Судовая аппаратура среднеорбитальной спутниковой радионавигационной системы GPS: Учебное пособие, страница 4

Сенсорные приемоиндикаторы конструктивно выполняются в виде печатной платы небольшого размера с возможностью встраивания в аппаратуру различного назначения. Эти приемоиндикаторы выполняют роль датчиков радионавигационных или навигационных параметров. Некоторые сенсорные приемоиндикаторы встраиваются в ПЭВМ, которая с помощью специальной программы решает задачу вторичной обработки информации. При подключении источника питания и дисплея сенсорные приемоиндикаторы преобразуются в приемоиндикатор, функции которого идентичны с приемоиндикатором, предназначенным для стационарной установки.

1.3. Особенности размещения судовых приемоиндикаторов

и сопряжения с другими навигационными средствами

Для уверенного приема сигналов навигационных спутников и обеспечения электромагнитной совместимости с другим радиоэлектронным оборудованием антенну приемника GPS устанавливают на высшей точке судна, где гарантируется минимальное время прерывания связи со спутником и обеспечивается максимальный обзор над горизонтом.

Вариант взаимного размещения судовых антенн и антенного поста приемника спутниковой навигационной системы показан на рис.1.

Дисплей приемоиндикатора располагается в любом удобном для оператора месте, но на расстоянии от магнитного компаса не менее указанного в документации.

Для сопряжения приемоиндикаторов GPS с другими навигационными приборами (плоттерами, РЛС, эхолотами и т.д.), средствами управления движением судна и автоматизированной радиосвязи в состав оборудования вводятся интерфейсы, формирующие сигналы обмена.

В первых разработках судового навигационного оборудования ведущие фирмы-изготовители разрабатывали свои форматы представления информации: Фуруно (Япония) — формат CIF, JRC (Japan Radio Co.,LTD) — формат JRC, Koden (Япония) — формат Koden, Shipmate (Дания) — формат Shipmate.

Рис. 1.

В настоящее время используется единый формат — NMEA (National Marine Electronic Association — Национальная морская электронная ассоциация), который представляет собой последовательность цифровых данных по параметрам движения судна.

Передача данных NMEA 0183 осуществляется 8‑ми битовыми ASCII кодами со скоростью 4800 Бод, с выходным уровнем напряжения 0—5В и периодичностью 2 секунды.

Различия в кодах определяется составом форматов NMEA:

Версия формата	Вид сообщения	Основное применение
0183А	BWC, APA, GLL, VTG	Выносные  дисплеи, устаревший формат для авторулевых.
0183В	RMC, RMB	Навигационные данные для электронных карт, рекомендованные NMEA.
0183С	APB, GGA, BWC, VTG, GLL	Новый формат для авторулевых, данные о спутниках.

В сообщениях формата NMEA передается следующая информация:

— АРА: ошибка авторулевого (XTE - Cross Track Error), заданный курс, статус GPS, статус маршрута, название точки назначения, пеленг на нее (старый формат);

— APB: дополнительно к составу данных APA приводится курс для выхода в точку назначения, пеленг в точку назначения из текущих координат (магнитный или истинный);

— BWC: расстояние и пеленг на путевую точку; 

— GGA: координаты GPS, время, качество определения координат, количество задействованных спутников, HDOP (горизонтальная потеря точности), исходная дифференциальная информация, срок поступления данных;

— GLL: рассчитанные по GPS широта и долгота, время определения координат;

— RMB: статус данных, XTE, направление управления, начальная точка, точка назначения, пеленг и скорость выхода в точку назначения;

— RMC: время, широта, долгота, скорость и курс относительно грунта, дата;

—  VTG: магнитный и истинный курс, скорость относительно грунта (в узлах и км/ч).

На дисплее приемоиндикатора сообщение GLL в формате NMEA 0183  будет выглядеть следующим образом:

                         1                 2           3                       4            5          6      7

$GPGLL,DDMM.mm,H,DDDMM.mm,H,hhmmss,A*BB<CR>,

например:

$GPGLL,   4728.31,    N,     12254.25,   W, 091342,A* 21<CR>

$               –   символ начала сообщения;

GP           –    источник навигационной информации (в данном случае, система GPS);

GLL         –   вид сообщения;

4728.31,N –   47 градусов, 28,31 минут северной широты;

12254.25,W – 122 градуса, 54,25 минут западной долготы;

091342         – 09 часов, 13 минут, 42 секунды (время определения, UTC);

А*               – данные действительны (определены с заданной          точностью);

21                – контрольная сумма;

<CR><LF> – конец сообщения.

 

Аналогично отображаются на дисплее и другие сообщения:

APA

                                 1    2      3         4    5   6    7      8        9      10

$GPAPA,A,A,X.XX,L,N,A,A,XXX,M,CCC<CR><LF>

1 —пропадание сигнала и отношение сигнал/шум (А‑ действительно, V‑ недействительно);

2 —блокировка цикла (А ‑ действительно, V ‑ недействительно);

3…5 —XTE, направление управления (L‑ влево, R‑ вправо) в морских милях;

6…7 —вход в зону допустимого отклонения от установленного курса, сигнализация выхода на рекомендованный курс в точку назначения;

8…9 —магнитный пеленг от текущей точки на точку назначения;

10 —идентификатор точки назначения.

BWC

                  _{1              2    3                 4      5        6    7        8    9       10     11   12} 

$GPBWC,XXXXXX,XXXX.XX.N,XXXXX.XX,W,XXX.,T,XXX.,M,XXX.X,N,CCCC<CR>

1 —время определения пеленга;

2‑3 —широта точки назначения N или S;

4‑5 —долгота точки назначения E или W;

6‑7 —истинный пеленг;

8‑9 —магнитный пеленг;

10-11 —расстояние в морских милях;

12 —идентификатор точки назначения.

GGA

                             _{1            2   3        4    5 6  7    8      9   10   11  12  13       14}