無線電測向與定位技術(shù)助力海洋運輸安全

Analysis about radio location and direction finding technology in maritime transportation security

薛寧地

男，湖南長沙人，廣東順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，兼任德國Plath公司駐廣州代表處商務(wù)副總監(jiān)。研究方向：無線電測向與定位，國際商務(wù)。

介紹無線電測向與定位技術(shù)的功能、相關(guān)設(shè)備和使用情況，闡述這項技術(shù)在保障海洋運輸安全方面的重要作用。

The article introduces the function, system and application of radio location and direction fnding technology, then shows that the technology plays an important role in maritime transportation security.

隨著國際貿(mào)易的發(fā)展， 海洋運輸航線上貨船密度不斷增加，再加上漁船、渡船、挖泥船等船舶，航線上船只密度過大的問題日益顯現(xiàn)。這種“連鎖效應(yīng)”也導(dǎo)致了一系列問題，如航海人員生命安全、貨物安全受到威脅，生態(tài)環(huán)境壓力增大等，因此，可靠有效的海運控制和船舶監(jiān)測越顯重要?，F(xiàn)在，世界上許多國家都使用先進(jìn)的專業(yè)電子系統(tǒng)及其配套系統(tǒng)來進(jìn)行海運船只監(jiān)控，這些設(shè)備統(tǒng)稱為船舶交通服務(wù)系統(tǒng)（Vessel Traffic Service 系統(tǒng)，簡稱VTS系統(tǒng)）。

一、VTS系統(tǒng)的功能

VTS 是海運區(qū)域主管當(dāng)局實施的、旨在改善船舶交通安全和效率以及保護海洋環(huán)境的一種服務(wù)。簡單地說，VTS是以確保海運安全為目的，向船舶、港口及其他有關(guān)方面提供快捷信息服務(wù)的電子系統(tǒng)。這些信息中包括通過無線電測向與定位技術(shù)而獲得的船舶位置信息。

除了幫助確保海運安全外，VTS系統(tǒng)還具有其他功用。保護本國經(jīng)濟區(qū)域和海疆是各國政府的職責(zé)，職責(zé)中還包括保護本國的漁業(yè)區(qū)域不被過度捕撈和領(lǐng)海不被污染。要有成效地履行這些職責(zé)，政府有關(guān)部門必須借助無線電測向和定位技術(shù)。另外，海上經(jīng)常出現(xiàn)走私、海盜等違法犯罪行為，政府有關(guān)部門也必須使用無線電偵察手段搜集證據(jù)和線索，對犯罪行為采取制裁措施。目前國際上已有相關(guān)的產(chǎn)品，可以幫助政府海洋管理部門快速、準(zhǔn)確地查找海上非法無線電信號的位置，從而對罪犯船只進(jìn)行定位（使用經(jīng)緯度表示）。 VTS系統(tǒng)的無線電測向和定位設(shè)備也能協(xié)同參與這些安全保衛(wèi)工作。

當(dāng)一艘船只進(jìn)入一個貨運交通區(qū)（例如港口），首先通過VHF （甚高頻）電臺向當(dāng)?shù)氐腣TS系統(tǒng)發(fā)出信號。與此同時，它本身也就被當(dāng)?shù)豓TS站所配備的無線電定位系統(tǒng)確定了具體位置。VHF定位系統(tǒng)不僅用來給剛進(jìn)入近海的船只定位，還可對它們進(jìn)行識別，以免發(fā)生誤會，同時也方便給這些船只提供領(lǐng)航服務(wù)。因此，國際海事組織（IMO）在1985年A548.（14）決議中建議，VTS系統(tǒng)所配備的無線電定位系統(tǒng)應(yīng)同時具備識別船只的技術(shù)條件。配備的雷達(dá)顯示屏上，同時被自動顯示到VTS系統(tǒng)的電子海圖上。雷達(dá)可觀察到一定海域內(nèi)所有船只動向，但沒有安裝AIS的船只，不能被顯示到電子海圖上。

