ (A2, A3, A4), tàu với tàu khác
3.2.3 Quy định về lắp đặt thiết bị GMDSS theo vùng:
Radio Equipment Area Of Operation
Các loại bức điện cấp cứu
3.3.1 Mức độ −u tiên của các loại bức điện
- Bức điện cấp cứu (Distress Message)
- Bức điện khẩn cấp (Urgency Message)
- Bức điện an toàn (Safety Message)
- Bức điện th−ờng (Normal Message)
Trong trường hợp cụ thể, việc lựa chọn loại bức điện phát phải phù hợp với tính chất của sự việc Trên tàu, tín hiệu cấp cứu chỉ được thực hiện khi có lệnh từ thuyền trưởng Việc phát tín hiệu cấp cứu liên quan trực tiếp đến an toàn sinh mạng của thuyền viên và tàu, do đó cần phải được cân nhắc thận trọng.
3.3.2 Tính chất của các loại điện cấp cứu:
7 Mất chủ động và trôi dạt: Disable and adript
9 Bị c−ớp biển: Attack by pirates
3.3.3 Các loại bức điện thông tin tìm kiếm cứu nạn
- Gọi theo vùng địa lý
- Gọi cho tất cả các tàu (All Ship)
- Gọi trả lời (Ack nowledgement)
Thiết bị và kỹ thuật gọi chọn số DSC
3.4.1 Ưu điểm của thiết bị DSC
- Trên tàu lắp đặt 2 thiết bị: VHF-DSC, MF/HF-DSC phục vụ cho việc tìm kiếm cứu nạn ở cự ly gần và xa bờ
- Thiết bị DSC có −u điểm sau:
+ Có độ chính xác và an toàn cao
+ Thực hiện bắt liên lạc ban đầu nhanh trên diện rộng và ít gây nhiễu cho các trạm khác
+ Nhớ và lưu giữ bức điện phát đi và nhận về
3.4.2 Kỹ thuật mã hóa DSC
- Để thực hiện mã hóa 1 ký tự, hiện nay thông tin bờ sử dụng mã 5 bit trong hệ mã nhị ph©n
Để nâng cao độ tin cậy trong thông tin hàng hải, mã 7 bit (NAVTEX) được sử dụng trong một số thiết bị thông tin hàng hải khác Điều này giúp cải thiện khả năng chống nhiễu trong quá trình truyền tin, đặc biệt khi sử dụng mã 10 bit, bao gồm 7 bit thông tin và 3 bit sửa lỗi cho thiết bị DSC.
- Giá trị của bit trong mã nhị phân:
+ 1 bit trong mã nhị phân có 2 giá trị (0 và 1)
+ Các bit có vị trí khác nhau trong dãy sẽ có một giá trị khác nhau (đ−ợc gọi là trọng số)
VD: Ta có dãy mã 7 bit
Theo quy định X1 có giá trị nhỏ nhất (1) và X7 có giá trị lớn nhất (64)
+ Nh− vậy nếu ta mã hóa 1 ký tự bằng mã 7 bit thì nhóm mã 7 bít sẽ có 128 trạng thái khác nhau để lựa chọn:
Thứ tự Các trạng thái
Trên thực tế nếu sử dụng 128 trạng thái đó để truyền tin thì thấy rằng có một số trạng thái ít bị sai số đ−ờng truyền
Người ta đã chọn các trạng thái ít sai cho 26 chữ cái, 10 con số (bao gồm cả số 0) và một số ký hiệu khác để phục vụ cho việc truyền tin hiệu quả.
- Kỹ thuật DSC sử dụng 10 bit
64 32 16 8 4 2 1 4 2 1 Trọng số của các bít
Trong kỹ thuật truyền tin DSC, số 0 được thay thế bằng chữ B và số 1 bằng chữ Y Nguyên tắc mã hóa được áp dụng là tổng số các số 1 trong phần thông tin phải bằng trọng số của các số 0 trong phần sửa lỗi.
Ta có 4 chữ số 1 trong phần thông tin do vậy bit 0 phải rơi vào X3 (Vì X3) có giá trị là
4 bằng với 4 chữ số 1 trong phần thông tin
Ta có 3 chữ số 1 trong phần thông tin thì trong phần sửa lỗi X 2 = 0, X 1 = 0 mới có giá trị là 3 bằng 3 chữ số 1 trong phần thông tin
Với 3 bit sửa lỗi ta chỉ có tối đa 8 trạng thái khác nhau, do vậy sẽ có một số tr−ờng hợp trùng trong phần sửa lỗi
Mặc dù đã áp dụng 3 bit sửa lỗi, nhưng vẫn không thể hoàn toàn khắc phục sai số trên đường truyền Tuy nhiên, phương pháp này vẫn mang lại khả năng chống nhiễu rất hiệu quả.
Quá trình mã hóa có mã lỗi là bước quan trọng để đảm bảo thông tin được truyền đạt chính xác Để thiết bị DSC nhận được thông tin, cần phải thực hiện quá trình giải mã tại máy thu.
3.4.3 Các ph−ơng thức thông tin sử dụng trong hàng hải
- Thông tin một chiều (FEC) là thông tin không sửa lỗi (Nh− máy NAVTEX) độ chính xác không cao
- Thông tin hai chiều (ARQ) là thông tin có sửa lỗi dùng cho các thiết bị DSC, ph−ơng thức này có độ chính xác cao hơn
3.4.4 Số nhận dạng các thiết bị DSC (MMSI: Maritime Mobile Service Indentity Code)
- Số nhận dạng thiết bị DSC (9 số):
X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 Trong đó, X 1 X 2 X 3 Thể hiện mã nước (MID)
- Số nhận dạng cho nhóm tàu của quốc gia thì số đầu là số (0)
- Mã trạm bờ thì 2 số đầu là số (0)
Nh− vậy khi nhận đ−ợc số (MMSI) ta biết đ−ợc tàu của n−ớc nào, chủ tàu là ai
005741996: Trạm bờ Hải Phòng Việt Nam
3.4.5 Các cặp tần số DSC
- VHF-DSC: - Phát cấp cứu CH-70
- MF/HF-DSC: Có 6 cặp tần số
- Quy định về tần số trong thông tin DSC
Khi gọi cấp cứu qua tần số DSC, việc lựa chọn tần số phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu về phương thức thông tin tiếp theo.
VD: NÕu DSC 2187,5 KHz yêu cầu thông tin tiếp theo (Tel) thì tần số là 2182 KHz yêu cầu thông tin tiếp theo (Telex) thì tần số là 2174,5 KHz
- Trên thực tế khi phát DSC trên tần số nào đó, không cần phải chọn chính xác tần số mà chỉ cần đ−a băng tần t−ơng ứng là đ−ợc
VD: Phát 2187,5 chỉ cần chọn 2M
Máy MF/HF – DSC có khả năng phát 6 tần số trực canh, cho phép người dùng phát một tần số hoặc quét tuần tự cả 6 tần số Thiết bị luôn sẵn sàng thu nhận tín hiệu từ bất kỳ tần số nào trong số đó, do đó, khả năng phát và nhận tín hiệu báo động của máy MF/HF – DSC cao gấp 6 lần so với máy thông thường.
