GB 14391-2009 卫星紧急无线电示位标性能要求

中华人民共和国国家标准
卫星紧急无线电示位标性能要求
Technical requirements for satellite emergency position-indicating radio beacons
GB 14391-2009
2009年11月15日

替代GB 14391-1993，2010年9月1日起实施。

前言

本标准的全部技术内容为强制性。

本标准参照国际电信联盟ITU-R M.633-3建议《经406MHz频带国际搜救卫星系统工作的卫星紧急无线电示位标的传输特性》、国际海事组织IMOA.810(19)《在406MHz上工作的浮离式卫星紧急无线电示位标的性能标准》、国际搜救卫星（COSPAS-SARSAT）C/S T.001第3版文件（2007年第8次修改）《COSPAS-SARSAT 406MHz遇险示位标规范》等相关建议、决议以及1974年海上人命安全公约（SOLAS）及此后历次修正案中性能标准的相关部分制定。

本标准代替GB 14391-1993《卫星紧急无线电示位标性能要求》。本标准与GB14391-1993相比，主要变化如下：

――删除1.6GHz卫星紧急无线电示位标（1993年版的第3章）；

――增加了术语、定义和缩略语（见第3章）；

――增加了卫星紧急无线电示位标的发射频率（406.028MHz（见第4章）；

――增加了数字信息结构（见第5章）；

――增加了环境及运行要求（见第6章）；

――规范了各技术指标的测量条件（见第6章和第7章）。

本附录B和附录C为规范性附录，附录A为资料性附录。

本标准由中华人民共和国交通运输部提出。

本标准由交通部信息通信及导航标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中国交通通信中心

本标准主要起草人：朱德铭、王安军

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

—— GB14391-1993。

正文

1　范围

本标准规定了 406MHz 频段卫星紧急无线电示位标（S.EPIRB）的技术性能要求、数字信息结构、环境及运行要求、设备主体结构性能和自由浮离释放装置结构性能。

本标准适用于各种船舶上安装的 406MHz 频段卫星紧急无线电示位标（S.EPIRB）设备，也适用于该类设备的研发、生产及管理。

2　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 16162　全球海上遇险和安全系统（GMDSS）术语 ITU RR　无线电规则

3　术语、定义和缩略语

3.1　术语和定义

GB/T 16162 确立的术语和定义适用于本标准。

3.2　缩略语

表1中的缩略语适用于本标准。

表1

缩略语	英文	中文
F	format flag	格式标志
GNSS	Global navigational satellite system	全球导航卫星系统
IMO	International Maritime Organization	国际海事组织
ITU	International Telecommunication Union	国际电信联盟
PDF-1	first protected data field	第一保护数据字段
PDF-2	second protected data field	第二保护数据字段
RHCP	right hand circular polarization	右圆极化
VSWR	voltage standing-wave ratio	电压驻波比

