+7 (812) 4-673-673
Принцип, описание работы АИС
28.05.2015
Приемник ГНСС
Оборудование может быть укомплектован различными моделями приемников ГНСС. Наиболее предпочтительными моделями является комбинированный приемник ГЛОНАСС/GPS/Galileo 3К-641. Полная документация на приемники может быть получена от фирм производителей.
Сигналы со спутников поступают на активную антенну, электропитание для которой поступает от ГНСС приемника по радиочастотному кабелю. Номинальное напряжение питания активной антенны составляет+3,3 В. Радиоприемный тракт обеспечивает прием, усиление, частотную фильтрацию радиосигналов спутников, поступающих с внешней антенны, и формирование выходных квантованных по уровню сигналов, необходимых для последующей обработки. Встроенный микропроцессор обеспечивает вычисление радионавигационных параметров, измеренных в каждом приемо-измерительном канале, сбор, преобразование и хранение служебной информации, решение навигационной задачи. В составе ГНСС приемника имеется электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, часть которого отведена для хранения важных оперативных данных(энергонезависимая память). От контроллера
УАИС транспондера поступают команды управления работой ГНСС-приемника по каналу RS-232С. По этому же порту навигационная информация в форматеRTCM SC-104.3 поступает на контроллер. Второй канал RS-232С обмена служит для передачи значений дифференциальных поправок от внешних источников.
Плата приемопередатчика
Передатчик системы осуществляет частотную модуляцию поднесущими и усиление радиосигнала по каналам АИС, для работы на которых происходит предварительная установка частоты синтезатора передатчика.
Низкочастотная поднесущая каналов УАИС с выхода фильтра цифро-аналогового преобразователя, расположенного в контроллере, поступает на модуляционный вход генератора, управляемого напряжением, на выходе которого формируется модулированный радиосигнал с центральной частотой 28.000 МГц. Далее модулированный радиосигнал через ключ поступает на сигнальный вход смесителя, в качестве гетеродина которого выступает синтезатор частот. Частота синтезатора устанавливается контроллером АИС таким образом, чтобы на выходе смесителя полезные составляющие спектра радиосигнала оказались в заданном частотном канале.
Затем сформированный в смесителе продукт фильтруется фильтром на ПАВ для подавления побочных компонентов, и далее отфильтрованный радиосигнал поступает в тракт усиления. В нём радиосигнал предварительно усиливается, после чего поступает на ещё один фильтр на ПАВ для дополнительной фильтрации и, после этого– на предоконечный каскад усиления. Затем сигнал подается на оконечный усилительный модуль, который обеспечивает требуемый уровень мощности передатчика, задаваемый с контроллера изменением уровня одного из напряжений питания данного модуля. Побочные продукты оконечного модуля, фильтруются в фильтре гармоник. Фильтр гармоник синтезирован, как эллиптический фильтр7-го порядка. Радиосигнал заданной мощности с оконечного усилительного модуля поступает на направленный ответвитель и антенный переключатель. Направленный ответвитель с двухканальным
детектором и усилителем используется для измерения коэффициента стоячей волны(КСВ). Схема детектирует и масштабирует ответвленные сигналы падающей и отраженной волн. Сформированные таким образом сигналы поступают на АЦП в контроллер АИС для последующей оценки КСВ. Антенный переключатель наPIN-диодах служит для электронной коммутации радиосигнала с передатчика на антенну и с антенны на приемник.
В режиме приема принятый антенной радиосигнал через антенный переключатель поступает на ПАВ-фильтр, где происходит предварительная частотная селекция диапазона частот УАИС (156,025 ÷ 162,025 МГц). Далее профильтрованный сигнал поступает на усилитель радиочастоты(УРЧ), в котором осуществляется требуемое усиление, необходимое для правильного функционирования дальнейших узлов схемы. Усиленный радиосигнал после УРЧ поступает на трехканальный разветвитель. С выхода разветвителя каждый из полученных сигналов поступает на вход соответствующего канала приема– двух приемников МДВРС и одного ЦИВ.