Hệ thống thông tin an toàn Hàng hải (MSI) (Maritime safety information)
3.5.1 Chức năng, nhiệm vụ, vùng phủ sóng
- Hệ thống MSI có chức năng đảm bảo an toàn Hàng hải
Nhiệm vụ chính của chúng tôi là cung cấp dịch vụ an toàn hàng hải, bao gồm thông báo về thời tiết, khí tượng thủy văn và luồng lạnh Những thông tin này được truyền đạt qua một số tần số nhất định từ hệ thống các trạm bờ đến tàu, nhằm đảm bảo an toàn cho các hoạt động hàng hải.
- Hệ thống phủ sóng toàn cầu nhờ vào việc bố trí mạng l−ới các trạm bờ ở tất cả các vùng biển trên nhiều dải tần số:
+ Dải sóng MF có hệ thống thông tin NAVTEX, hoạt động trên tần số
518KHz(Tần số NAVITEX Hàng hải quốc tế), sử dụng kỹ thuật truyền chữ băng hẹp (NBDP: Narrow-band Direct-printing) tầm hoạt động (250 - 400) hải lý
Trạm bờ hoạt động theo phương thức thu - phát một chiều, phát các bức điện (13 loại) mà trạm tàu thu và in tự động, kèm theo báo động bằng chuông và còi Dải sóng ngắn HF được sử dụng để phủ sóng phần lớn khu vực trên vĩ độ > 70(N,S) do hệ thống INM không thể sử dụng tại vĩ độ này.
Dịch vụ gọi nhóm EGC là một phần quan trọng trong việc mở rộng khả năng của hệ thống INM, cung cấp hai loại dịch vụ chính là Safety NET và Fleet NET Dịch vụ EGC - Safety NET cung cấp thông tin miễn phí về an toàn hàng hải, giúp nâng cao nhận thức và bảo vệ an toàn cho các hoạt động trên biển.
EGC - Fleet NET: Cung cấp các dịch vụ đặc biệt: thương mại, du lịch…Dịch vụ này sử dụng phải trả phí
3.5.2 Kỹ thuật truyền chữ trực tiếp băng hẹp (NBDP) trong (MSI)
Một ký tự đ−ợc mã hoá bằng 7 bít hoặc 10 bít và sử dụng kỹ thuật truyền chữ băng hẹp d−ới 2 ph−ơng thức: FEC, ARQ
- Ph−ơng thức FEC: (Forwarded Errow Correction)
NAVTEX là hệ thống thông báo hàng hải sử dụng thông tin một chiều có sửa lỗi Trạm phát trên bờ phát một ký tự hai lần, giúp máy thu nhận tín hiệu so sánh và in ra Nếu có sự khác biệt, ký tự sai sẽ được thay thế bằng dấu (*) Trong trường hợp đường truyền kém, bức điện sẽ xuất hiện nhiều dấu (*) Phương thức này nhanh chóng nhưng độ chính xác không cao.
Phương thức ARQ (Automatic Reception/Transmission Requestion) là một phương thức tự động thu phát hai chiều có khả năng sửa lỗi, cho phép truyền dữ liệu hiệu quả ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu Phương pháp này còn được biết đến với tên gọi là thu phát đồng bộ.
Nguyên lý của ph−ơng thức này là:
- Trạm phát ISS (Information Sending Station) phát 1 block 3 ký tự - trong 210ms (mỗi ký tự 70ms), sau đó chuyển sang chế độ thu: 240ms
- Trạm thu IRS (Informatin Receiving Station)
Khi nhận dữ liệu, nếu đúng thì in ra, nếu sai thì yêu cầu máy phát lại Thời gian truyền 3 ký tự là 210ms, do đó tổng thời gian cần thiết để truyền 3 ký tự là 450ms Nếu đường truyền kém gây ra lỗi, máy sẽ phải lặp lại nhiều lần, dẫn đến mất nhiều thời gian Chỉ khi nào dữ liệu được truyền chính xác, máy mới chuyển sang khối khác Phương pháp này có ưu điểm là độ chính xác cao, nhưng tốc độ truyền chậm, đặc biệt khi đường truyền yếu.
Hệ thống NAVTEX
3.6.1 Giới thiệu hệ thống NAVTEX
- Hệ thống NAVTEX xây dựng nhằm cung cấp các dịch vụ liên quan đến an toàn cho tàu
Thời gian để máy thu phát 3 ký tự trả lời
Thời gian trễ thiết bị và đ−ờng truyền
- Hệ thống gồm các trạm đặt trên bờ phát 13 loại bức điện, máy thu ở dưới tàu tự động nhận các bức điện (hệ thống thông tin 1 chiều)
- Tầm hoạt động của hệ thống (250 - 400) hải lý, hệ thống NAVITEX Hàng hải quốc tế làm việc trên tần số 518KHz
3.6.2 Cách bố trí các trạm bờ
- Nguời ta chia biển thành 16 vùng
- Mỗi vùng biển bố trí nhiều trạm bờ, mỗi trạm bờ đ−ợc ký hiệu bằng 1 chữ cái từ (3-4) trạm thành nhóm Số trạm nhiều nhất trong vùng không quá 24
Mỗi trạm thường phát sóng trong khoảng thời gian 10-15 phút sau mỗi 4 giờ Hai trạm liền nhau thường phát cách nhau 1 giờ, nhưng ở một số vùng, khoảng cách giữa hai trạm có thể chỉ là 30 phút.
- Hai trạm liền nhau không đ−ợc ký hiệu tên trùng nhau
- Việt Nam: Trạm Hải Phòng (N) 42095 KHz Đà Nẵng (P) 518 KHz
TP Hồ Chí Minh (X) 518 KHz 3.6.3 Các loại bức điện NAVTEX
Máy thu NAVTEX trên tàu có khả năng tự động nhận 13 loại bức điện liên quan đến an toàn hàng hải từ các trạm bờ, với mỗi bức điện được đánh dấu bằng một chữ cái riêng biệt.
D - Thông tin về tìm kiếm cứu nạn
Trong đó 4 bức điện: A, B, D, L là bức điện −u tiên khi thu
(Tức là khi đang thu bức điện thường có bức điện ưu tiên, máy sẽ dừng đê thu bức điện −u tiên)
Khi thu máy tự động in và lưu giữ trong bộ nhớ trong vòng 72 giờ và máy có thể lưu trữ đ−ợc 128 bức điện
3.6.4 Cách đọc bức điện NAVTEX
- Bức điện NAVTEX gồm 3 phần:
+ Phần đầu: Chứa những nội dung: Phần đồng bộ thu - phát, trạm nào phát, phát loại bức điện gì, thời gian phát
ZCZC - Phần đồng bộ thu phát
Bức điện loại: B thứ tự 15
+ Phần nội dung: Tuỳ thuộc nội dung từng loại bức điện
Khi có ký tự lỗi trong quá trình thu máy sẽ đánh dấu (*) Khi bức điện thu đ−ợc có nhiều dấu (*) thì độ tin cậy không cao
- Kết thúc bức điện th−ờng có các dấu hiệu:
Bốn chữ (NNNN): Cho biết bức điện đã kết thúc
Cont: Cho biết bức điện còn phát tiếp vào lần sau
%: Phần trăm sai số: Tính bằng tổng dấu */Tổng số ký tự thu
Nếu 4% bức điện tham khảo và máy không nhớ
Ví dụ: (Đ−a ví dụ về bức điện NAVTEX)
3.6.5 Khai thác máy thu NAVTEX
- Máy thu NAVTEX theo quy định của IMO phải đảm bảo hoạt động H24
Khi có bức điện gửi đến, máy sẽ phát tín hiệu báo động và tự động in nội dung bức điện Người sử dụng cần đến tắt báo động để xem nội dung, và nếu cần thiết, báo cáo lại với thuyền trưởng.
