集成船舶电子设备和仪器系统

我第一次出海时,船上的电子设备和仪器都很基础。导航就像是一门黑魔法,需要六分仪、无线电测向 (RDF) 设备、定位线和三角帽。

如今,我的 RDF 设备可能在某个博物馆里,六分仪也已经好几年没从盒子里拿出来了。不过它仍然在船上,还有沃克拖曳式测井仪——以防万一。

驾驶舱仪器是独立的单元;航海日志测量速度和行驶距离,测深仪告诉你船底下有多深,桅杆顶风向仪显示风从何处吹来——这些,再加上磁罗盘,就帆船上的仪器而言,差不多就是这样了。

事情发生了怎样的变化……

集成船舶电子设备

如果你愿意,没有理由不坚持使用“独立”的仪器系统,但是我们中的许多人都追求集成船用电子设备的额外好处,其中船舶仪器制造商的魔法使每个仪器能够与其他仪器“交谈”。

集成仪器系统的缺点是,如果一个单元出现故障,可能会影响另一个单元的性能。

典型帆船集成电子系统
离岸航行帆船集成电子仪器系统。

上图显示的是典型的海上巡航基本综合电子仪器系统,其主要部件包括:

  • 深度仪,从贯穿船体的传感器接收输入;
  • 速度仪,从贯穿船体的明轮测速装置接收输入;
  • 风速仪,从桅顶风速计接收输入;
  • GPS 装置,或海图机;
  • 航向传感器,本质上是一个陀螺仪控制的磁通门罗盘,可能有或没有显示单元; 
  • 自动驾驶仪。

磁罗盘仍然是一个独立的驾驶舱仪表,在集成系统中,航向传感器提供的数据使其变得多余。


集成电子系统的特点

虽然集成系统中的每个仪器都可以单独运行,但只有当帆船上的仪器协同工作时,才能正确获得额外的功能。例如:

  • 风向仪可以与速度仪“对话”,并显示“迎风速度已到位”;
  • 可以显示真实(而非视风)风速和船头角度;
  • 利用航向传感器的进一步数据,可以计算出相反航向的航向; 
  • 自动驾驶仪可以设置为遵循 GPS 或海图仪激活的路线,自动考虑潮汐变化和漂移,并在航路点改变航向。

通过将雷达装置连接到集成系统中,由于其与航向传感器单元和 GPS 有接口,因此 MARPA(微型自动雷达绘图辅助)防撞功能可在雷达显示屏上使用。

所有来自各个帆船仪器的数据都可以显示在中继器仪器或海图机上。


警惕系统漏洞

需要注意的是…

速度仪上的圆木叶轮似乎对小型海洋甲壳类动物有着特殊的吸引力。它们喜欢在那里安家,并立即开始减慢圆木叶轮的速度。

要驱逐这些小家伙,只有拆除贯穿船体的装置才能完成,这通常是一个令人担忧的过程,当你摸索着寻找空白处时,会喷出一股强大的海水。

人们倾向于将它们留在原地,忽略速度仪的对水速度读数,而是依靠 GPS 的对地速度。

但是现在,海图机会将速度仪读数和 GPS 之间的差异解释为不利的洋流,并相应地在船的位置显示出来。同样,“真实”风速和风向也是如此,显示的迎风 VMG 也令人失望。



将支持 AIS 的 VHF 无线电纳入集成电子仪表系统

多年来,所有海事甚高频无线电和高端单边带 (SSB) 无线电都内置有数字选择呼叫 (DSC)功能,但最新的创新是也采用了自动识别系统 (AIS) 技术。

通过将启用 AIS 的 VHF(如此处显示的单元)连接到海图机,可以在屏幕上显示完整的 AIS 数据。

DSC 只是全球海上遇险和安全系统 (GMDSS)的子系统之一,其他子系统包括卫星通信、海上安全信息 (MSI) 系统、电子位置指示无线电信标 (EPIRB)系统和搜索和救援应答器 (SART) 系统。


笔记本电脑、平板电脑或智能手机

只要可以接收手机信号或 WiFi,你就可以下载合适的导航软件,将你的设备当作备用海图机。

无线上网

无论是停泊还是抛锚,你都可以连接到岸边的 Wi-Fi 网络。

有时你可以找到免费的,但更多的时候你必须付费。如果你看到一群游艇停泊在靠近海岸的海滩酒吧附近,你可能可以放心地认为那里有免费的 wifi——或便宜的啤酒。

通常,以这种方式获得的 wifi 信号可能会有点令人失望,但通过安装信号增强器可以大大改善信号……

Wifi 信号增强器

当你被绑在旁边并且知道 wifi 发射器在哪里时,单向类型就足够了。

只需将该设备插入笔记本电脑的 USB 端口,对准发射器,就可以开始工作了。

抛锚时,游艇会随着风和潮汐而摆动,你会发现单向型并不可靠。

在这种情况下,外部安装的全向型增强器效果更佳。

它们采用有源天线的形式,安装(永久固定或吊在升降索上)在尽可能高的甲板上方。

连接后,你应该能够通过电子邮件发送所有无法通过 SSB 发送的邮件——并且现在可以上网了。

转换还是不转换?

如果你的笔记本电脑通过逆变器供电,它应该是纯正弦波类型,否则电脑的性能可能会受到影响。

由于大多数笔记本电脑的工作电压都在 19v左右,因此将 12v 直流电转换为 220v(或 110v)交流电,然后再通过电脑的交流适配器转换为 19v 直流电,似乎有些奇怪。你可以通过使用一个合适的 12v 电源适配器来解决所有这些问题,该适配器的一端插入 12v 插座,另一端插入笔记本电脑的电源插座。

额外的好处是,你不再需要昂贵的纯正弦波逆变器——一个便宜的多的改进型正弦波非常适合为电动工具充电和运行缝纫机。


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