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光电 912 （ KGP-912 ）船用卫星导航仪运行与维护

《 船舶通信导航设备运行与维护 》 课程讲义 2. 光电 912 （ KGP-912 ）船用卫星导航仪运行与维护. 九江职业技术学院电子工程系. 《 船舶通信导航设备运行与维护 》 课程讲义 2. 光电 912 （ KGP-912 ）船用卫导仪的认识与性能熟悉.

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光电 912 （ KGP-912 ）船用卫星导航仪运行与维护

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Presentation Transcript

  1. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 光电912（KGP-912）船用卫星导航仪运行与维护 九江职业技术学院电子工程系

  2. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 光电912（KGP-912）船用卫导仪的认识与性能熟悉 全球定位系统（Global Position System，简称GPS）泛指全球各种卫星导航定位系统，如美国的“导航星GPS”，其全称为：导航卫星定时和测距全球定位系统{Navigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System}；俄罗斯的Glonass，则是来自全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）等，它们均具有全球定位与导航能力。基于美国的“导航星GPS”在船舶导航及其它方面的广泛应用，本任务中的GPS系统除非有特别说明，否则均指该系统。 从目前看，GPS具有精度高（定位，测速，测时），近于实时，连续定位，抗干扰能力强的全球三维定位优点。

  3. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 一、GPS系统简介 GPS系统是由空间部分、地面控制部分和用户接收机三大部分组成。 1．空间部分 GPS空间部分由24颗卫星组成，卫星高度均为20 200km。原设计方案为18颗卫星，平均分布在六个等间隔的近圆轨道面上，轨道面相对赤道面的夹角为55°。每个轨道面有3颗卫星，卫星间隔120°，卫星运行周期为43078.3S2S，约为11小时58分钟。为了保证全球任何地区， 任何时刻有不少于4颗卫星可供观测和 一定的定位精度又增添3颗卫星，共21 颗工作卫星，以便提供全球和时间上 连续导航的能力。还有3颗备用卫星， 这样空间段总共由24颗卫星构成，平 均分布在6个轨道面上，如右图所示。

  4. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 工作卫星发送两个无线电载波信号频率：L1波段的1575.42MHz和L2波段的1227.6MHz。在L1载波上调制有C/A 码（称粗/捕获码）和P码（称精码），以及每秒50bit的导航电文。在L2载波上只调制有P 码和导航电文。C/A码是一种低速、短周期的伪随机码，其速率为1.023MHz，周期为1000ūs。C/A码可用于低精度测距，其主要作用是协助捕获P码。P码是一种连续、快速和长周期的伪随机码，其速率为10.23MHz，周期为7天。每个周期开始于每星期六格林尼治标准时午夜零时。P码用于精确测量时间和距离，但较难捕获。

  5. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 2．地面控制部分 地面控制部分主要由一个主控站，三个注入站和五个监测站组成，如下图所示。 其分布情况是：主控站设在美国科罗拉多的范登堡军基地，它对地面监控站实行全部控制。其主要任务是搜集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道及卫星钟修正量，依此外推一天以上的卫星星历及钟差并转化为导航电文，由上行站注入到卫星的存储器。此外，主控站还负责对整个地面监测系统进行监测与协调。

  6. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 注入站设在大西洋的阿松森（Ascension岛）、印度洋的狄歌伽西区（Diego Garcia）和太平洋的关岛（Kwajalein）三个美国空军基地上。注入站是无人值守工作站，其主要作用是当每颗卫星运行至临空时，将主控站所要传输给卫星的资料以既定的方式注入到卫星存储器中。 五个监控站除一个单独在夏威夷外，其余四个都分设在主控站和注入站。监控站是无人值守的数据采集中心，其位置经过精确测定，其主要作用是取得卫星观测数据并将其送至主控站，为主控站编制导航电文提可靠的数据。 3．用户接收机 用户接收机的主要功能是接收卫星发播的信号并利用本机产生的伪随机噪声码（PRN）获取距离观测量和导航电文，根据导航电文提供的卫星位置和钟差改正信息来计算接收机的位置，以达到导航和定位的目的。

  7. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 二、认识光电912（KGP-912）型船用卫星导航仪 1．KGP-912型卫导仪简介。 KGP-912型卫导仪日本光电（KODEN）公司生产的船用卫导仪，简称光电912型，由天线、显示器和连接二者之间的电缆构成，如下图所示。该卫导仪具有定位、航线导航、定点监 测及标绘等功能，价格比较适中， 目前我国许多船舶均装配该型卫 仪。

  8. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 2．KGP-912型卫导仪接收机及其操作面板认识 KGP-912型卫导仪显示器及操作面板图如图1.4所示，具体部件见图上标注。

  9. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 三、光电912（KGP-912）型船用卫星导航仪主要使用性能的认知 光电912型船用卫导仪结构紧凑，安装简单，性能优良，在现代航运船舶上得到了广泛的使用。其性能指标具体如下： 1．整机性能指标 （1）接收频率L1：1 575.42MHz±1MHZ； （2）接收通道：11通道（并行/顺序接收通道）； （3）接收码：C/A码； （4）接收灵敏度：小于130dBm（仰角5°以上的卫星）； （5）跟踪速度：200Kn（最大）； （6）定位精度：精度10米（DGPS模式）/100米（GPS模式），速度0.1Kn（RMS）； 注：定位精度取决于美国国防部对GPS用户的政策，随可选择性（SA[[1]]）的变化而变化。

  10. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 2.各部分性能指标 （1）天线内置接收模块 ① 接收频率：285.3～325.0KHz； ② 信道间隔：500Hz； ③ 调制方式：MSK：50/100/200比特/秒； ④ 灵敏度：2.5uV/m； ⑤ 信噪比：优于6dB； ⑥ 动态范围：92dB。 说明：GPS卫导仪天线内部具有接收放大模块，如图1.5所示。主要由前置放大器和频率变换器两部分构成，它可以对天线接收的卫星信号进行初步放大，并将其变换到较低的频段，以适于电缆传输和显示器内部电路对接收信号进行处理。

  11. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 （2）显示单元性能指标 ① 显示器：高亮度LED显示器（128×64点阵，有效显示区85.75×54.35mm）。 ② 显示模式：导航1（NAV1）, 导航2（NAV2）, 导航3（NAV3）,标绘 （PLOT），人员落水显示（MOB），菜单（MENU）模式； ③ 航迹显示： a）显示范围：0.025-20 nm，分十档； b）标绘间隔：10/20/30s，1/3/5min，0.1/0.5/1nm； c）标绘容量：2 000个点； ④ 导航显示：速度、航向、经纬度、卫星状态、航线长度及预计到达时间、两航 路点间距/航向等；

  12. 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义2 ⑤ 航路点存储：可存储230个航路点； ⑥ 航线存储：可存储20条自动往返航线（每条航线最多230个航路点）； ⑦ 报警：支持接近报警、偏航报警、守锚报警、航向偏离指示报警四种报警式； ⑧ 内置/外接电源，功耗：4.8W； ⑨ 电源：10.8-41.6VDC； ⑩ 环境温度要求： 显示单元：-15℃～55℃， 天线单元：-25℃～55℃。

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