Không cần thu thập tất cả các loại bức điện và những trạm không cần thiết cho hành trình, nhằm tiết kiệm giấy và bảo vệ thiết bị Để đạt được điều này, chúng ta sử dụng tính năng loại trừ cửa máy để loại bỏ các trạm và bức điện không cần thiết.
Máy thu NAVTEX hoạt động trên tần số 518 KHz (dải MF), dẫn đến khoảng cách thu sóng vào ban ngày ngắn hơn so với ban đêm Do đó, ở những khu vực tàu hoạt động ít vào ban ngày, khả năng nhận tín hiệu sẽ bị hạn chế.
Bộ phận kim in của máy rất dễ bị hỏng, vì vậy trong quá trình in, không nên xé giấy Hành động này có thể ảnh hưởng đến cơ khí của kim, dẫn đến việc in ấn không rõ ràng hoặc thiếu kích thước, thậm chí có thể gây hỏng máy.
- Anten NAVTEX là anten tích cực (Act), tuy nhiên nếu anten này bị hỏng hoặc mất có thể thay bằng anten cần hoặc dây sóng trung (MF)
Khi sử dụng giấy in nhiệt, cần bảo quản giấy ở nơi khô ráo và tránh nhiệt độ cao Khi thay giấy, hãy chú ý lắp đúng mặt giấy và đảm bảo mua đúng chủng loại để đảm bảo hiệu suất in ấn tốt nhất.
Hệ thống báo vị trí sự cố qua vệ tinh (Cospas - Sarsat)
3.7.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống
Personal Locator Beacons (PLBs) are essential for personal and terrestrial use, providing vital location information in emergencies Emergency Locator Transmitters (ELTs) are specifically designed for aviation, ensuring aircraft can be located quickly in distress situations For maritime applications, Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRBs) serve to alert rescuers to a vessel's location during emergencies at sea Local User Terminals (LUTs) act as regional connection points, facilitating communication and coordination in emergency response efforts.
MCC: (Mission Control Couter): Trung tâm điều khiển toạ độ RCC: (Rescue coordination center): Trung t©m kiÕm khu vùc
Hệ thống cũng gồm 3 khâu:
- Khâu sử dụng, khâu trung gian là vệ tinh, khâu trạm bờ tổ chức phối hợp tìm kiếm cứu nạn
3.7.1.2 Hoạt động của hệ thống
Khi tàu gặp sự cố cần cứu nạn, EPIRB - 406 sẽ được kích hoạt để phát tín hiệu khẩn cấp tới các vệ tinh Các vệ tinh này sẽ chuyển tiếp tín hiệu xuống trạm mặt đất, nơi thực hiện chức năng thông báo cho các tàu khác và tổ chức phối hợp tìm kiếm cứu nạn Đồng thời, các đội SAR gần khu vực tàu gặp nạn sẽ được chỉ đạo thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn.
* Khâu phát tín hiệu (EPIRB):
Phao EPIRB-406 được lắp đặt dưới tàu, thường ở hai bên cánh gà Khi tàu gặp nạn và chìm, phao sẽ tự động tách ra và nổi lên mặt nước, phát tín hiệu cứu nạn lên vệ tinh.
Khi có đủ thời gian, hãy nhấc phao ra khỏi giá và thả xuống biển để phát tín hiệu Bạn cũng có thể mang phao xuống xuồng cứu hoặc để trên tàu để phát tín hiệu Để sử dụng, chuyển công tắc từ chế độ READY sang ON Phao EPIRB - 406 có thời gian hoạt động lên đến 72 giờ.
- Nhiệm vụ: Nhận tín hiệu từ phao phát chuyển tiếp xuống các trạm mặt đất
- Hệ gồm 2 hệ thống vệ tinh:
+ Cospass của Nga: Có 2 vệ tinh bay đối nhau trên 1 quỹ đạo có h = 1.000 km và nghiêng mặt xích đạo β= 55°
+ SARSAT của Mỹ cũng có 2 vệ tinh bay đối nhau trên 1 quỹ đạo có độ cao h 850km, βU°
2 quỹ đạo này vuông góc nhau Để đảm bảo 4 vệ tinh phủ sóng được toàn cầu người ta bố trí 4 vệ tinh ở 4 cung phần t− khác nhau
Các trạm LUT nhận tín hiệu từ tàu qua hệ thống vệ tinh và chuyển thông tin về MCC, từ đó phát thông báo cứu nạn cho các trạm bờ và tàu khác Thông tin cũng được chuyển tới RCC để chỉ đạo các đội SAR thực hiện công tác cứu nạn Hệ thống này có tính ưu việt trong việc đảm bảo nhanh chóng và hiệu quả trong các tình huống khẩn cấp.
- Hoạt động trên phạm vi toàn cầu
- Hiệu quả cứu nạn rất cao, nhanh chóng, chính xác trên phạm vi toàn cầu trong suốt thêi gian H24
Hiện nay, EPIRB chưa được kết nối với GPS, nên không thể phát tín hiệu vị trí chính xác Việc xác định vị trí tàu bị nạn phụ thuộc vào khả năng tính toán của trạm bờ khi nhận tín hiệu từ vệ tinh.
Nội dung và quy trình phát tín hiệu cấp cứu của EPIRB
EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Becon)
- Hiện tại có 3 loại EPIRB
+ EPIRB-VHF: Hoạt động sóng VHF có cự ly gần
+ EPIRB-INM: Sử dụng hệ thống vệ tinh INMARSART vùng hoạt động ≤ 70°N, S , hoạt động dài band – L
+ EPIRB - 406 của hệ thống Cospass_Sarsat (đăng kiểm bắt buộc) phạm vi hoạt động toàn cầu, tần số 406 MHz
Nhiệm vụ của EPIRB: Là báo vị trí tàu bị nạn
- Trên thân EPIRB có phi đầy đủ thông tin về tàu và cách sử dụng EPIRB (call sign, MID, ngày tháng sử dụng của pin…)
3.8.2 Nội dung tín hiệu EPIRB - 406
- Tín hiệu EPIRB - 406 phát lên vệ tinh bao gồm nội dung sau:
- Tín hiệu nhận dạng tàu bị nạn
- Một số thông tin khác phục vụ cho tìm kiếm cứu nạn
Những thông tin trên đ−ợc thể hiện bằng 144 bít
25 9 (MID) T T T F Serial Beacon 10 bit 50 bit (dù tr÷)
Mã n−ớc Loại phao Chủ tàu
110 Personal (ng−êi, ®−êng bé)
Với các nội dung trên ch−a có vị trí tàu (Position), tính chất bị nạn…
Sau này có thể đ−a bằng tay hoặc kết nối với các thiết bị khác nh− GPS…
3.8.3 Quy trình phát tín hiệu EPIRB-406
- Phát liên tục từng nhóm 144 bít trong 0, 5S và nghỉ 49,5S Nh− vậy vệ tinh có thể nhận đ−ợc tối đa tín hiệu báo động cấp cứu trong 1 chu kỳ (50s) là:
100 (Nh− vậy có thể mỗi trạm nhận đ−ợc 100 tín hiệu cấp cứu trong vòng gần
Tuy nhiên để có độ chính xác cao trên thực tế chỉ đ−ợc 90
- Với tốc độ truyền tin hiện nay của hệ Cospass - Sarsat là 2400 bit/s
Nh− vậy trong 0,5s sẽ truyền đ−ợc bao nhiêu nhóm 144 bít nhãm
Trên thực tế chỉ cần 5 nhóm là đủ đảm bảo độ tin cậy
Để hỗ trợ công tác tìm kiếm cứu nạn, EPIRB 406 không chỉ phát tín hiệu tần số 406 MHz với công suất lớn lên vệ tinh, mà còn phát tần số 121,5 MHz với công suất nhỏ Tần số này giúp máy bay nhanh chóng phát hiện vị trí tàu bị nạn, từ đó nâng cao hiệu quả tìm kiếm cứu nạn trên biển.
