ZESPÓA
SZKÓA
MORSKICH
ZESPÓA
SZKÓA
MORSKICH
w DARA
OWIE
w DARA
OWIE
RATOWNICTWO
RATOWNICTWO
Materiały dydaktyczne
Materiały dydaktyczne
do nauczania przedmiotów zawodowych
do nauczania przedmiotów zawodowych
opracował J. Rygiel
opracował J. Rygiel
Światowy Morski System Powiadamiania o Niebezpieczeństwie
i dla Zapewnienia Bezpieczeństwa (GMDSS)
1. Zało\
enia systemu GMDSS
W systemie GMDSS ośrodki koordynacji ratownictwa (MRCC i SAR) oraz statki
będące w bliskim zasięgu od miejsca katastrofy, - są natychmiast
poinformowane o wypadku lub katastrofie co powoduje prawie natychmiastowe
podjęcia skoordynowanej akcji ratowniczej
System zapewnia równie\
:
radiokomunikację dla celów pilnych i bezpieczeństwa,
rozpowszechniania MSI (ostrze\
eń nawigacyjnych, meteorologicznych,
prognoz i innych pilnych informacji).
Wszystkie statki w tym systemie, gdy znajdują się na morzu muszą być zdolne
do:
nadawania sygnałów alarmowych w relacji statek-ląd za pomocą przynajmniej
dwóch oddzielnych i niezale\
nych środków radiowych, ka\
dy stosujący ró\
ny
system radiowy,
odbioru sygnałów alarmowych w relacji ląd-statek oraz statek-statek
nadawania i odbioru informacji dotyczÄ…cych koordynacji poszukiwania
i ratowania,
nadawania i odbioru informacji na miejscu wypadku (katastrofy), - nadawania
i odbioru sygnału do lokalizacji,
nadawania i odbioru morskich informacji bezpieczeństwa (MSI),
nadawania i odbioru informacji eksploatacyjnych i ogólnych za
pośrednictwem lądowych ośrodków i sieci radiokomunikacyjnych,
nadawania i odbioru informacji pomiędzy mostkami statków
2. Funkcje spełniane przez system GMDSS
a) Alarmowanie
Alarm w niebezpieczeństwie jest szybkim i skutecznym zawiadomieniem o
niebezpiecznym wypadku, skierowanym do jednostek, które mogą zapewnić
pomoc lub koordynować akcją udzielania pomocy.
b) A
ączność koordynacyjna
A
ączność ta jest niezbędna do zapewnienia koordynacji działań statków i
lotnictwa, które w wyniku odbioru alarmu uczestniczą w akcji poszukiwania. Do
przesyłania takich komunikatów wykorzystywane są zwykle częstotliwości
niebezpieczeństwa.
c) A
ączność na miejscu akcji
A
ączność taką utrzymuje się za pośrednictwem radiotelefonii lub radioteleksu
na częstotliwościach niebezpieczeństwa w paśmie fal pośrednich i UKF
d) Lokalizacja miejsc wypadku
W celu zlokalizowania miejsca wypadku nadawane są sygnały z radiopław,
które ułatwiają określenie zarówno pozycji nawigacyjnej statku będącego w
niebezpieczeństwie jak i pozycji rozbitków. Ponadto do naprowadzenia na
miejsca rozbitków stosuje się transpondery radarowe SART których sygnały
są odbierane przez pokładowe radary nawigacyjne jednostek udzielających
pomocy
e) Rozpowszechnianie MSI
GMDSS zapewnia przesyłanie i w pełni automatyczny odbiór ro\
nego rodzaju
informacji nawigacyjnych i meteorologicznych oraz wszelkich innych informacji
uznanych za pilne.
f) A
ączność eksploatacyjna
A
ączność taką utrzymuje się za pośrednictwem radiotelefonii lub radioteleksu
na częstotliwościach niebezpieczeństwa w paśmie fal pośrednich i UKF
g) A
ączność pomiędzy dwoma mostkami (bridge to bridge communication)
3. Podsystemy składowe systemu GMDSS
Satelitarny system alarmowania i lokalizacji obiektów w niebezpieczeństwie
COSPAS-SARSAT,
Radiopławy satelitarne  EPIRB
transpondery radarowe
Satelitarny, morski system radiokomunikacyjny INMARSAT
system cyfrowego selektywnego wywołania (DSC)
system radiotelegrafii dalekopisowej (NBDP )
radiotelefonia w paśmie fal pośrednich, krótkich i ultrakrótkich
systemy transmisji ostrze\
eń nawigacyjnych i meteorologicznych
NAVTEX i NAVAREA
satelitarny system wywołania grupowego statków (EGC)
4. System COSPAS-SARSAT
System COSPAS-SARSAT przeznaczony jest do lokalizacji radiopław
awaryjnych nadających na częstotliwościach 121,5 MHz i 406 MHz.