4　技术性能要求

4.1　S.EPIRB原理 4.1.1　S.EPIRB由数字信息发生器、调制器和406MHz发射机组成。

4.1.2　数字信息发生器用于键控调制器和发射机，发送第5章定义的信息。

4.2　数字信息发生器

4.2.1　重复周期

重复周期是在47.5s～52.5s范围内的一个随机数，平均间隔为50s。

4.2.2　传输用时总数

传输用时总数是在90%功率点上测得的：

――短信息耗时为440×(1±1%)ms；

――长信息耗时为520×(1±1%)ms。

4.2.3　数字信息

'4.2.3.1　短信息

280×(1±1%)ms的发射信号包含了112bit的信息，其比特率是400×(1±1%) bps。

4.2.3.2　长信息

360×(1±1%)ms的发射信号包含了144bit的信息，其比特率是400×(1±1%) bps。

4.2.3.3　比特同步

比特同步码是由一连串的“1”组成，占据前15bit位置。

4.2.3.4　帧同步 帧同步码由9bit组成，占据B16到B24的位置。正常工作的帧同步码是“000101111”。

4.2.3.5　格式标志

B25是格式标志位，用来标识信息的长度。

4.2.3.6　信息内容

剩余的87bit（短信息）或119bit（长信息）的数据内容，见第5章。

4.3　调制器和406MHz发射机

4.3.1　发射频率

发射频率有二个：

a)　406.025MHz：S.EPIRB载波频率应设置在406.025MHz±2kHz。载波频率五年内不应有超过5kHz的变化；

b)　406.028MHz：S.EPIRB载波频率应设置在406.028MHz±1kHz。载波频率五年内不应有超过+2kHz或-5kHz的变化。

4.3.2　发射频率稳定性

4.3.2.1　发射频率短期稳定性

发射频率的短期偏离应不大于2×10^-9/100ms。

4.3.2.2　发射频率中期稳定性

发射频率中期稳定性由以下两个因素来定义：

a)　平均斜率：基于15min周期的平均斜率不大于1×10^-9/min；

b)　残余频率变动：残余频率变动是指在平均斜率上的残余频率变动不大于3×10^-9/min。

4.3.3　发射机输出功率

发射机24h持续运转，无论气温如何变化，以50Ω的负荷测得的输出功率应为5w±2dB（35dBm～39dBm）。以10%～90%的功率点测得的功率输出上升时间应少于5ms。

4.3.4　天线特性

天线特性基于位置角和仰角在5°～60°之间定义，天线性能的测量应尽可能地接近实际运行情况：

a)　波束图：半球形；

b)　极化方式：RHCP或线性极化；

c)　增益：-3dBi～4dBi；

d)　天线VSWR：不大于1.5:1。

4.3.5　杂散发射

当以100Hz的分辨带宽进行测量时，波段内的杂散发射不应超过图1所示的信号分布。

图1　406.0 MHz～406.1 MHz频带内的杂散发射分布图

4.3.6　数据编码

数据以双相L编码，如图2所示。

图2　数据编码和调制示意图

4.3.7　调制

4.3.7.1　载波需经相位调制成峰值为1.1rad±0.1rad，调制示意图如图2所示。

4.3.7.2　调制波形的上升（τR）和下降（τF）时间应为150μs±100μs，如图3所示。

图3　调制上升和下降时间的定义

4.3.7.3　调制对称性（如图4）应为${\frac {|\tau _{1}-\tau _{2}|}{\tau _{1}+\tau _{2}}}\leq 0.05$。