3.8.4 Nguyên lý hoạt động của EPIRB - 406
EPIRB - 406 là thiết bị quan trọng trong hệ thống GMDSS, được IMO yêu cầu lắp đặt trên tàu Mỗi tàu cần trang bị 2 chiếc ở hai bên cánh gà, trong khi tàu nhỏ chỉ cần 1 chiếc Việc lắp đặt phải đảm bảo chắc chắn để khi tàu chìm, phao nổi có thể nổi lên mặt nước, từ đó tín hiệu mới có thể phát tới vệ tinh.
- EPIRB - 406 có 2 chế độ hoạt động
+ Chế độ tự động (AUTO): Khi tàu chìm, dưới tác dụng của nước phao tự tách ra khỏi giá - nổi lên mặt n−ớc và phát tín hiệu
Chế độ bằng tay (Manual) cho phép người dùng nhấc phao ra khỏi giá và thả xuống biển khi có đủ thời gian Sau khi nhấc phao, cần chuyển công tắc về vị trí On để đặt phao trên tàu hoặc xuồng cứu sinh, nhằm phát tín hiệu hiệu quả.
* Chú ý: Khi sử dụng phao EPIRB - 406
- Đặt phao vào giá đúng quy định và công tắc ở vị trí (Ready)
- Kiểm tra, bảo quản, bảo d−ỡng EPIRB đúng quy định đăng kiểm (1 tháng/lần) kiểm tra xong ghi vào nhật ký
- Chú ý thời hạn sử dụng của pin là 5 năm
Nếu tín hiệu EPIRB được phát nhầm trong thời gian có thể khiến các trạm khác nhận diện là tín hiệu cấp cứu, cần ngay lập tức sử dụng thiết bị khác trên tàu để thông báo cho trạm bờ gần nhất về sự nhầm lẫn này.
- Chỉ đ−ợc sử dụng EPIRB khi tàu cần cấp cứu.
Thiết bị thu phát tín hiệu Radar (SART)
(SART: Search And Rescuc Radar Transponder)
- SART là thiết bị vô tuyến, làm việc trong dải tàu (9 - 9,5 GHz t−ơng ứng với Radar loại λ = 3,2 cm (band = S)
SART là thiết bị thiết yếu trong hệ thống GMDSS, có chức năng phát tín hiệu đến radar của các phương tiện tìm kiếm, giúp đội cứu hộ xác định nhanh chóng và chính xác vị trí của tàu gặp nạn.
- Khoảng cách xác định tốt nhất vị trí SART là 5 hải lý (với độ cao anten radar là 15m và SART cách mặt biển 1 m)
Công thức d = 2.21 (h1 + h2) có thể được sử dụng để xác định khoảng cách tới SART Trong điều kiện thời tiết tốt và khi SART được đặt ở độ cao, thiết bị này có thể được phát hiện ở khoảng cách lớn hơn 10 hải lý.
- Trên thân SART khi đầy đủ thông tin về nhận dạng tàu và hướng dẫn sử dụng
3.9.2 Nguyên lý phát xung của SART:
- SART phát xung theo quy trình định sẵn, mỗi lần phát 12 vạch cách đều trong vòng
100 μs, trong mỗi vạch SART phát tần số trong dải (9,2 - 9,5) GHz nằm trong dải tần làm việc của radar (λ=3,2 cm)
- Theo tính toán: Sóng điện từ lan truyền 1 μs t−ơng ứng với 0,081 hải lý
Vậy 100μs t−ơng ứng với gần 8 hải lý
Nh− vậy mỗi vạch xấp xỉ 8/12 = 0,6 hải lý
Nh− vậy để quan sát đ−ợc đủ 12 vạch tín hiệu của SART thì radar phải để thang từ 12 hải lý trở lên
3.9.3 Phân biệt tín hiệu của SART, racon, ramark
- SART và Racon giống nhau là phát xung thu động, nh−ng:
+ Racon phát tín hiệu Moose cho biết tên trạm (Nh− vậy các vạch sẽ không giống nhau)
+ SART phát cố định 12 vạch giống nhau và cách đều 0,6 hải lý
- Ramark phát chủ động, có chu kỳ nhất định, với góc phát (1,0 -1,5)° bằng với với búp phát radar
Tín hiệu Ramark được phát ra từ tâm của Radar, trong khi tín hiệu SART và Racon không phát ra từ tâm mà từ một vị trí nhất định bên ngoài biên, vị trí này tương ứng với khoảng cách từ tàu đến SART hoặc trạm Racon.
Khi tàu gặp nạn, sau khi sử dụng thiết bị phát tín hiệu cấp cứu để liên lạc với bờ và các tàu khác, cần lấy SART ra khỏi giá và chuyển công tắc từ chế độ OFF sang ON Lúc này, SART sẽ hoạt động ở chế độ chờ trong khoảng thời gian từ 72 đến 96 giờ.
Khi SART nhận sóng radar, nó sẽ phát xung tín hiệu trả lời, hiển thị 12 vạch trên màn hình radar của tàu tìm kiếm, cho biết vị trí của SART Thời gian phát xung của SART là 8 giờ.
SART không chỉ phát tín hiệu trả lời mà còn phát ra tiếng kêu píp píp, giúp người được cứu nạn cảm thấy tin tưởng hơn và tăng cường sức chịu đựng trong tình huống khẩn cấp.
Khi quan sát tín hiệu của SART trên màn radar, ta nhận thấy rằng các vạch tín hiệu chuyển dần thành hình rẻ quạt khi tàu tiến gần Khi tàu đến gần vị trí SART, các rẻ quạt này sẽ khép kín lại, tạo thành một vòng tròn hoàn chỉnh.
3.9.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tầm xa phát hiện SART
- Công suất của radar tìm kiếm
- Chiều cao anten radar và chiều cao đặt SART
- ảnh h−ởng của mây m−a, tuyết…
- Cách điều chỉnh radar sao cho mục tiêu SART rõ nhất
- Cách đặt thang tầm xa của radar khi quan sát
3.9.6 Lắp đặt, kiểm tra và bảo quản SART
- SART đ−ợc lắp trong cabin (1 - 2) chiếc
Khi SART không hoạt động, hãy đảm bảo công tắc luôn ở vị trí OFF Nếu vô tình chuyển sang ON, pin của SART sẽ hết sau 72 đến 96 giờ, dẫn đến việc thiết bị không còn sử dụng được.