二、VTS系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備

VTS系統(tǒng)的設(shè)備包括雷達(dá)。雷達(dá)是用于監(jiān)視海洋船只的主要技術(shù)手段，因為它能夠提供雷達(dá)系統(tǒng)所覆蓋的海域全景。使用最先進(jìn)的VTS雷達(dá)設(shè)備，可以描繪出特定船只的航線，并可以提供船只航行動向等其他有用信息。利用先進(jìn)的雷達(dá)技術(shù)還可以用不同顏色標(biāo)示出大陸塊和不屬于本國管轄的區(qū)域（如公海和其他國家的海域），使VTS系統(tǒng)對來自目標(biāo)領(lǐng)域之外的信號不做出反應(yīng)。先進(jìn)的雷達(dá)還具有良好的抗干擾能力。

但是， 僅僅依靠雷達(dá)本身并不能識別它所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)，識別船只還需要通過VHF電臺。通過電臺的通信雖然可以達(dá)到識別目標(biāo)船只的目的，但依靠這個方法得到信息較慢，且不可靠。使用VHF測向儀則可立即得到船只所在的方位（條件是對方的VHF電臺發(fā)射電波），并實時地將其位置顯示到雷達(dá)屏幕上。這樣，由某一艘船只所反射的雷達(dá)回波就能夠被識別出來，該船只此后的一切動向均可以通過觀測員手動操作來監(jiān)視或由監(jiān)視系統(tǒng)自動跟蹤。

當(dāng)然，一個VHF 測向站只能測出船舶的方向。但VTS系統(tǒng)通常配備有兩個以上的測向站，它們的測向天線被分布在相隔頗遠(yuǎn)的海岸線上。這樣，它們就能通過聯(lián)網(wǎng)和光束交會，在電子海圖上確定出船只的精確位置。

一個與上述設(shè)備相關(guān)的產(chǎn)品是AIS系統(tǒng)（Automatic Identification System，自動識別系統(tǒng)）——安裝在船舶上的VHF信號發(fā)射系統(tǒng)，它可以加強船只與VTS系統(tǒng)的配合工作。自本世紀(jì)初以來，AIS越來越多地被安裝到海洋運輸船舶上。這個系統(tǒng)會不停地自動發(fā)送出船只的身份、位置等信息，發(fā)射間隔在2 s～3 min，具體間隔長度視情況而定。當(dāng)被其他電臺詢問的時候，船長也可手動控制此系統(tǒng)發(fā)射。AIS系統(tǒng)所提供的船只位置信息是由船只的導(dǎo)航系統(tǒng)（如GPS 系統(tǒng)）自動提供的。安裝有AIS系統(tǒng)的船只行蹤能夠被自動顯示到VTS所

三、VTS系統(tǒng)所配套的VHF測向、定位系統(tǒng)使用情況

歐洲許多國家使用VTS系統(tǒng)所配套的VHF測向、定位系統(tǒng)已有20年左右的時間。西班牙在上世紀(jì)90年代初就開始使用，他們使用的海事VHF 電臺頻率為156～163.55 MHz。此外，該系統(tǒng)還配置了一個航空失事緊急頻率121.5 MHz；英國從上世紀(jì)90年代中期起，購置了20多個VTS 系統(tǒng)的 VHF 測向站，安裝在其海岸線上。英國使用系統(tǒng)的頻率范圍與西班牙的不同，測向設(shè)備的監(jiān)測頻率范圍是108～410 MHz，這其中包含了國際海事移動通信頻帶和國際空難救助頻率。世界其他地方也有大量的 VHF 測向技術(shù)用于 VTS系統(tǒng)的實例。

因為費用問題，有些小船舶的船主可能不愿意安裝AIS系統(tǒng)，因此，為其自身安全起見，國際海事組織建議小船只上都配備VHF電臺。因為衛(wèi)星電話所發(fā)射的FSK信號，海岸上的監(jiān)測站和其他船只都接收不到，因此使用衛(wèi)星電話難以得到迅速的幫助。如果配備VHF電臺，海岸的VTS系統(tǒng)就會一直確定它們在海上的位置。值得一提的是，VTS系統(tǒng)的VHF 定位系統(tǒng)不僅能搜索到船只的位置，甚至還可以搜索到參加海事救助的直升機的具體方位。

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