Модуль приемника МДВРС осуществляет усиление, фильтрацию и демодуляцию модулированных радиосигналов по двум каналам МДВРС. С выхода разветвителя принимаемый радиосигнал дополнительно фильтруется ПАВ-фильтром и поступает на смеситель первой промежуточной частоты. В качестве гетеродинных колебаний смесителей радиочастоты выступают выходные сигналы синтезаторов, которые перестраиваются по командам контроллера. Частоты синтезаторов устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить на выходе смесителей полезный частотный отклик на центральной частоте 21.4 МГц. Встроенное программное обеспечение контроллера формирует диапазон перестройки синтезаторов частот таким образом, чтобы обеспечить прием сигналов в диапазонах частот156,0125 ÷ 158,0125 МГц и160,6125 ÷ 162,0375 МГц, по умолчанию прием сигналов производится на частотах161,975 МГЦ и162,025 МГц. Далее сигнал первой промежуточной частоты каждого из каналов приема направляется на кварцевые фильтры, которые обеспечивают предварительную избирательность приемников по каналу"25 кГц". После кварцевых фильтров сигнал первой промежуточной частоты поступает на вход интегральной микросхемы преобразования, которая выполняет функции преобразования на вторую промежуточную частоту455 кГц, ограничения и демодулирования. Подключенные к микросхеме внешние керамические фильтры обеспечивают избирательность по соседнему каналу. С выхода демодулятора сигнал масштабируется операционным усилителем, после которого сигнал приобретает требуемое смещение и амплитуду. Помимо частотной демодуляции принятого радиосигнала микросхема смесителя-демодулятора обеспечивает оценку его мощности, по которой в контроллере формируется соответствующий цифровой отсчет.
Приемный модуль канала ЦИВ принимает сигнал с выхода разветвителя и подвергается обработке в таких же узлах схемы, что и в каналах МДВРС.
Приемопередатчики класса А.
Они предназначены для установки на торговые суда, такие как грузовые суда и крупные пассажирские суда. Приемопередатчики класса А передают данные с большей мощностью УКВ-сигнала, чем приемопередатчики класса В, поэтому эти сигналы могут быть получены на более удаленных судах. Кроме того, эти сигналы ретранслируются чаще. Наличие приемопередатчиков класса А является обязательным на всех судах водоизмещением более 300 т брутто на международных рейсах и на некоторых видах пассажирских судов, действующих по мандату СОЛАС.
Станции АИС для внутреннего судоходства. Аналогичны приемопередатчикам класса А, но имеют дополнительные функции для использования на внутренних водных путях
Приемопередатчики класса В.
Во многих отношениях аналогичны приемопередатчикам класса А, но, они, как правило, имеют более низкую стоимость за счет менее строгих требований к характеристикам. Приемопередатчики класса B передают данные с меньшей мощностью сигнала и с более низкой скоростью передачи данных, чем приемопередатчики класса А.
На некоторых устройствах есть возможность отключения отображения разных классов АИС. можно отключить, например, береговые станции, класс Б или АИС, который не меняет позицию больше какого-то времени.
Оборудование может быть укомплектован различными моделями приемников ГНСС. Наиболее предпочтительными моделями является комбинированный приемник ГЛОНАСС/GPS/Galileo 3К-641. Полная документация на приемники может быть получена от фирм производителей.
Сигналы со спутников поступают на активную антенну, электропитание для которой поступает от ГНСС приемника по радиочастотному кабелю. Номинальное напряжение питания активной антенны составляет+3,3 В. Радиоприемный тракт обеспечивает прием, усиление, частотную фильтрацию радиосигналов спутников, поступающих с внешней антенны, и формирование выходных квантованных по уровню сигналов, необходимых для последующей обработки. Встроенный микропроцессор обеспечивает вычисление радионавигационных параметров, измеренных в каждом приемо-измерительном канале, сбор, преобразование и хранение служебной информации, решение навигационной задачи. В составе ГНСС приемника имеется электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, часть которого отведена для хранения важных оперативных данных(энергонезависимая память). От контроллера
УАИС транспондера поступают команды управления работой ГНСС-приемника по каналу RS-232С. По этому же порту навигационная информация в форматеRTCM SC-104.3 поступает на контроллер. Второй канал RS-232С обмена служит для передачи значений дифференциальных поправок от внешних источников.
Плата приемопередатчика
Передатчик системы осуществляет частотную модуляцию поднесущими и усиление радиосигнала по каналам АИС, для работы на которых происходит предварительная установка частоты синтезатора передатчика.
Низкочастотная поднесущая каналов УАИС с выхода фильтра цифро-аналогового преобразователя, расположенного в контроллере, поступает на модуляционный вход генератора, управляемого напряжением, на выходе которого формируется модулированный радиосигнал с центральной частотой 28.000 МГц. Далее модулированный радиосигнал через ключ поступает на сигнальный вход смесителя, в качестве гетеродина которого выступает синтезатор частот. Частота синтезатора устанавливается контроллером АИС таким образом, чтобы на выходе смесителя полезные составляющие спектра радиосигнала оказались в заданном частотном канале.