- Kiểm tra SART theo quy định đăng kiểm (lần/ tháng) sau mỗi lần kiểm tra phải ghi vào nhật ký
- SART không được để gần nơi có từ trường mạnh và trong búp phát radar
- SART đ−ợc kiểm tra bằng công tắc trên thân SART hoặc, có thể kiểm tra SART bằng radar của tầu mình (yêu cầu radar loại λ = 3,2 cm)
- Chú ý tới thời hạn sử dụng SART (5 năm phải thay pin)
- SART thả nổi lên mặt n−ớc cự ly phát hiện rất thấp
Ch−ơng 4: nghiệp vụ khai thác GMDSS
Thông tin liên lạc qua VHF
4.1.1 Giới thiệu chung hệ thống VHF
- Hệ thống VHF dùng trong hàng hải là hệ thống thu phát thoại sử dụng dải tần VHF từ
Hệ thống phủ sóng vùng A1 có phạm vi từ 25 đến 30 hải lý, bao gồm các trạm bờ được bố trí dọc theo bờ biển với công suất 50W Ngoài ra, các máy đặt dưới tàu có công suất nhỏ hơn, với nhiều loại như 25W, 7W và 5W.
Hệ thống thông tin thoại VHF đóng vai trò quan trọng trong việc liên lạc cự ly gần giữa bờ và tàu, cũng như giữa các tàu với nhau Nó thường được sử dụng trong các tình huống như tàu ra vào cảng, di chuyển qua kênh, hoặc khi cần liên lạc để tránh va chạm trên biển.
- Hệ thống VHF có khả năng nối mạng với máy điện thoại công cộng nên rất tiện lợi cho thông tin liên lạc
Hiện nay dưới tàu có nhiều loại VHF phục vụ các mục đích khác nhau:
+ Loại VHF: Dùng thông tin hàng ngày phục vụ khai thác tàu, loại này có dải tần
(156 - 174) MHz, chia 56 kênh (1 - 28, 60 – 88) trong đó kênh 16 kênh trực canh chung, CH.70 dùng cho phát cấp cứu có 2 mức công suất: L - thấp (1 w) - thông tin cự ly gần
H - cao (25w) - thông tin cự ly xa + VHF - DSC:
Dùng trong thông tin tìm kiếm cứu nạn, nó hoàn toàn giống VHF th−ờng (56 kênh và
2 mức công suất 1w, 25w) có lắp thêm phần gọi chọn số DSC phục vụ cho việc phát và thu các bức điện cấp cứu tự động trên kênh 70
VHF (Xuồng cứu sinh) có công suất từ 5 đến 7W, với số kênh hạn chế nhưng bắt buộc phải có kênh 16 và 70, cùng một số kênh thông dụng khác Thiết bị này phục vụ cho việc truyền thông tin trong các hoạt động tìm kiếm cứu nạn và hỗ trợ thủy thủ trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, gió lớn VHF được thiết kế kín nước, cho phép liên lạc hiệu quả ngay cả trong điều kiện sóng to gió lốc Mỗi tàu thường trang bị 3 chiếc VHF, với màu sắc nổi bật như hồng hoặc vàng để dễ dàng nhận diện là thiết bị cứu sinh Theo yêu cầu của IMO, loại thiết bị này phải luôn đảm bảo hoạt động tốt và là một phần quan trọng trong trang bị cứu sinh.
VHF là loại sóng được sử dụng cho việc điều khiển tàu, với công suất nhỏ và số kênh hạn chế Thiết bị này hỗ trợ thông tin liên lạc khi tàu thực hiện manơ Mỗi tàu thường trang bị 3 bộ VHF, phục vụ cho ba vị trí quan trọng: mũi tàu, lái tàu và cabin.
4.1.3 Phân các hệ kênh VHF
VHF hiện có 3 hệ kênh (ITU, USA, CANADA)
Cả ba loại hệ thống đều có 56 kênh được đánh số thứ tự, nhưng có sự khác biệt về tần số ở một số kênh, dẫn đến việc hai hệ VHF sử dụng hai hệ kênh khác nhau Điều này có thể gây khó khăn trong việc liên lạc giữa các hệ thống Để đảm bảo liên lạc hiệu quả, cần chọn cùng một hệ kênh.
- Với hệ ITU sử dụng CH 16 là kênh chung còn hệ USA, CANADA sử dụng kênh 88
- Ngoài 56 kênh VHF còn thêm 10 kênh thu thời tiết W1 - W10 (kênh này không sử dụng để phát đ−ợc)
Trong số 56 kênh, có một số kênh mặc định hoạt động ở công suất thấp, trong khi một số kênh khác có cả mức thấp và mức cao Do đó, khi lựa chọn kênh liên lạc, cần chú ý rằng ở khoảng cách xa, nên chọn kênh có mức công suất cao để đảm bảo tín hiệu ổn định.
- VHF còn có chế độ làm việc song công (dup lex) Là chế độ thu phát khác tần số (Chế độ này tính chống nhiễu cao)
- Chế độ (Simplex) là chế độ thu phát cùng tần số, ta thường sử dụng chế độ này để liên lạc
- VHF có chế độ (Dual) là chế độ trực canh kép: Thu phát đồng thời trên 2 tần số (Trực k16 liên lạc kênh khác)
Thông tin qua VHF
- Khi tàu ở trong cảng, qua kênh, khi qua luồng lạch hẹp, khi tránh nhau ta sử dụng VHF để thông tin liên lạc
- Khi ở trong cảng hoặc trong kênh ta thường sử dụng VHF ở 1W để đỡ gây nhiễu cho các trạm khác ở gần
- Quy trình gọi VHF đ−ợc thực hiện nh− sau:
+ Sử dụng kênh 16 (88) là kênh chung để liên lạc ban đầu, khi bắt liên lạc xong ta thoả thuận chuyển sang kênh khác để liên lạc
+ Khi liên lạc xong ta phải chuyển máy về kênh chung 16 (88) để trực canh
Trong trường hợp hai máy chuyển sang kênh khác nhưng không thể liên lạc với nhau, cả hai máy cần quay lại kênh chung để thiết lập lại kết nối trước khi chuyển sang kênh mới.
Khi tàu liên lạc với trạm bờ, trạm bờ sẽ nhận yêu cầu chuyển kênh Ngược lại, khi tàu gọi cho tàu khác, tàu đó có quyền yêu cầu chuyển kênh.
+ Khi chuyển kênh khác để liên lạc nếu thấy khó liên lạc thì ta có thể thoả thuận chuyển kênh khác để dễ liên lạc
+ Khi gọi qua VHF thì tàu gọi sẽ xử lý tên tr−ớc, tàu đ−ợc gọi nhắc sau, kết thúc lời goịu có OVER để báo
- Kênh 16 ngoài việc trực canh chung đ−ợc quyền thông tin cấp cứu trên kênh này, còn những liên lạc th−ờng không đ−ợc sử dụng kênh 16
Sau khi hoàn tất việc liên lạc, cần chuyển máy về kênh 16 để trực canh Hiện có ba cách để chuyển sang kênh 16: ẩn trực tiếp kênh 16, xoay núm chuyển kênh hoặc đặt máy vào giá Kênh 13 (Ship-to-ship) cung cấp thông tin liên quan đến hàng hải.