图4　调制对称性的定义

4.3.8　电压驻波比

VSWR应在1:1和3:1之间，而且任何负载开路或短路都不应使S.EPIRB受到损害。

4.3.9　最大连续发射

最大连续发射应不超过45s。

5　数字信息结构

5.1　基本结构

5.1.1　信息结构

经由406MHz S.EPIRB发射的数字信息分为短信息112bit和长信息144bit（见图5）。

比特同步：15个标记为“1”的比特；

帧同步：000101111；

标记为“0”的比特代表短信息；标记为“1”的比特代表长信息。

图5　信息格式

5.1.2　系统位

B1～B24为系统位，用于比特同步和帧同步。

5.1.3　数据位

B25～B85是第一数据保护字段（PDF-1）。 第一个数据比特（B25）代表数据长短类型，“0”表示短信息， “1”表示长信息。

5.1.4　差错控制编码

B86～B106是BCH-1差错控制编码。此编码是BCH三重差错控制编码，参见附录A。

5.1.5　紧急码

B107～B112是紧急码，具体的比特位数以及定义取决于信息格式，IMO建议的遇险性质紧急码见附录B。

短信息：最后6bit在B107～B112。

长信息：26bit的数据在B107～B132。

5.1.6　长信息附加选择码

长信息的最后12bit的数据，即B133～B144是第二BCH差错校正字段（BCH-2）。

5.2　示位标编码 5.2.1　S.EPIRB 编码短信息分成五个字段，长信息分成六个字段：

a)　短信息：

1)　比特同步B1～B15；

2)　帧同步B16～B24；

3)　第一数据保护字段（PDF-1）B25～B85；

4)　第一BCH差错控制编码（BCH-1）B86～B106；

5)　非数据保护字段 B107～B112。

b)　长信息：

1)　比特同步B1～B15；

2)　结构同步B16～B24；

3)　第一数据保护字段（PDF-1）B25～B85；

4)　第一BCH差错控制编码（BCH-1）B86～B106；

5)　第二数据保护字段（PDF-2）B107～B132；

6)　第二BCH差错控制编码（BCH-2）B133～B144。

5.2.2　用户规程代码定义在附录C中给出，S.EPIRB的位置信息（例如，用户位置，标准位置和国家位置）来自导航系统。

5.2.3　S.EPIRB识别码由15位16进制字符组成。该标识由B26～B85的数据（PDF-1）组成。

6　环境和运行要求

6.1　温度 6.1.1　工作温度

工作温度范围定义如下：

a)　第一级：-40℃～55℃；

b)　第二级：-20℃～55℃。

工作温度范围应永久地标记在S.EPIRB上。

6.1.2　温度梯度

温度梯度见图7所示。

图6　温度梯度

6.1.3　热冲击

在保证满足可运行温度范围的前提下，激活S.EPIRB的同时进行30℃的温度冲击，15min之后进行测量，发射频率稳定性平均斜率应满足第4章的要求。

6.2　机械环境

S.EPIRB应进行振动和冲击测试。

6.3　其他环境要求

在船舶通常所经历的各种海况、船舶运动、湿度、盐碱、水密的情况下，设备应能继续工作。

6.4　运行要求

6.4.1　自测模式

6.4.1.1　S.EPIRB都应包含自测模式。自测信息的内容应能永久地提供出S.EPIRB的标识码。

6.4.1.2　在自测模式下的信号应包含一个帧同步字符串011010000，该测试信号将不会被卫星设备接收处理。

6.4.1.3　自测模式应由独立的开关进行激活, 应提供一个独特的指示器，以记录GNSS自测试是否成功。

6.4.2　激活

6.4.2.1　S.EPIRB的设计应能够防止意外的激活。

6.4.2.2　在激活后，S.EPIRB在至少一个重复周期时长内不应发射遇险信息。

7　设备主体结构性能

7.1　结构

7.1.1　设备主体结构由发射机、电源、天线三部件组成，并装于同一壳体内，其结构应能在紧急时便于不熟练的人员操作。

7.1.2　设备壳体由防腐蚀材料制成，其颜色为黄色或橙色，并具有反光性能。

7.1.3　设备应配有能浮起的小系绳，该系绳不应阻碍S.EPIRB浮离船舶。

7.1.4　设备应配有0.75cd的低负载循环灯，天暗时便能发光，用以向附近的幸存者和营救单位指明其位置。

7.1.5　需外接电源或数据联接的设备，联接的任何接头应能防腐蚀，并防止意外的脱接。联接装置不应阻碍S.EPIRB的释放。

7.2　性能

7.2.1　设备应能在10m水深处，保持水密至少5min。