W przypadku zaistnienia niebezpieczeństwa na wodzie, w powietrzu lub na
lÄ…dzie umo\
liwia on wszystkim organizacjom SAR prowadzenie akcji
poszukiwania i ratowania. Powstał on w wyniku połączenia następujących
członów:
COSPAS (Kosmiczeskaja Sistema Poiska Avaryjnych Sudov)
Satelitarny System Poszukiwania Uszkodzonych Statków utworzony
przez były ZSRR
SARSAT - Satelitarny System Poszukiwania i Ratowania (Search and
Rescue Satellite Aided Tracking), utworzony przez USA, KanadÄ™ i
FrancjÄ™.
a) Budowa Systemu COSPAS-SARSAT
Satelity COSPAS  2 sztuki
Wysokość orbity około 999 km
KÄ…t inklinacji 83°
Czas obiegu około 105 minut
Satelity SARSAT  2 sztuki
Wysokość orbity około 850 km
KÄ…t inklinacji 99°
Czas obiegu około 100 minut
System składa się z trzech zasadniczych części:
satelitarnych radiopław, zdolnych do przekazywania sygnałów do satelity
- radiopławy lotnicze ELT (Emergency Locator Transmitter )
- radiopławy morskie - EPIRB (Emergency Position Indicating Radio
Beacon)
- radiopławy lądowe - PLB (Personal Locator Beacon)
stacji odbiorczych  LUT (Local User Terminal) usytuowanych w
ró\
nych częściach świata zapewniających odbiór sygnałów z satelitów i
określenie na ich podstawie współrzędnych geograficznych miejsca
wypadku,
centrum kierowania systemem - MCC (Mission Control Centre)
b) Zasada działania Systemu COSPAS-SARSAT
Sygnały radiowe są odbierane przez satelity krą\
Ä…ce po orbitach
biegunowych.
Odebrany sygnał jest retransmitowany do odbiornika
wchodzącego w skład lokalnej stacji naziemnej (LUT), gdzie podlega
obróbce w celu określenia lokalizacji radiopławy.
Współrzędne radiopławy określa się na podstawie pomiarów satelitarnych
dopplerowskiego efektu zmiany częstotliwości sygnału przyjmowanego od
radiopławy (ruch względny satelity i radiopławy).
Informacje o katastrofie oraz współrzędne geograficzne przekazywane są
do Ratowniczego Centrum Koordynacji (RCC) lub odpowiedniej słu\
by
poszukiwawczo-ratowniczej, w celu rozpoczęcia akcji SAR.
4. Radiopława EPIRB
a. Radiopława EPIRB w systemie COSPAS-SARSAT
Obecnie w systemie COSPAS-SARSAT wykorzystuje się radiopławy
pracujące na częstotliwości:
121,5 MHz (międzynarodowa lotnicza częstotliwość niebezpieczeństwa)
406 MHz.
Tryb światowego pokrycia radiopław jest systemem pracującym na
częstotliwości 406 MHz. Umo\
liwia on przechowywanie informacji w pamięci
satelity w celu ewentualnego, póz
niejszego udostępnienia dowolnej stacji
LUT. W ten sposób ka\
da radiopława mo\
e być zlokalizowana przez
wszystkie pracujące ośrodki LUT. Dzięki temu zapewniono globalne pokrycie
systemu, lecz z opóz
nieniem zwiÄ…zanym z czasem oczekiwania na wzajemnÄ…
widzialność satelity i stacji naziemnej
b. Radiopława EPIRB w systemie INMARSAT-E
Satelitarna radiopława EPIRB, nadaje na częstotliwości 1645 MHz (pasmo L),
zapewniajÄ…c pracÄ™ z satelitami systemu INMARSAT-E
Urządzenia EPIRB umieszczone są w pławach przystosowanych do
samouwalniania z tonącego statku. Uaktywnianie radiopławy mo\
e nastąpić
przez:
zanurzenie w wodzie morskiej,
aktywację drogą radiową z pokładu statku
sterowanie ręczne.