CH.06 (Ship – to - ship) Safety only (Ship với máy bay về an toàn)
Chức năng này rất quan trọng
Ví dụ; Liên lạc qua VHF giữa tàu (Đông Đô → Ba Đình)
Tàu: Đông Đô (gọi) Tàu: Ba Đình
+ Ba §×nh, Ba §×nh Đông Đô gọi (OVER) Đông Đô, Ba Đình
+ Ba Đình, Đông Đô Đông Đô, Ba Đình
+ 2 tàu thông tin với nhau trên kênh 06
+ Khi liên lạc xong cả 2 cùng chuyển về kênh 16
Nếu không thể liên lạc khi chuyển sang kênh 13, hai tàu sẽ nhanh chóng chuyển về kênh 16 để thiết lập lại liên lạc và thống nhất chuyển sang kênh khác.
Những chú ý khi sử dụng VHF
- Phải điều chỉnh 2 núm: Volum (âm l−ợng) và QR khử nhiễu, 2 núm này phải đ−ợc điều chỉnh hợp lý
(QR để quá lớn âm thanh nghe nhỏ, QR để nhỏ thì máy bị sôi gây ồn khi không liên lạc)
- Phải thường xuyên kiểm tra nguồn ắc quy của VHF, đảm bảo luôn hoạt động tốt
- Khi nguồn bị yếu nếu cho VHF phát ta thấy màn chỉ thị tối lại sau mỗi lần bóp phát
VHF xuồng cứu sinh cần được duy trì trong trạng thái hoạt động tối ưu và không được sử dụng cho mục đích khác Thiết bị này phải luôn được đặt đúng vào giá trên cabin để đảm bảo sẵn sàng khi cần thiết.
Khi đến cảng mới, việc tra cứu thông tin là cần thiết để xác định kênh làm việc với bộ phận giao dịch Điều này đặc biệt quan trọng vì một số cảng ở các quốc gia khác nhau không sử dụng kênh liên lạc chung.
- Việc thông tin trên VHF cần ngắn gọn, không nên nói 1 lần quá dài.
Thông tin cấp cứu qua VHF (th−ờng)
- Sử dụng kênh 16 để gọi cấp cứu (vì các tàu trực CH16)
(Distress) This is: Call sign x 3
Khi có tàu trả lời ta vẫn sử dụng CH 16 để liên lạc tiếp theo
+ Gọi khẩn cấp: Sử dụng kênh 16
(Panpan) x 3 (all station) x 3 This is: Call sign x 3 or ship name x 3
Liên lạc trên kênh 70 + Gọi an toàn: Sử dụng kênh 16
(Recurit) x 3 all station x 3 This is: Call sign x 3 or ship name x 3
Một số quy định chung
5.1.1 Sổ nhật ký vô tuyến điện (radio log)
Theo quy định, mỗi tàu phải duy trì một cuốn nhật ký VTĐ để ghi chép hàng ngày các công việc liên quan đến thông tin liên lạc và tình trạng kỹ thuật của thiết bị thông tin.
- Bìa ngoài của Radio log có ghi tên tàu, hô hiệu, chủ tàu, quốc tịch, boong trong có ghi chức danh của nhóm viên VTĐ
- Giờ ghi nhật ký th−ờng là giờ quốc tế (UTC) cũng có thể đ−ợc ghi theo giờ tàu
Nhật ký tàu cần được lưu trữ trong vòng 02 năm và phải luôn sẵn sàng để trình bày cho cơ quan chức năng khi có yêu cầu Đây là quy định pháp lý quan trọng liên quan đến thuyền viên và trang thiết bị trên tàu.
5.1.2 Một số quy định trong thông tin VTĐ hàng hải
- Không đ−ợc truyền những tin tức không phục vụ cho hàng hải
- Không đ−ợc phát tín hiệu nhận dạng khác với nhận dạng tàu mình
- Không đ−ợc liên lạc thông th−ờng trên kênh chung và kênh dành cho cấp cứu
MF/HF - DSC: 6 tần số trong các dải (2, 4, 6, 8, 12, 16) MHz
- Không được phát sóng gây nhiễu hoặc cản trở việc thông tin bình thường của đài khác
- Không đ−ợc tắt các thiết bị thông tin VTĐ theo quy định của IMO
Phải hoạt động H24 (VHF, VHF - DSC, MF/HF=DSC, NAVTEX)
Khi tàu đang ở cảng, khu neo đậu hoặc có hoa tiêu, việc sử dụng thiết bị thông tin trên tàu để liên lạc ra ngoài lãnh thổ nước sở tại là không được phép, ngoại trừ việc sử dụng VHF Tất cả thông tin ra ngoài phải thông qua phương tiện của nước sở tại nhằm mục đích thu cước và kiểm tra khi cần thiết.
Các thiết bị thông tin có khoảng cách xa đều được chính quyền cảng niêm phong Mọi hoạt động sửa chữa đều phải được thực hiện với sự đồng ý và giám sát của chính quyền.
5.1.3 Quy định về chức trách nhân viên VTĐ
- Phải đảm bảo thông tin thông suốt trong mọi hoàn cảnh
- Là người chịu trách nhiệm trước thuyền trưởng về độ tin cậy của bức điện nhận và gửi
- Khi nhận điện phải đ−a ngay cho thuyền tr−ởng và yêu cầu ký nhận
- Khi gửi điện không đ−ợc tự ý sửa nội dung bức điện khi ch−a đ−ợc sự đồng ý của ng−êi viÕt
- Khi nhận và gửi điện xong phải đ−ợc ghi vào sổ nhật ký
Người chịu trách nhiệm về tình trạng kỹ thuật của trang thiết bị thông tin trên tàu phải theo dõi và ký nghiệm thu kỹ thuật sau khi sửa chữa Trước khi bàn giao cho thuyền trưởng, cần ghi chép vào nhật ký và đánh dấu các khu vực sửa chữa, thay thế trên sơ đồ Quy định về chứng chỉ GOC cũng cần được tuân thủ nghiêm ngặt.
- 1 số tàu hiện nay không có biên chế đài trưởng (chip radio)
Mà cho các sĩ quan boong đảm nhiệm Tuy nhiên người chịu trách nhiệm về thiết bị là phã 3
- Do vậy các sĩ quan boong đều phải có các chứng chỉ: GOC (General operator's certificate)
Nghiệp vụ thông tin VTĐ
5.2.1 Nghiệp vụ lựa chọn ph−ơng thức thông tin
- Thông tin cần phải nhanh có độ tin cậy cao
- Không gây nhiễu cho tàu khác
- Sử dụng tối đa thiết bị thông tin trên tàu để phát cấp cứu khi tàu bị nạn
- Thông tin đảm bảo tính kinh tế cao (lựa chọn phương thức thông tin, lựa chọn thiết bị thông tin)
5.2.2 Nghiệp vụ về thông tin liên lạc
* Với các đài bờ (các đài duyên hải)
VN (Hải Phòng, Đà Nẵng, Nha Trang, Vũng Tàu, Hồ Chí Minh)
Ký hiệu: 00574 x x x x Ví dụ: Trạm Hải Phòng: 005741997
Nghiệp vụ của đài bờ là điểm danh các tàu trong vùng phủ sóng để xác định tàu nào sắp có điện hoặc để xếp tên cho các tàu cần chuyển điện.