7.2.2　设备从安装位置到浸入水中期间有45℃的温差变化，不利的海洋环境、冷凝和漏水等均不应影响S.EPIRB的性能。

7.2.3　设备应能在静水中直立漂浮，并在各种海况下具有正稳性和足够的浮力。

7.2.4　设备应能从20m 高处垂直投入水中不致损坏，并正浮于水面。

7.2.5　设备应不受海水、油及长时间阳光曝晒的影响。

7.2.6　设备贮存温度为-30℃～+70℃。

7.2.7　设备应能在相对风速达100kn时正常工作。

7.3　功能

7.3.1　设备应能手动启动和手动停止启动，并应有防止产生误动作的措施。

7.3.2　设备应有表明正在发射信号的指示装置。

8　自由浮离释放装置结构要求

8.1　S.EPIRB设备应为自由浮离式，即使在海上可能遇到的最极端的状况下也应工作可靠。自由漂浮后，设备应能自动启动。

8.2　设备无论从任何横倾和纵倾角尚未达到4m水深前应能自动释放和浮离。

8.3　应采用耐腐塑料材料制成，以免引起故障。不应对其部件进行电镀或其它形式的金属镀层处理。

8.4　应标有手动释放时的操作说明。应能在不启动发射的情况下，用人工方法从自由浮离装置上释放S.EPIRB。

附录

附录A（资料性附录）

三重差错控制编码示例

三重差错控制编码为BCH编码。

$g(X)=\mathrm {LCM} (m_{1}(X),m_{3}(X),m_{5}(X)$

其中：

LCM为最小公倍数

$m_{1}(X)=X^{7}+X^{3}+1$

$m_{3}(X)=X^{7}+X^{3}+X^{2}+X+1$

$m_{5}(X)=X^{7}+X^{4}+X^{3}+X^{2}+1$

从而，

${\begin{aligned}g(X)&=m_{1}(X)m_{3}(X)m_{5}(X)\\&=X^{21}+X^{18}+X^{17}+X^{15}+X^{14}+X^{12}+X^{11}+X^{8}+X^{7}+X^{6}+X^{5}+X+1\end{aligned}}$

以21bit为二进制数为：

$g(X)=1001101101100111100011$

附录B（规范性附录）

IMO 建议的遇险性质紧急码

IMO建议的遇险性质紧急码见表B.1。

表B.1

IMO指示位	二进制代码	用途
1	0001	火灾/爆炸
2	0010	进水
3	0011	碰撞
4	0100	搁浅
5	0101	倾斜/倾覆
6	0110	下沉
7	0111	失控和漂流
8	0000	未指明的遇险性质（3）
9	1000	弃船
	1001～1111	留作将来需要的援救用或如需要用作便于搜索的其它信息

附录C（规范性附录）

用户规程代码选项

用户规程代码选项见表C.1。

表C.1

B25：　　格式标志：　　0=短信息，1=长信息
B26：　　规程标志：　　1=用户规程
B27～B 36：　　国家代码号：　　三位数字，列入在ITU RR附录43
B37～B 39：　　用户规程1代码：　　 000=轨道图 001=航空 010=海上 011=连续 110=无线电呼号 111=测试 100=备用 101=备用
B37～B39：010=海上用户	110=无线电呼号用户	011=连续用户	001=航空用户	100=国内用户
B40～B75：以6位数字结尾的海上移动业务识别或无线电呼号（修正博多码）	B40～B63：前四个字符（修正博多码）	B40～42：示位标类型 000=航空示位标 001=飞机操作人员 011=飞机地址 010=海上示位标（自由浮离式） 100=海上示位标（非自由浮离式） 110=个人示位标	B40～B81：飞机登记号（修正博多码）	B40～B85：国内用户（备用）
B76～B 81：特定的示位标（修正博多码） B82～B83：00=备用	B64～B75：最后三个字符（二—十进制编码） B76～B81：特定的示位标（修正博多码） B82～B83：00=备用	B43：船舶类型　证书标志 B44～B73：序列号和其它数据 B74～B83：船舶类型　证书号或国家用户	B82～B83：00=Spare
B84～B85：辅助无线电定位装置类型： 　00=无辅助无线电定位装置 　01=121.5MHz 　10=海上定位装置：9GHz搜救雷达应答器 　11=其它辅助无线电定位装置
B86～B106：差错控制编码：　　25～85为21bit差错控制编码
B107：紧急码用： 　0=国内应用，未规定 　1=紧急码标志				B107～112：国内使用
B108：激活类型： 　0=仅是人工激活类型 　1=自动和人工激活类型
B109～B112：遇险性质： 　海上紧急码（见附录B，缺省值为0000）