Dispense del corso di IMPIANTI DI BORDO 2 CAPITOLO

Dispense del corso di
IMPIANTI DI BORDO 2
Prof. Giovanni Carrera
CAPITOLO 11
IL SISTEMA GMDSS
Il sistema GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System) è un sistema di comunicazioni e
procedure di soccorso e sicurezza
sviluppato nell’ambito dell’Organizzazione Marittima
Internazionale (IMO) secondo gli emendamenti fatti a partire dal 1988 dalla Convenzione
Internazionale della Sicurezza della Vita in Mare SOLAS (Safety of Life at Sea).
Fig.11.1 - Aree GMDSS in Europa ed in Africa.
Fu stabilito nel 1988 di sostituire i vecchi sistemi in telegrafia Morse con apparati radio che, facendo uso delle
più moderne tecnologie di comunicazione, garantissero per le radiocomunicazioni riguardanti il soccorso e la
sicurezza in mare una copertura su scala mondiale. Nel capitolo IV (parte C) di questa Convenzione, sono
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definiti i requisiti richiesti agli apparati di comunicazione a bordo di tutte le navi soggette al SOLAS e alle navi
mercantili con stazza lorda superiore alle 300 tonnellate. Il sistema GMDSS utilizza sistemi di comunicazione
terrestri e satellitari per assicurare la massima disponibilità e rapidità delle comunicazioni di emergenza. Lo
scopo principale di questo sistema è quello di garantire la possibilità di comunicare con le stazioni costiere in
ogni parte del mondo, in ogni momento ed in qualsiasi condizione meteo-marina nel caso di avaria o per
scambiare informazioni utili alla sicurezza della vita in mare. Un contributo notevole è stato dato dai sistemi
digitali che permettono la codificazione dei messaggi e dai satelliti che permettono di rilevare la posizione di
speciali boe di segnalazione radio (EPIRB). Sebbene il GMDSS sia stato studiato principalmente per le navi
soggette alla Convenzione SOLAS, esso ha modificato i sistemi di radio comunicazione di tutte le altre
imbarcazioni, come quelle per il diporto ed i pescherecci.
Nel capitolo IV (parte B) della Convenzione SOLAS vengono descritti i requisiti di sicurezza per le nazioni e per
tutte le navi (ad eccezione di quelle militari). Si stanno considerando ora le modifiche da apportare a tale
capitolo, compreso i requisiti dei sistemi GPS imbarcati, le carte elettroniche, i radar risponditori (transponders)
di bordo, quelli degli apparati di radiocomunicazione per la sicurezza, etc.
Gli Stati Uniti sono rappresentati presso l’IMO dalla Coast Guard.
Il GMDSS è stato avviato nel febbraio del 1992 ed ha avuto la piena operatività dal primo febbraio 1999.
Mentre i cantieri navali e gli armatori stanno velocemente adeguandosi al GMDSS, più a rilento vanno le
Amministrazioni Governative delle stazioni terrestri delle varie nazioni (per l’Italia: le Poste e
Telecomunicazioni).
Il sistema GMDSS definisce quattro tipi di zone di mare (sea area) in base alla disponibilità di determinati tipi
di radio collegamenti:
•
Area A1: è la zona coperta da almeno una stazione costiera in VHF provvista del sistema DSC.
Normalmente tale zona si estende fino a 20÷30 miglia dalla costa.
• Area A2: escludendo la A1, è la zona coperta da almeno una stazione costiera in onda media (MF)
provvista del sistema DSC. La sua estensione tipica è intorno alle 100÷150 miglia.
• Area A3: escludendo le A1 ed A2, è la zona coperta dai satelliti Inmarsat provvisti di un apposito canale
di emergenza.
• Area A4: è la restante area, non inclusa nelle precedenti A1,A2,A3 (zone polari oltre i 70°).
Nella fig.11.1 si vede un carta dell’Europa e dell’Africa con tracciate le rispettive aree GMDSS.
Dotazioni di apparati GMDSS obbligatorie.