- Thông thường 1 giờ đài bờ lên máy 1 lần theo nguyên tắc
+ Điểm danh theo thứ tự từ A - Z và khi trả lời sẽ theo trình tự này,
Tuy nhiên cũng cần chú ý:
+ Trả lời theo mức độ −u tiên của thông tin
Khi giao tiếp giữa các tàu, ưu tiên trả lời những tàu có tín hiệu rõ ràng trước, trong khi những tàu có tín hiệu khó nghe sẽ được trả lời sau Nếu cả hai tàu cùng báo nhận tín hiệu một lúc, đài bờ sẽ yêu cầu một trong hai tàu chờ để tránh gây nhiễu thông tin cho nhau.
Nếu đến giờ khởi hành mà không có điện gửi cho tàu, đài bờ sẽ phát bức điện chung thông báo tên tàu và tần số liên lạc để kiểm tra xem có tàu nào cần nhận điện không.
- Tần số và thời gian làm việc của các đài bờ đ−ợc tra trong các tập của (list I,…
Để đảm bảo liên lạc hiệu quả, bạn cần phải thường xuyên theo dõi kênh chung Khi nghe thấy tên hoặc ký hiệu (call sign) của tàu mình, hãy trả lời ngay lập tức, nhưng chỉ khi chắc chắn rằng đài bờ không đang liên lạc với bất kỳ ai khác.
Khi đài tàu nhận cuộc gọi không rõ ràng, họ sẽ không trả lời ngay lập tức mà chờ đến khi có cuộc gọi lại để xác định thông tin một cách chính xác.
Khi nhận cuộc gọi cho tàu mà chưa xác định được đài phát, hãy trả lời ngay và yêu cầu đài đó phát lại để rõ ràng về nguồn gốc cuộc gọi Sau khi xác định được ai gọi, bạn mới tiến hành liên lạc tiếp.
5.2.3 Những quy định về ngừng liên lạc và chỉ định tàu số
Khi tàu gây nhiễu cho đài bờ, đài bờ sẽ ngay lập tức ngừng cuộc liên lạc đang thực hiện theo yêu cầu đầu tiên của trạm bờ.
- Nếu việc liên lạc gây nhiễu cho tàu khác thì nhanh chóng dừng khi có thể, khi tàu đó yêu cầu
- Khi bắt liên lạc với đài nào đó ta sử dụng kênh chung
Sau đó chuyển kênh khác để liên lạc theo quy định:
+ Tàu gọi cho tàu thì tàu gọi ta yêu cầu chuyển kênh
+ Tàu gọi cho đài bờ thì đài bờ ra yêu cầu chuyển kênh
Sau khi chuyển kênh khác mà gặp khó khăn khi liên lạc với nhau thì thông báo cho tàu kia biết để chuyển sang kênh khác.
Nghiệp vụ tính c−ớc
Việc thanh toán cước thông tin Vệ tinh Đường biển (VTĐ) tại một quốc gia được thực hiện theo sự chỉ định và ủy quyền của tổ chức Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU), thường được giao cho một đài duyên hải cụ thể.
Chủ tàu cần đăng ký với cơ quan cung cấp dịch vụ thông tin để nhận hỗ trợ cho tàu của mình Hàng tháng, cơ quan này sẽ thống kê cước phí và thực hiện thanh toán với chủ tàu Mỗi tàu có trách nhiệm báo cáo tiền cước thông tin hàng tháng về Công ty để chủ tàu có thể tính vào chi phí kinh doanh và đối chiếu cước khi cần thiết.
Các chủ tàu Việt Nam thường không thực hiện nghiêm túc nghiệp vụ này, trong khi các chủ tàu nước ngoài coi đây là công việc bắt buộc và yêu cầu sự chặt chẽ Việc không thực hiện đầy đủ có thể dẫn đến việc bị coi là lỗi.
5.3.1 Cách tính c−ớc (Charge Method)
+ Cước miễn phí (Thông tin liên quan đến an toàn và cứu nạn)
- C−ớc đ−ợc tính cho ng−ời gọi khi không có thoả thuận nào khác
Giá cước 2 chiều có sự khác biệt rõ rệt tùy thuộc vào từng phương thức thông tin và hệ thống thông tin cụ thể Chẳng hạn, cước INM A/B thường cao hơn so với cước C, và cước điện thoại thường đắt hơn cước telex.
- C−ớc đ−ợc tính dựa trên 2 yếu tố
+ Là cước bưu điện (land lines)
C−ớc không gian là loại c−ớc được tính từ tàu qua vệ tinh hoặc trực tiếp vào trạm bờ Loại c−ớc này có sự khác biệt tùy thuộc vào từng thiết bị và từng vùng biển, và áp dụng cho cả hai chiều di chuyển trong cùng một vùng biển.
-> Cước bưu điện: Là cước mặt đất
Cước này thay đổi theo: Khoảng cách liên lạc, theo vùng địa lý, theo từng quốc gia, theo quan hệ th−ơng mại
Chính vì vậy nhân viên VTĐ cần chú ý làm sao liên lạc từ tàu tới thuê bao đảm bảo chắc chắn, nhanh chóng và giá rẻ
- Theo đơn vị của quỹ tiền tệ quốc tế IMF (SDF)
- Theo đồng vàng pháp (GF: gold francees)
Hoặc theo tiền của các nước được quy đổi tùy thuộc vào thời gian thanh toán
1GF = 0,5 USD 5.3.3 Cách tính c−ớc Đ−ợc tính theo thời gian, theo bít, theo từ (cách này ít áp dụng cho thông tin Hàng hải)
- Nội dung tính cước bao gồm phần địa chỉ người nhận và chữ ký người gửi, địa chỉ ng−ời gửi không tính c−ớc
Cước tính theo thời gian thường áp dụng cho các dịch vụ như Tel và Fax, với thời gian tính cước bắt đầu từ khi kết nối mạng với thuê bao Đơn vị tính cước tối thiểu và giá cước có sự khác biệt giữa các quốc gia và loại thiết bị Hiện nay, đơn vị tính cước tối thiểu đang có xu hướng giảm dần.
Truyền hình hiện tại là 30s
Cước cũng được tính theo thời điểm thông tin, thời gian cao điểm sẽ đắt hơn
- C−íc tÝnh theo bÝt Đơn vị tính c−ớc tối thiểu là 256 bít, th−ờng đ−ợc áp dụng cho ph−ơng thức thông tin Telex, Data
VD: Tính c−ớc cho trạm LES Hải Phòng – Việt Nam
LES Việt Nam Sử dụng vệ tinh IOR
Víi INMARSAT-B/M/mini M: - CES ID:09
Khu vực 2 có mức phí 0,21 USD/m Thực tế, với mỗi bản ghi, nếu sử dụng phương thức truyền tin khác nhau, cước phí sẽ thay đổi Để đảm bảo thông tin có độ tin cậy cao, cần chấp nhận mức cước phí không thấp.