Wprowadzenie informacji o pozycji statku mo\
e nastąpić w sposób ręczny lub
automatyczny - od statkowych urządzeń nawigacji satelitarnej
Sygnały z EPIRB, przesyłają informacje, które są odbierane przez segment
kosmiczny systemu INMARSAT-E, gdzie poddawane zostajÄ… wzmocnieniu, a
następnie zamieniane na częstotliwości pasma C (4 GHz) i retransmitowane
na ZiemiÄ™.
Sygnały alarmowe retransmitowane z satelity są odbierane, a następnie
przetwarzane w odpowiednich stacjach CES. Stacje te sÄ… wyposa\
one w
specjalny cyfrowy odbiornik procesorowy DRP (Digital Receiver Processor),
który dokonuje dalszej obróbki sygnału. Odbiornik ten odpowiada za wysłanie
alarmu niebezpieczeństwa do ośrodka RCC, połączonego z daną stacją CES
Wydruk na stacji CES zawiera następujące informacje:
datÄ™ i czas wydruku,
odebraną wiadomość zawierającą wiadomość z EPIRB z następującymi
informacjami:
" identyfikacjÄ™ stacji statkowej,
" szerokość geograficzną i długość geograficzną, poło\
enie statku (EPIRB),
" rodzaj niebezpieczeństwa,
" kurs i prędkość statku,
szczegóły dotyczące DRP:
" czas przekazywania informacji
" stosunek nośnej do szumu
System INMARSAT-E podzielony jest na 9 stref operacyjnych. W zwiÄ…zku z
tym, \
e obszary stref pokrywają się z obszarami podlegającymi ró\
nym RCC,
w momencie odebrania wiadomości niebezpieczeństwa, wybrany ośrodek
RCC przejmuje funkcje dowodzenia akcjÄ… ratowniczÄ…. Je\
eli niemo\
liwe jest
natychmiastowe porozumienie, się pomiędzy poszczególnymi RCC, to
powy\
sze funkcje przejmuje pierwszy RCC inicjujÄ…cy powiadomienie o
niebezpieczeństwie.
b. Radiopława EPIRB w pracująca w paśmie VHF
W systemie GMDSS oprócz radiopław satelitarnych pracujących na
częstotliwościach 121,5 MHz, 406 MHz oraz 1,6 GHz przewidziano radiopławy
wykorzystywane w obszarach A1.
Radiopławy te działają na kanale 70 czyli na częstotliwości 156,525 MHz.
W obszarach A1 kanał 70 przeznaczony jest do transmisji sygnałów cyfrowego
selektywnego wywołania (DSC) czyli transmisji sygnałów alarmowych.
Dlatego radiopławy te wysyłając sygnał alarmowy na kanale 70 muszą
transmitować go jako sygnał DSC.
Radiopława DSC VHF EPIRB powinna być:
Zdolna do nadawania sygnałów alarmowych VHF oraz dostarczania
informacji do lokalizacji za pomocÄ… transpondera radarowego SART na
częstotliwości 9 GHz
Automatycznie uruchamiana po spłynięciu na wodę
Zdolna do ręcznego włączania i wyłączania
Wyposa\
ona w układ wskazujący, \
e emitowane są sygnały
Wyposa\
ona w układ zasilania zapewniający działanie przez co najmniej 48
godzin
Pomalowana na jaskrawy kolor (\
ółty lub pomarańczowy) oraz pokryta
materiałem odblaskowym
Wyposa\
ona w światło uruchamiane samoczynnie po zmroku
5. Transpondery radarowe
JednÄ… z zasadniczych funkcji realizowanych przez system GMDSS jest
lokalizacja miejsc wypadku na morzu i naprowadzanie jednostek biorÄ…cych
udział w akcji poszukiwawczo-ratowniczej na miejsce katastrofy.
Do tego celu wykorzystano:
zwykły radar nawigacyjny na statku (samolocie) poszukującym
transponder radarowy - po stronie rozbitków, (SART - Search and Rescue
Radar Transponder )
Zgodnie z wymaganiami IMO transponder radarowy powinien:
nadawać się do łatwego uruchomienia przez niewykwalifikowaną osobę
być zabezpieczony przed przypadkowym uruchomieniem
Posiadać układy optyczne i akustyczne, wskazujące na prawidłową pracę
i zwracające uwagę rozbitków na fakt, \
e radar uaktywnił transponder
radarowy
posiadać układ ręcznego uruchamiania
posiadać wskaz
nik stanu gotowości,
znosić bez szkody upadki do wody z wysokości 20 m,
być pływający i wodoszczelny przez co najmniej 5 minut, przy zanurzeniu
w wodzie na głębokość 10 m
nie podlegać nadmiernie wpływowi słonej wody i oleju,
być odporny na wpływ przedłu\
onej ekspozycji na promienie słoneczne,
być zabarwiony na dobrze widoczny kolor: \
ółty lub pomarańczowy,
posiadać gładką konstrukcję zewnętrzną, aby nie uszkodzić łodzi ratunkowej
Transponder radarowy powinien posiadać pojemność baterii wystarczającą
do jego:
działania w gotowości przez 96 godzin,
działania przez następne 8 godzin podczas ciągłego pobudzania
Wysokość zamocowanej anteny SART ma wynosić co najmniej 1 m powy\
ej
poziomu morza.