APPARATO
AREA
N.2 VHF DSC
A1,A2,A3,A4
N.3 VHF portatili (2 per navi < 500 t.s.l)
A1,A2,A3,A4
NAVTEX
A1,A2,A3,A4
EPIRB
A1,A2,A3,A4
N.2 SART (1 per navi < 500 t.s.l)
A1,A2,A3,A4
Ricevitore di guardia f=2182kHz (fino al 1999)
A1,A2,A3,A4
Generatore di allarme f=2182kHz (fino al 1999)
A2,A3,A4
Radiogoniometro f=2182kHz (fino al 1999)
A2,A3,A4
MF DSC / voce
A2
Oltre alle dotazioni obbligatorie, illustrate dalla tabella precedente, la neve in navigazione nelle aree A3 deve
essere equipaggiata dei seguenti apparati:
• N.2 Inmarsat A (almeno uno con EGC) + DSC/voce in banda MF, oppure
• N.2 Inmarsat C+ DSC/voce in banda MF, oppure
• N.1 Inmarsat A + N.1 Inmarsat C+ DSC/voce in banda MF, oppure
• N.1 Inmarsat A con EGC + DSC/voce/telex in banda MF-HF, oppure
• N.1 Inmarsat C + DSC/telex in banda MF-HF, oppure
• N.2 DSC/voce/telex in banda MF-HF.
Mentre le navi che operano nelle aree A4 devono essere provviste di
N2 DSC/voce/telex in banda MF-HF.
Frequenze usate dagli apparati radio (modo DSC):
• VHF DSC:
156.525MHz (canale 70).
• MF DSC:
2187.5kHz.
• HF DSC:
8414.5kHz.
Questi apparati devono potere lavorare anche nel normale modo radiotelefonico in altre frequenze di chiamata,
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che per brevità non vengono descritte.
Nel capitolo IV (parte C, paragrafo 13) si leggono anche gli emendamenti riguardanti le sorgenti di
alimentazione degli apparati radio ed il tempo minimo in cui devono fornire energia per tutte le apparecchiature
radio.
Di seguito si descriveranno gli apparati previsti nella Convenzione SOLAS.
Il sistema DSC (Digital Selective Calling)
Gli apparati radio dotati di questo sistema permettono di trasmettere e ricevere in modo automatico messaggi a
tutte le stazioni provviste di sistemi analoghi. Tutte le navi soggette alle normative SOLAS devono essere
provviste di apparati DGS in banda VHF, MF e HF (a seconda dell’area in cui operano). Con questo sistema non
occorre più il presidio della sala radio: viene quindi a mancare la figura professionale dell’ufficiale marconista a
bordo delle navi, in quanto il sistema può essere utilizzato anche da un ufficiale di coperta che abbia fatto un
apposito corso di istruzione sui sistemi GMDSS. La telegrafia tradizionale sarà sostituita dalle comunicazioni
digitali, che hanno il grande vantaggio di non richiedere operatori alla ricezione continua delle comunicazioni
nelle stazioni costiere e di evitare personale specifico a bordo (marconista).
Il sistema DGS permette anche di effettuare le normali comunicazioni, agevolando le operazioni di collegamento
iniziali e rendendo il sistema di facile impiego, quasi come un telefono.
Inmarsat C SafetyNET
Il sistema satellitare Inmarsat C ha la inerente capacità, nota come
EGC (Enhanced Group Call), che permette di trasmettere messaggi a
gruppi selezionati di stazioni navali in qualsiasi parte del mondo
coperta dal satellite.
Sono disponibili due tipi di servizio:
• SafetyNET
• FleetNET
Il secondo è un servizio commerciale di comunicazione offerto da
Fig.11.2 - Inmarsat C
Inmarsat e non riconosciuto dal GMDSS. Il servizio SafetyNET
insieme al NAVTEX sono invece riconosciuti da GMDSS come
servizi primari per diffondere informazioni riguardanti la sicurezza, per cui le navi regolamentate dal SOLAS e
che navigano in aree non coperte dal NAVTEX devono montare a bordo almeno ricevitore Inmarsat C
SafetyNET. Tutte le stazioni Inmarsat C (ed alcune A) sono in grado di ricevere messaggi EGC su un canale
assegnato a tale servizio .
