2010年第2期青岛远洋船员学院学报V O L．31N O．2文章编号：1671—7996(2010)02—0023—03
航海G PS信号丢失原因分析与解决
刘明月周春华史开
(中国卫星海上测控部，江苏江阴214431)
提要：本文针对某船在长江航行期间两台航海G P S突发故障后，航海人员深入分析故障原因，以及两台航海G PS同时无信号故障对综合导航系统的影响，最后成功排除故障，总结了分析排除航海G PS故障的方法与思路。
中图分类号i U675文献标识码：A
1引言
G PS是导航星／全球定位系统(N avst ar G l obal P osi t i on Sys t em)的简称。N a vst ar是N avi gat i ng Sat-ell i te T i m i ng and R a ngi ng的缩写，它的含义是利用导航卫星测时和测距，以构成全球定位系统，
它是一种采用双频定位体制的卫星系统。其基本原理是测量发射信号到达测者的时间，得到观测者的位置，并且获得速度和时间信号。现在，已经成为国际上公认的最为方便的定位系统，将这一全球定位系统简称为G Ps。
由于G PS具有高自动化、高精度、全天候不间断定时定位与导航的显著特点，被广泛应用于航空、航海和陆路交通等领域。
在航海应用上，G PS是船舶的主要定位导航仪器，雷达、电子海图、A I S等其他导航设备均需G P S信号的有效输入方能正常工作。本文针对某船在长江航行期间两台G P S定位信号同时丢失故障，结合此次分析解决故障的一些具体实践，来探讨G PS信号丢失故障的分析与解决方法。
2故障概况
某船在长江航行的过程中，电子海图突然出现报警，无有效船位显示(船位信息变为红字体，G PS信号正常时为绿字体)，内容为失去船位信息。随即使用G PS信号的其他用户V D R、雷达、A I S等导航仪器也发出无G P S位置信号报警，
收稿日期：2010一04—20
第一作者简介：刘明月(1979一)，男。工程师内容为“G PS信号丢失”报警。航海值班人员立即检查海图
室两台G Ps主机，两台G PS主机均显示“N O FI X”报警。查看G PS主机接收的定位信号强度，发现两台G PS主机跟星能力弱，接收的卫星信号噪声比(SN R)低于20(标准为30以上)，精度几何因子(D O P)均在2．0以上(标准为1．6以下)，不能满足定位要求。检查两台天线G PS接人端接口，均无松动或损坏断裂，经过分析，初步认为G PS信号输出端无信号输出，发生故障。
由于故障突发，船舶又是在长江狭水道航行，情况紧急，航海人员随即取出备用G PS天线单元以及连接线缆，为G P S加装应急天线，连接完成后报警消失，G PS设备接收的卫星信号噪声比和精度几何因子符合规定的标准，输出信号正常，临时满足了其他导航设备的位置信息要求，保证了船舶长江航行的安全。
3故障分析判断
此次故障出现比较突然，在长江狭水道关键航段航行中，而且是两台G P S同时出现接收信噪比低，没有信号输出，无法定位的故障。
为准确掌握G Ps出现故障的部位以及故障发生原因。为下一步排除故障提供依据。故障出现后不久，航海人员对G PS进行了基础性的检查。对整个G P S系统的连接开关、固定螺栓、电源线松紧的连接以及连接线磨损等情况进行了彻底地检
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查，排除了因接线连接松动或焊接点等引起的基本性故障。随后航海人员就其他可能造成故障的原因展开了分析讨论，分析结果如下：
3．1接收机故障
目前配备的两台G P S接收机均为新设备，其中I#G PS型号为G P90，2#G PS型号为G Pl50，因使用备用天线单元时可正常工作，排除接收机故障的可能性。
3．2天线单元故障
主桅顶端的两个天线单元都是一年前更换的新天线单元，使用时间不长，平时航行过程中未出现过信号弱导致无法定位的情况，但由于其位置处于船舶主桅顶端，海上航行时晃动幅度最大，长期受海水，湿潮空气的侵蚀，距离导航雷达天线较近，对G P S信号干扰和衰减影响较大，故存在故障的可能性较大。
3．3G PS天线连接头的故障
每根连接线缆的两头都有连接头，上端接的是天线单元，下端接的是接收机，尽管上端天线连接头进行
了密封处理，但是长期暴露在高温、高盐分的海洋环境中，受腐蚀程度较大，可能出现因接触不良影响G PS信号的传输；下端在海图室连接G PS主机，发生故障可能性相对较小。
3．4连接线的故障
连接线贯穿于主桅中间的线缆孔中，可能因震动受到磨损，导致线路部分断裂而使信号大幅衰减，由于检查相对较为复杂，故放在最后一项检测。
分析结束之后，我们可以推断出G P S发生故障的可能性就在G PS天线单元、连接头子和连接线缆上，分析检查阶段为下一步故障确定和解决提供了重要的依据，也为以后解决类似的故障提供了一定的经验。
4故障的确定与解决
4．1解决故障
G PS天线位于船舶主桅最高处，周围支撑物较少，维修环境复杂。为检测天线以及天线接口处的转接头，我们作了充分的准备。