Transponder radarowy powinien prawidłowo działać podczas pobudzania z
odległości:
nie mniejszej ni\
10 Mm przez radar nawigacyjny z antenÄ…
o wysokości 15 m.
nie mniejszej ni\
30 Mm przez radar samolotowy, znajdujÄ…cy
się na wysokości 1000 metrów.
Zasada działania transpondera radarowego
Transponder radarowy podczas pracy wysyła automatycznie odpowiedz
,
u\
ywając sygnału częstotliwości w zakresie 9 GHz, (9200 MHz  9500 MHz),
która jest zsynchronizowana z ka\
dym odebranym impulsem sondujÄ…cym
radaru nawigacyjnego. Sygnał ten, obserwowany na ekranie, przyjmuje postać
szeregu kropek, równo oddalonych od siebie (kod SART), rozmieszczonych
promieniście na zewnątrz od miejsca lokalizacji, ku krawędzi ekranu radaru.
Na radarach istnieje mo\
liwość wyświetlenia samego kodu SART. Osiąga się
to za pomocą pokrętła strojenia odbiornika, które umo\
liwia przestrojenie
częstotliwości roboczej, co eliminuje wszystkie normalne obrazy radarowe,
łącznie z zakłóceniami i echami od obiektów lądowych.
Charakterystyka kierunkowa anteny radarowej ma z reguły w płaszczyz
nie
poziomej wartość 2°. Przy du \
ych odległościach, SART jest wyzwalany
energią zawartą w takiej wiązce. Jednak przy zmniejszaniu odległości energia
promieniowana przez listki boczne mo\
e być wystarczająca do aktywizacji
SART. Zjawisko to występuje ju\
przy odległości 1 Mm. Obraz pochodzący od
SART zamienia się w szerokie łuki, które wraz ze zbli\
aniem siÄ™ do niego,
stajÄ… siÄ™ coraz szersze ,a gdy transponder jest stale wyzwalany, zamienijÄ… siÄ™
w okręgi. Jest to po\
yteczne ostrze\
enie o konieczności zmniejszenia
prędkości przez statek prowadzący akcję poszukiwawczo-ratowniczą.
Zmniejszenie wzmocnienia sygnału wizyjnego radaru, przywraca właściwe
zobrazowanie.
Postać kodu SART na ekranie radaru
Przy odległości 3 Mm od miejsca kolizji
6 Mm
Postać kodu SART na ekranie radaru
1 Mm
1 Mm
przy odległości 0,5 Mm
przy odległości 0,1 Mm
od miejsca kolizji
od miejsca kolizji
6. System NAVTEX
NAVTEX jest automatycznym systemem wÄ…skopasmowej telegrafii z
wydrukiem bezpośrednim, nadającym ostrze\
enia nawigacyjne,
meteorologiczne i inne informacje związane z bezpieczeństwem \
eglugi,
w obrębie wód przybrze\
nych do 400 Mm w głąb morza.
NAVTEX jest systemem :
zapewniającym odbiór informacji z wyselekcjonowanych stacji,
zapewniającym odbiór jedynie określonych (przez operatora radiowego)
informacji (niektórych informacji odrzucić nie mo\
na),
zapewniającym przechowywanie odebranych informacji w pamięci,
zapobiegającym wydrukowi, gdy poziom sygnału odbieranego jest
niewystarczajÄ…cy.
uniemo\
liwiającym powtórne odbieranie tej samej informacji (wcześniej
poprawnie odebranej),
Wszystkie stacje NAVTEX u\
ywają pojedynczej częstotliwości 518 kHz, a
informacje przekazywane są w języku angielskim.
W paśmie fal średnich i krótkich są wydzielone dodatkowe dwie częstotliwości:
490 kHz
4209,5 kHz
Częstotliwość 490 kHz jest przeznaczona do nadawania w języku dowolnie
wybranym przez danÄ… administracjÄ™.