PHô LôC (1) Table C-1 Ocean Regions and satellite longitude
Atlantic Ocean Region – West (AOR – West) 54° West
Atlantic Ocean Region – East (AOR – East) 15.5° West
Pacific Ocean Region (POR) 178° East
Indian Ocean Region (IOR) 64.5° East
Table C-2 Antena Positioning Table- Ship located NORTH and EAST of selected satellite
Table C-3 Antena Positioning Table- Ship located NORTH and WEST of selected satellite
Table C-4 Antena Positioning Table- Ship located SOUTH and EAST of selected satellite
Table C-5 Antena Positioning Table- Ship located SOUTH and WEST of selected satellite
66 pHô LôC (4) INMARSAT-A SERVICE PROVIDERS AND ACCESS CODES
Country AOR-E AOR-W IOR POR
INMARSAT-B SERVICE PROVIDERS AND ACCESS CODES
Country AOR-E AOR-W IOR POR
INMARSAT-C SERVICE PROVIDERS AND ACCESS CODES
Country AOR-E AOR-W IOR POR
PHô LôC (5) M∙ quốc gia vμ vùng l∙nh thổ trên thế giới (Tel, Telex)
STT Tên Quốc gia Tel Telex
STT Tên Quốc gia Tel Telex
STT Tên Quốc gia Tel Telex
STT Tên Quốc gia Tel Telex
STT Tên Quốc gia Tel Telex
STT Tên Quốc gia Tel Telex
1 CHƯƠNG 1: GIớI THIệU CHUNG Về THÔNG TIN VTĐ 1
1.1 Phân chia giải tần VTĐ 1
1.1.1 Tần số và chu kỳ của sóng điện từ 1
1.1.2 Phân chia giải tần VTĐ 1
1.1.3 Các tần số và các dải tần dùng trong Hàng hải 2
1.2 Đặc tính lan truyền của sóng điện từ 3
1.2.1 Sự hình thành và phân chia của tầng điện ly 3
1.2.2 Sự truyền lan của sóng điện từ 3
1.2.3 Những điều lưu ý khi sử dụng 4
1.3 Các loại điều chế và phát xạ 4
1.3.1 Tín hiệu và sóng mang 4
1.3.2 Điều chế tín hiệu (điều biến tín hiệu) 4
1.3.3 Phổ tín hiệu điều chế 6
1.4 Nguyên lý thu phát VTĐ 8
1.4.1 Máy phát VTĐ (Tx) (Transmitter) 8
1.4.2 Máy thu VTĐ (Rx) (Receiver) 9
1.5 Nguyên lý thông tin vệ tinh 10
1.5.1 Khái niệm chung về thông tin mặt đất và thông tin vệ tinh 10
1.5.2 Nguyên lý thông tin vệ tinh 10
1.5.3 Điều khiển bám vệ tinh: 13
2 Ch−ơng 2: Hệ thống thông tin vệ tinh Hμng Hải INMARSAT 16
2.1 Các hệ thống vệ tinh dùng trong Hàng hải 16
2.1.1 Phân loại hệ thống vệ tinh 16
2.1.2 Ưu nh−ợc điểm của vệ tinh địa tĩnh và phi đia tĩnh 16
2.1.3 Các hệ thống thông tin dùng trong Hàng hải 16
2.2 Hệ thống vệ tinh INMARSAT 17
2.2.1 Sơ đồ khối hệ thống INMARSAT 17
2.3.1 Phân loại theo hình dáng, kích th−ớc 20
2.3.2 Phân loại theo ph−ơng thức thông tin 20
2.3.3 Phân loại theo số nhận dạng (IMN: INMARSAT Mobile Number) 21
2.3.4 Các tiêu chuẩn của các trạm đài tàu 21
2.4 Các phương pháp xác định (A z , β) 22
2.4.1 ý nghĩa của việc xác định (A z , β) 22
2.4.2 Xác định (Az, β) bằng tính toàn và tra bảng 22
2.4.3 Xác định A z , β bằng tra bản đồ Xem (phụ lục 2) 24
2.5 Bảng mã dịch vụ và mã trạm bờ 24
2.5.1 Bảng mã dịch vụ quốc gia (Country Code) 24
2.5.2 Bảng mã quốc tế (ISC 2: Digit Code Serviers) 24
2.5.3 Bảng mã trạm bờ INM (Shore ID) 25
2.5.4 Bảng mã vệ tinh (Mã vùng biển) AREA-Code 25
2.5.5 Cách tra cứu trạm bờ và mã vùng biển 25
2.6 Quy trình thông tin liên lạc qua INMARSAT 26
2.6.1 Cài đặt thông số ban đầu: 26
2.6.2 Quy trình liên lạc (Telex): 26
2.6.3 Quy trình liên lạc thoại (Tel) 28
2.6.4 Trực và phát cấp cứu qua INMARSAT 28
3 Ch−ơng 3: Hệ thống tìm kiếm cứu nạn toμn cầu (GMDSS) 30
3.1.1 Sự ra đời của GMDSS 30
3.1.2 Chức năng và nhiệm vụ của GMDSS 30
3.2.3 Quy định về lắp đặt thiết bị GMDSS theo vùng: 32
3.3 Các loại bức điện cấp cứu 33
3.3.1 Mức độ −u tiên của các loại bức điện 33
3.3.2 Tính chất của các loại điện cấp cứu: 33
3.3.3 Các loại bức điện thông tin tìm kiếm cứu nạn 33
3.4 Thiết bị và kỹ thuật gọi chọn số DSC 33
3.4.1 Ưu điểm của thiết bị DSC 33
3.4.2 Kỹ thuật mã hóa DSC 34
3.4.3 Các ph−ơng thức thông tin sử dụng trong hàng hải 35
3.4.4 Số nhận dạng các thiết bị DSC (MMSI: Maritime Mobile Service Indentity Code) 35
3.4.5 Các cặp tần số DSC 36
3.5 Hệ thống thông tin an toàn Hàng hải (MSI) (Maritime safety information). 36
3.5.1 Chức năng, nhiệm vụ, vùng phủ sóng 36
3.5.2 Kỹ thuật truyền chữ trực tiếp băng hẹp (NBDP) trong (MSI) 37
3.6.1 Giới thiệu hệ thống NAVTEX 37
3.6.2 Cách bố trí các trạm bờ 38
3.6.3 Các loại bức điện NAVTEX 38
3.6.4 Cách đọc bức điện NAVTEX 38
3.6.5 Khai thác máy thu NAVTEX 39
3.7 Hệ thống báo vị trí sự cố qua vệ tinh (Cospas - Sarsat) 40
3.7.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 40
3.7.1.2 Hoạt động của hệ thống 40
3.7.1.4 Tính −u việt của hệ thống 41
3.8 Nội dung và quy trình phát tín hiệu cấp cứu của EPIRB 41
3.8.2 Nội dung tín hiệu EPIRB - 406 42
3.8.3 Quy trình phát tín hiệu EPIRB-406 42
3.8.4 Nguyên lý hoạt động của EPIRB - 406 42
3.9 Thiết bị thu phát tín hiệu Radar (SART) 43
3.9.2 Nguyên lý phát xung của SART: 43
3.9.3 Phân biệt tín hiệu của SART, racon, ramark 44
3.9.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tầm xa phát hiện SART 44
3.9.6 Lắp đặt, kiểm tra và bảo quản SART 45
4 Ch−ơng 4: nghiệp vụ khai thác GMDSS 46
4.1 Thông tin liên lạc qua VHF 46
4.1.1 Giới thiệu chung hệ thống VHF 46
4.1.3 Phân các hệ kênh VHF 46
4.3 Những chú ý khi sử dụng VHF 48
4.4 Thông tin cấp cứu qua VHF (th−ờng) 48
5.1 Một số quy định chung 49
5.1.1 Sổ nhật ký vô tuyến điện (radio log) 49
5.1.2 Một số quy định trong thông tin VTĐ hàng hải 49