开机时主机响(1)将大桅顶端处的两台G PS天线单元拆卸’下来后用备用连接线连接至主机，检测发现l嚣天线单元信号无信号输出而2#天线单元信噪比依然很低，基本满足定位要求。
将备用天线单元与大桅顶端处1#G PS的天线
24单元对换后，分别连至l#G PS主机，重启后发现，选用备用天线单元时G PS信号输出正常，声响报警消失。而选用I#G PS的原天线单元时无G PS信号输出。旋开天线头护盖发现接收线路板已经锈蚀，据此推断I#G P S主机至大桅顶端之间的导线没有问题，故障定位在l#G PS原天线单元上。制作更换I#G P S天线单元，对以前差分G PS天线单元进行部件除锈、密封，并进行信号测定和数据分析，信号数据正常，通过与I#G PS天线线缆连接，开机后1#G PS信号恢复正常，至此故障排除。
(2)同理，用上述方法检查2#G PS的原天线单元。推断故障出在2#G PS原天线单元以及2#G P S 天线单元与主机之间的连接线缆上。
(3)目视检查连接2#G P S天线单元与主机的导线。发现2#G PS主机端的导线接头良好，无锈蚀现象，但连接2#G PS天线头端的接头锈蚀严重，水密胶布已经开裂，推断该端接头损坏。
(4)焊接制作2#G P S天线头接头，更换2#G P S 导线顶端天线接头。首先用电烙铁熔断并取下原天线接头，然后根据线路图重新对新接头进行线路焊接，通过用数字万用表进行测量绝缘，线路良好，连接到备用G PS天线单元上，重新开机后2j；} G P S信号仍时强时弱。检查发现，该连接线缆内含多股细铜丝，此类导线存在内阻大的缺点，而且制作连接头较困难。经分析后决定突破常规思维，直接将两公母连接头剪掉后连接在一起并焊接密封，最后连接至主机上，G PS定位信号较强，故障解除。
圉1航海G PS示意图
4．2制定应急预案
为了防止类似情况的再次发生，针对使用较短的备用连接线，G PS能够及时获得较强的信号用来定位，保障船舶航行，航海人员多方研究决定，在甲板不用开孔，不用拆卸大量墙壁板的情况
下，利用甲板以及废弃的一个电缆孔，加穿一根连
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接线，安装一个天线单元于甲板栏杆上，可以满足天线安装规范的要求，实现应急情况下的备份。
5几点思考
本次故障突破以往思维定式的不足，从新角度思考问题，解决了自制天线接头信号衰减大的问题。
1)目前G PS天线线缆都是三年以上的老线缆，使用时间比较长，特别是主桅线缆部分，直接暴露在高湿高盐的环境中，随时有再次损坏的可能性，存在安全隐患。
2)S波段和x波段导航雷达天线均在G PS天线前端，对天线可能造成一定的辐射干扰，影响信号的接收和传输。
3)部分连接线处于主桅导孔中，检查拆卸比较复杂，若线缆出现故障，维修比较困难，可以考虑在满足《中华人民共和国G PS使用技术规范》安装要求的前提下，在顶甲板加装备用天线，便于应急情况维修和更换，但是要注意使用备用应急天线时对组合导航系统会产生误差，可以通过修改参数设置进行消除。
4)根据《中华人民共和国G PS使用技术规范》4．1．3．2款，G PS天线连电缆长度不超过30米，大于30米时要用在线放大器。经检查，该船G PS连接线长30米左右，主桅一端有近4到5米的预留线缆，信号衰减较大，可以考虑加装在线放大器。
6结束语
从本次两台G PS故障排除过程可以看出，航海人员对G P S定位的依赖性过强，从而忽略了测天定位和陆标定位等其他航海定位手段。在航海仪器设备迅速发展的今天，航海人员应该注重传统定位手段的应用与训练，不能过分依赖于导航仪器。毕竟仪器设备是个不确定因素，在海上条件恶劣的情况下，由于高温、高湿和船舶晃动等因素很容易发生故障。特别需要注意的是在航行过程中，应使用多种定位手段来完成，确保船舶的航行安全。．
参考文献：
[1]杨在金．航海仪器[M]．大连海事大学出版社，
2005
[2]G P-90说明书
[3]G P一150说明书
[4]中华人民共和国交通行业标准．船用通信、导
航设备的安装、使用、维护、修理技术要求全球定位系统(cPs)接受收机[S]．
T he C aus al A nal ys i s and R es ol ut i on of
N avi gat i on G P S Si gnal L os i ng
L I U M i ng—yue Z H O U C hun—hua s m K ai
(C hi na Sa t e l l i t e M ar i t i m e T r a cki ng a nd C ont r ol D epa r t m ent，Ji ang yi n214431，O ana)
A bs t r act：T w o m ari ne G PS of t he s hi p had a sudden f ai l ur e w he n sa i l i ng i n Y ang t ze R i v er．Th en t he
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