W celu uniknięcia wzajemnych zakłóceń stosuje się podział czasowy transmisji
poszczególnych stacji, ograniczenie mocy nadajników oraz odpowiedni
rozdział znaków identyfikacyjnych.
Do odbioru wiadomości NAVTEX stosowane są specjalne odbiorniki, które na
podstawie nadawanego na początku kodu znakowego są w stanie przyjąć
lub odrzucić odpowiednie klasy informacji.
Ostrze\
enia nawigacyjne i meteorologiczne oraz
komunikaty SAR sÄ… drukowane niezale\
nie od
selekcji dokonanej przez u\
ytkownika.
Celem systemu jest dostarczanie, w sposób w pełni skoordynowany
i automatyczny, Morskich Informacji Bezpieczeństwa (MSI) z lądu na statki
w strefie przybrze\
nej odpowiednich obszarów NAVAREA.
A. Format komunikatu systemu NAVTEX
Moment startu i zakończenia transmisji, określają grupy:
ZCZC
NNNN
Ka\
dy z przesyłanych komunikatów posiada nagłówek, składający się z
czterech znaków:
B1B2B3B4.
Podczas odbioru komunikatów prowadzona jest kontrola poprawności odbioru.
W przypadku przekroczenia zało\
onej liczby błędów, wydruk kończy się
sekwencjÄ…:
NNN
i przy ponownym nadawaniu komunikat taki zostanie odebrany powtórnie.
W przypadku poprawnego odbioru komunikaty zakończone są sekwencją:
NNNN
i nie sÄ… drukowane przy ponownym ich nadawaniu.
Ka\
da stacja nadajÄ…ca informacje NAVTEX posiada przydzielonÄ… literÄ™
identyfikującą ją. Aby uniknąć błędnego odbioru transmisji z dwóch stacji
posiadających tę samą literę, nie przydziela się ich stacjom poło\
onym zbyt
blisko siebie.
W obrębie danego obszaru litery nie
powtarzajÄ… siÄ™, a stacje le\
Ä…ce na
obrze\
ach obszarów posiadają
odległe litery.
Nagłówek komunikatu NAVTEX (B1B2B3B4)
Symbol B1, charakteryzuje określoną stację nadawczą danego obszaru
(litera alfabetu przydzielona danej stacji nadawczej)
Symbol B2, jest literą alfabetu oznaczającą poszczególne klasy komunikatów.
Znaczenie liter jest następujące:
A - Ostrze\
enia nawigacyjne
B - Ostrze\
enia meteorologiczne między innymi sztormowe
C - Raporty lodowe
D - Informacje SAR. Alarmowanie, ataki pirackie, wstępne informacje
o niebezpieczeństwie
E - Prognozy pogody
F - Wiadomości dotyczące usług pilotowych. Będą nadawane te meldunki, które
mają zwrócić uwagę na wa\
ne, nieplanowane zmiany dotyczÄ…ce
przybrze\
nych stacji pilotowych, spowodowane niekorzystnymi
zjawiskami pogody
H - Informacje dotyczÄ…ce systemu Loran.
J - Informacje dotyczące nawigacyjnych systemów satelitarnych
K - Informacje dotyczÄ…ce elektronicznych pomocy nawigacyjnych
L - Ostrze\
enia nawigacyjne (uzupełniające informacje do litery A)
V, W, X, Y - Funkcje specjalne. SÄ… u\
ywane np. przy przekazywaniu
komunikatów w innych językach ni\
angielski.
Z - Brak meldunków
Symbole B3B4, - oznaczajÄ… numery komunikatu
Odbiorniki systemu NAVTEX umo\
liwiają selekcję odbieranych komunikatów,
która eliminuje niepotrzebne informacje.
Selekcja ta mo\
e być następująca:
a) wybór komunikatów z jednej lub kilku określonych stacji (B1),
b) odrzucenie pewnych klas komunikatów (B2),
c) odrzucenie przychodzących w kolejnych seansach rozgłoszeniowych
komunikatów, które wcześniej zostały ju\
poprawnie odebrane i
wydrukowane.
Istnieją komunikaty, które nie mogą być przez odbiornik odrzucone ze względu
na ich znaczenie, i tak:
w przypadku selekcji a) i c) nie mogą być odrzucone komunikaty oznaczone
w nagłówku (B3B4) cyframi  00"
w przypadku selekcji b) nie mogą być odrzucone klasy A, B, D oraz L.
B. Organizacja systemu NAVTEX