Затем сформированный в смесителе продукт фильтруется фильтром на ПАВ для подавления побочных компонентов, и далее отфильтрованный радиосигнал поступает в тракт усиления. В нём радиосигнал предварительно усиливается, после чего поступает на ещё один фильтр на ПАВ для дополнительной фильтрации и, после этого– на предоконечный каскад усиления. Затем сигнал подается на оконечный усилительный модуль, который обеспечивает требуемый уровень мощности передатчика, задаваемый с контроллера изменением уровня одного из напряжений питания данного модуля. Побочные продукты оконечного модуля, фильтруются в фильтре гармоник. Фильтр гармоник синтезирован, как эллиптический фильтр7-го порядка. Радиосигнал заданной мощности с оконечного усилительного модуля поступает на направленный ответвитель и антенный переключатель. Направленный ответвитель с двухканальным
детектором и усилителем используется для измерения коэффициента стоячей волны(КСВ). Схема детектирует и масштабирует ответвленные сигналы падающей и отраженной волн. Сформированные таким образом сигналы поступают на АЦП в контроллер АИС для последующей оценки КСВ. Антенный переключатель наPIN-диодах служит для электронной коммутации радиосигнала с передатчика на антенну и с антенны на приемник.
В режиме приема принятый антенной радиосигнал через антенный переключатель поступает на ПАВ-фильтр, где происходит предварительная частотная селекция диапазона частот УАИС (156,025 ÷ 162,025 МГц). Далее профильтрованный сигнал поступает на усилитель радиочастоты(УРЧ), в котором осуществляется требуемое усиление, необходимое для правильного функционирования дальнейших узлов схемы. Усиленный радиосигнал после УРЧ поступает на трехканальный разветвитель. С выхода разветвителя каждый из полученных сигналов поступает на вход соответствующего канала приема– двух приемников МДВРС и одного ЦИВ.
Модуль приемника МДВРС осуществляет усиление, фильтрацию и демодуляцию модулированных радиосигналов по двум каналам МДВРС. С выхода разветвителя принимаемый радиосигнал дополнительно фильтруется ПАВ-фильтром и поступает на смеситель первой промежуточной частоты. В качестве гетеродинных колебаний смесителей радиочастоты выступают выходные сигналы синтезаторов, которые перестраиваются по командам контроллера. Частоты синтезаторов устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить на выходе смесителей полезный частотный отклик на центральной частоте 21.4 МГц. Встроенное программное обеспечение контроллера формирует диапазон перестройки синтезаторов частот таким образом, чтобы обеспечить прием сигналов в диапазонах частот156,0125 ÷ 158,0125 МГц и160,6125 ÷ 162,0375 МГц, по умолчанию прием сигналов производится на частотах161,975 МГЦ и162,025 МГц. Далее сигнал первой промежуточной частоты каждого из каналов приема направляется на кварцевые фильтры, которые обеспечивают предварительную избирательность приемников по каналу"25 кГц". После кварцевых фильтров сигнал первой промежуточной частоты поступает на вход интегральной микросхемы преобразования, которая выполняет функции преобразования на вторую промежуточную частоту455 кГц, ограничения и демодулирования. Подключенные к микросхеме внешние керамические фильтры обеспечивают избирательность по соседнему каналу. С выхода демодулятора сигнал масштабируется операционным усилителем, после которого сигнал приобретает требуемое смещение и амплитуду. Помимо частотной демодуляции принятого радиосигнала микросхема смесителя-демодулятора обеспечивает оценку его мощности, по которой в контроллере формируется соответствующий цифровой отсчет.
Приемный модуль канала ЦИВ принимает сигнал с выхода разветвителя и подвергается обработке в таких же узлах схемы, что и в каналах МДВРС.
Приемопередатчики класса А.
Они предназначены для установки на торговые суда, такие как грузовые суда и крупные пассажирские суда. Приемопередатчики класса А передают данные с большей мощностью УКВ-сигнала, чем приемопередатчики класса В, поэтому эти сигналы могут быть получены на более удаленных судах. Кроме того, эти сигналы ретранслируются чаще. Наличие приемопередатчиков класса А является обязательным на всех судах водоизмещением более 300 т брутто на международных рейсах и на некоторых видах пассажирских судов, действующих по мандату СОЛАС.
Станции АИС для внутреннего судоходства. Аналогичны приемопередатчикам класса А, но имеют дополнительные функции для использования на внутренних водных путях
Приемопередатчики класса В.
Во многих отношениях аналогичны приемопередатчикам класса А, но, они, как правило, имеют более низкую стоимость за счет менее строгих требований к характеристикам. Приемопередатчики класса B передают данные с меньшей мощностью сигнала и с более низкой скоростью передачи данных, чем приемопередатчики класса А.
На некоторых устройствах есть возможность отключения отображения разных классов АИС. можно отключить, например, береговые станции, класс Б или АИС, который не меняет позицию больше какого-то времени.