I servizi Inmarsat C SafetyNET includono:
• Messaggi urgenti ed avvisi ai naviganti per determinate aree (rettangolari o circolari).
• Avvisi delle stazioni costiere (al posto del NAVTEX).
• Messaggi di allarme inviate dalle stazioni costiere ad aree circolari.
• Coordinamento per la ricerca ed il salvataggio per determinate aree (rettangolari o circolari).
• Avvisi meteorologici e di navigazione e previsioni meteo.
Le stazioni Inmarsat C collegate ad un sistema GPS sono in grado di ricevere solo i messaggi che si riferiscono
all’area attualmente attraversata dalla nave. In mancanza di tale intefacciamento, saranno ricevuti
indistintamente tutti i messaggi.
Nel caso la stazione Inmarsat C stia trasmettendo un messaggio, essa è in grado di ricevere i messaggi EGC non
appena entra in ricezione, in quanto questi messaggi vengono ritrasmessi ogni 6 minuti. La stazione è in grado di
operare automaticamente, anche se vanno compiute determinate operazioni di inizializzazione all’inizio del
viaggio, come la scelta del canale di trasmissione, la selezione del codice di identificazione NAVAREA.
Il sistema NAVTEX
Il servizio internazionale NAVTEX consiste in una rete coordinata di
stazioni costiere e di ricevitori di bordo muniti di stampante. Per
trasmettere i messaggi (in lingua inglese) viene usata la frequenza di
518kHz in banda stretta (canale telegrafico) ed i trasmettitori sono
dimensionati per avere una portata di circa 400 miglia. Le principali
caratteristiche sono:
• Il sistema usa una singola frequenza su tutte le stazioni
all’interno di una NAVAREA con le tecniche
dell’isofrequenza in modo da non avere mutue-interferenze.
Tutte le informazioni sono contenute in ciascuna trasmissione.
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Fig.11.3 - sistema NAVTEX
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•
•
Il ricevitore NAVTEX di bordo deve avere la capacità di selezionare i messaggi da stampare in base al
codice tecnico {B(1)B(2)B(3)B(4)} contenuto nel preambolo di ogni messaggio e viene evitata la
ristampa di vecchi messaggi. Non è possibile inibire i messaggi di vitale importanza come gli avvisi ai
naviganti, informazioni per la ricerca ed il salvataggio.
I coordinatori NAVTEX controllano i messaggi inviati da ciascuna stazione e la necessaria copertura
geografica.
I codici identificativi del messaggio:
• B(1): è una lettera unica per ogni trasmettitore e serve per identificare la stazione costiera. La rete
NVTEX è studiata in modo da evitare la possibilità di ricevere due stazioni che abbiano lo stesso
codice.
• B(2): è un carattere che identifica il soggetto del messaggio:
• A = Avvisi ai naviganti; B = Avvisi meteorologici; C = Rapporti sui ghiacci; D = Informazioni per la
ricerca ed il salvataggio e per gli attacchi di pirateria; E = Previsioni meteorologiche; F = Messaggi di
servizio piloti;
• G = Messaggi DECCA; H = Messaggi LORAN; I = Messaggi OMEGA; J = Messaggi SATNAV; L =
Avvisi ai naviganti (addizionali a quelli A, non possono essere evitati dal ricevitore); V ,W,X,Y=
Servizi speciali;
• Z = Nessun messaggio.
Risponditori radar tipo SART (Search And
Rescue Radar Transponder).
Fig.11.4 – Risponditori radar SART.
Il risponditore radar SART è un piccolo
ricetrasmettitore in banda X (λ=3 cm) in grado
di agire come un radarfaro attivo e quindi di
rendere più facilmente individuabile sui radar
delle unità di soccorso la propria posizione.
Attivato manualmente, risponde ai radar nautici
operanti con l’emissione di una serie di impulsi
che formano sull’indicatore una linea
tratteggiata lunga 8 miglia in modo da indicare
il rilevamento del natante su cui è fissato il
SART. La portata dipende, come si è già visto,
dalla radice quadrata delle altezze delle due
antenne, valori tipici sono intorno alle 10 miglia
per un radar a bordo di una nave e di circa 30
miglia per un radar su aeromobile. Quando il
SART è investito da un fascio radar avverte con
un segnale acustico e con una luce lampeggiante
la vicinanza dei soccorsi.
