S-Band 12 Ft.
X-Band 8 Ft.
BME Radar/ARPA Display 23 Inch TFT
Conning Info Display 23 Inch TFT
BME Radar/ARPA Display 23 Inch TFT
ECDIS Display 23 Inch TFT
VDR
Printer
Optional Interface Other Systems Cabinet
NAVIPILOT 4000
Capsule • Weather Sensor or Station • AIS • GPS/DGPS
Sperry Marine Vision FT Integrated Bridge - Nav Series 300 Application Diagram
二、设备组成的网络化
灵活的配置可以满足消费者的各种需要 成本降低 (连线减少, 更少的组件和更快的设计与安装） 由于减少了故障点，提高了可靠性
网络化的信息连接可以与多种导航设备相连， 使多个设备的扩充与修改变得非常容易。 。 通过综合信息的比较可以检测罗经数据的准确性
传统的连线 vs. NAVINET 网络技术比较
Electronics Unit
Electronics Unit
Electronics Unit
Electronics Unit
Network & Interface
Navigation Planning Station
NAVIGATION SENSORS Gyrocompass • NAVIGAT X MK 1 or • NAVIGAT 2100 Fiber Optic Speed Log • NAVIKNOT 400 Single Axis • or SRD 500 Dual Axis • Echosounder
•
•
•
与GPS相连后可以自动地消除速度误差和其他 动态误差；
由于信息的数字化，可以和各种传向系统相连 和转换，如步进式，同步式和数字式；
•
通过各种传感器的监控和保护技术的提高，可 以使设备故障率大大地降低，从而延长了维修 周期；
C.Plath NAVEIGAT X型陀螺罗经
•高速随动，借助于码盘提供高精度的数字航向数据，不敏感 水平加速度 •自动校正速度误差，基线误差，没有纬度误差 ， •自动电源紧急更换与状态报警，对所有的电源、陀螺仪电流 和随动系统进行监控和报警 • 所有分罗经都有串行接口，可驱动最多12个模拟分罗经， 自动同步分罗经，有7个独立的RS 422 & IEC 61162-1串 行输出；2独立的 1/6° 步进输出， •可向航行打印机输出：船首向，艏向种类，舵角指示，转向 速率， • 高的平均故障时间间隔和低的电源损耗 •电源中断3分钟之内仍可保留指北稳定
综合船桥系统
• 是舰船功能的组合 系统，它用一个显 控台站对导航、驾 驶、机动航行、航 行管理、航线计划、 避让、轮机监控、 自动监测、自动报 警等功能实施控制， 以最少的人力、最 低的燃料消耗，在 经济安全航线上实 现自动化航行。
综合船桥系统的组成
• 目前IBS己发展成集导航、控制、显示、监视、管理和通 信功能于一体的综合航行系统。 • IBS接收来自GPS／DGPS，LORAN C、DECCA等导航 设备的本船位置信息，此外，LOG、GYRO、测深仪、测 风传感器等将提供本船航速、航向信息及水探、风力等环 境信息。 • IBS的综合功能包括两个方面的含义：其一是将上述各种 设备集中安装在操纵台上，便于驾驶员观测；其二，综合 更重要的是指上述各设备的信息交换和整体优化处理，从 而使IBS比上述设备单独使用时能在保障船舶航行安全方 面发挥更大的作用。 • IBS主要包括综合导航、自动操船和雷达避碰三大功能模 块以及其他组成部分。
Integrated Bridge 的组合举例
Machinery Control / Speed
Voyage Management System / ECDIS
Passage Execution / Autopilot
Communications / AIS
Safety / Fire Detection System
Integrated Bridge综合船桥
• 综合船桥系统IBS（Integrated Bridge System，又称综 合航行系统、自动化航行系统）是继综合导航系统INS （Integrated Navigation System）问世之后发展的一种 海上自动航行系统。 • 它采用系统设计的方法，将船上的各种导航、操作控制和 雷达避碰等设备有机地组合和功能综合，利用计算机、现 代控制、信息处理等技术实现船舶航行的自动化。 • 系统的主要特点是具有完善的综合导航、自动操船、自动 避碰、丰富图形界面、通信和航行营理控制自动化等多种 功能。 • 系统的主要使命是实现船舶航行高度自动化，提高航行的 安全性、经济性和有效性。
XXX.X
所有符合总线要求的设 备都可相互连接，并且 可以不考虑任何顺序问 题
三、操作使用的人性化
• 数字化的陀螺罗 经为操作者提供 了人机对话的操 作界面，通过界 面的信息显示和 人机对话，可以 进行快速准确的 操作。
• 安许茨标准22型陀螺罗经启动： • 当分配箱主控面板上电源激活后，罗经电源接通。接通电 源后的前30分钟罗经进入加热阶段，这期间罗经的航向是 无效的，数码显示器用“h--.-”表明加热阶段罗经液体温度。 然后进入到稳定阶段（罗经接通电源后3小时），这时的航 向可用显示，但与准确值相比有误差应引起注意。故在主 罗经航向后出现一持续发光的绿色亮点。罗经接通电源大 约3小时后，罗经航向可以使用，精度小于2。罗经接通电 源5小时后，罗经精度小于0.11/cos。
– 电器控制的数字化
– 设备组成的网络化
– 使用操作的人性化 – 结构的小型化
一、电器控制的数字化
• 原理的不变性
– 陀螺仪+控制力矩+阻尼力矩
• 电路的复杂化
– 各种传感器的增加 – 输出方式的多样性
• 控制的数字化
– 计算机数字控制技术的发展及更多的性能要求
+
安许茨22型陀螺罗经
• 采用了单片机控制技术后，大大的提高了设备 的性能。如：指向精度可达到0.1°并适用于 70kt以内的高速船； 增加了快速稳定功能使稳定时间缩短为1小时以 内；
连线价格
减少 20-25%
传统的点对点连线
现代 NAVINET网络
安许茨Standard 22 CAN-Bus
每个设备提供了4个专 用插口可连接其它设备
插口
CAN网络总线是备用 式连接。如果1号总线 有故障，其所有的功 能将自动转换到2号总 线
260. 5
260.5 #2 #1
如果设备有故障或拔 掉插头，网络不会中 断，仍会继续工作系 统不受任何影响
现代航海仪器
航海仪器教研室
现代航海技术的标志——综合船桥Bridge综合船桥
IEC 60992 标准
综合船桥系统 (IBS) 是为了达到两个或更多个航行工作单元 的传感器信息或控制指令能集中使用的目的，而将各航行工作 单元相互结合的组合系统。 它由下述单元任意组合： 航行执行单元; 通讯单元; 机电控制单元; 装卸载货物控制单元; 航行安全与保密单元. 以及对上述信息或指令进行管理单元
第一章 指向设备的发展
• 现代航海指向设备仍然以陀螺罗经和磁罗 经为主，但是罗经的性能和功能都有很大 的改进；随着科学技术的发展，一些新型 的指向仪器也不断地发展起来，如光纤罗 经，GPS罗经和数字罗盘等指向设备都已 实际装船使用。
陀螺罗经
• 陀螺罗经在指北原理方面基本保持原样。 但在罗经电路控制上变化较大。特别是 计算机技术的运用，大大地提高了陀螺 罗经的性能和精度。 • 其改变体现如下：
人机对话的 操作界面
四、结构的小型化
• 航用设备的构 件体积不断地 减小，结构不 断地简化，电 路不断地集成 化，使得设备 的整体尺寸大 大地缩小。