Sistema EPIRB (Emergency Position Indicating Radiobeacon)
Questo sistema fa uso di piccoli trasmettitori
(radio beacons) montati sui mezzi di
salvataggio, sui giubbotti oppure sono delle
piccole boe che si sganciano in caso di
naufragio e si attivano automaticamente.
Questi dispositivi trasmettono un segnale
radio necessario per
determinarne la
posizione in modo da facilitarne rapidamente
la ricerca, la portante è modulata con il codice
identificativo del natante. Essi differiscono
per tipo di sistema radio e per gli automatismi
incorporati, quelli che rientrano nella
Convenzione SOLAS sono:
Categoria I: utilizzano le bande 406/121.5
MHz, sono dispositivi ad attivazione
automatica. Quelle a 406 MHz sono rilevabili
Fig.11.5 – Boe EPIRB.
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dai satelliti con orbite polari COSPAS-SARSAT, che permettono di localizzare il punto del naufragio con
un’accuratezza di 2÷4 km. Altri satelliti geostazionari, come i GOES, sono in grado di diffondere il messaggio di
allarme ma non possono rilevare la posizione della boa.
Categoria II: simili a quelli della categoria I, ma sono attivati manualmente.
Inmarsat E: sono boe ad attivazione automatica ed utilizzano la frequenza di 1646 Mhz, sono rilevabili dai
satelliti Inmarsat, a copertura fino a latitudini di 70°. La posizione viene misurata da un ricevitore GPS
incorporato nell’EPIRB e trasmessa insieme al codice di identificazione del natante.
I satelliti COSPAS-SARSAT rilevano la
posizione dell’EPIRB mediante effetto
Doppler : conoscendo la posizione del
satellite e rilevando gli spostamenti doppler
sulla portante trasmessa dalla boa, si ricava
sua posizione. Il principio di funzionamento
è del tutto analogo a quello del Transit , in
questo caso è il satellite che riceve e la boa
che trasmette. La stazione terrestre LUT
(Local User Terminal) riceve i dati dal
satellite, determina la posizione della boa
ed informa il centro MCC (Mission Control
Center) che si fa carico di comunicare
l’evento al competente Centro di
Coordinamento SAR (chiamato RCC:
Rescue Coordination Center). Questo
centro, prima di avviare le ricerche tenta il
contatto con la nave e con l’armatore.
Fig.11.6 – Il sistema Cospas-Sarsat.
Questo perché la possibilità di falsi allarmi
è ancora elevata. Se il satellite non vede almeno una stazione LUT, memorizza i dati che verranno ritrasmessi
non appena è in grado di essere nel campo di visibilità di una di queste stazioni, questo può causare dei ritardi
nel rilevamento della richiesta del soccorso fino a 20 minuti nelle zone polari e 3 ore in quelle equatoriali.
L’emissione sui 121.5 MHz è un segnale bitonale analogico, e serve solo per la radio localizzazione da parte di
aeromobili; i satelliti non sono in grado di memorizzare questo segnale e si limitano a ritrasmetterlo a terra, alla
LUT più vicina.
Sul canale a 406 MHz la portante è modulata in digitale e contiene il codice relativo al mezzo ed alla sua
nazionalità ed eventuali altri messaggi, come la posizione, se la radioboa è collegata ad un GPS.
I sistemi con la portante a 406 MHz sono a copertura globale , mentre quelli che utilizzano l’Inmarsat E (banda
L) non coprono le estreme zone polari (Φ >70÷72°N/S).
Bibliografia
1. SOLAS - Consolidated Edition - IMO - London1992..
2. JOINT IMO/IHO/WMO ,"Manual on Maritime Safety Information (MSI)", march 1996.
3. FURUNO Electric Co. "GMDSS guide"
4. Rapporti informativi su web internet NAVCEN della U.S. Coast Guard - sept 1996.
5. Rapporti informativi Compagnia Generale TELEMAR - Roma.
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