AIS, NAVTEX och nödsändare till sjöss

Till sjöss är det inte bara ett nödanrop som räddar liv. Fartyg behöver veta var andra fartyg finns, få varningar om väder och hinder, och kunna hittas om någon hamnar i vattnet. Här samsas flera tekniker: AIS låter fartyg sända sin identitet och position till varandra, NAVTEX sänder sjösäkerhetsinformation som text, och nödsändare av olika slag (EPIRB, AIS-SART, radar-SART och MOB-enheter) hjälper räddare att hitta de nödställda. Artikeln förklarar hur de fungerar och hur de hänger ihop med marin VHF och GMDSS (se sjöfartsradio).

AIS: fartyg som ser varandra#

AIS (eng. Automatic Identification System) togs fram för att fartyg skulle kunna identifiera och följa varandra utan att behöva anropa med radio. Varje AIS-station sänder automatiskt och regelbundet ett kort datameddelande med bland annat MMSI (identitet), position från GNSS, kurs, fart och navigeringsstatus. Mottagarna visar fartygen som symboler på ett sjökort eller en radarbild. Ett fartyg kan alltså se vilka andra fartyg som ligger bakom nästa udde, och en trafikledningscentral kan följa trafiken i en farled.

Tekniken bygger på VHF och ligger i marin VHF-bandet: 161,975 MHz (AIS 1, kanal 87B) och 162,025 MHz (AIS 2, kanal 88B). Varje kanal är 25 kHz bred och modulerad med GMSK (en form av frekvensmodulation) med 9 600 bit/s. Sändarna använder båda kanalerna växelvis. Standarden är Rekommendation ITU-R M.1371.

Två klasser#

• Klass A är obligatoriskt för fartyg enligt SOLAS: passagerarfartyg av alla storlekar och lastfartyg över en viss storlek. Sändaren har 12,5 W och ett fast rapporteringsmönster som beror på fart och kursändring.
• Klass B är en enklare och billigare variant för fritidsbåtar och mindre yrkesfartyg. Den har lägre effekt (typiskt 2 W) och rapporterar mer sällan, och klass B-stationer får lägre prioritet än klass A när kanalen är fylld.

Enligt PTS krävs tillstånd för att använda AIS, liksom för annan marin radio.¹ Fritidsbåtar använder vanligen klass B.

Tid i luckor: SOTDMA#

Många fartyg ska dela samma två kanaler, och ingen central kan fördela utrymmet. AIS löser det med SOTDMA (eng. self-organising time-division multiple access, se multipel access). Tiden delas i ramar om en minut. Varje ram delas i 2 250 luckor per kanal, och en lucka är $60\text{s}/2250=\mathrm{26,67}\mathrm{m}\mathrm{s}$ lång (figur 1). Alla stationer synkroniseras mot UTC via GNSS.

Så här går det till:

1. En ny station lyssnar en stund och ser vilka luckor som är upptagna.
2. Den väljer en ledig lucka och sänder.
3. I varje meddelande anger stationen vilka luckor den tänker använda härnäst. De andra stationerna ser det och undviker dem.

Klass B använder oftast en enklare metod, CSTDMA (eng. carrier-sense TDMA): stationen lyssnar efter en ledig lucka direkt före sändning, och reserverar inte på förhand.

Hur ofta rapporterar fartyget?#

Klass A rapporterar oftare ju fortare fartyget går och ju mer det svänger, för att andra ska kunna följa kursen. Klass B rapporterar glesare (figur 2).

Utöver positionsrapporten sänder fartyget var sjätte minut ett meddelande med statiska uppgifter: namn, anropssignal, IMO-nummer, fartygstyp, mått, djupgående, destination och beräknad ankomsttid.

Räckvidd och satelliter#

AIS sänds med VHF och räckvidden bestäms av antennhöjderna, som i marin VHF. Mellan fartyg handlar det om några tiotal sjömil. Eftersom signalen ligger fritt tillgänglig kan den även tas emot av satelliter, vilket ger en global bild av sjötrafiken (S-AIS). Satelliterna ser många sändare på en gång, vilket kräver särskilda lösningar i mottagarna. Tekniken VDES (eng. VHF Data Exchange System) är tänkt att utvidga AIS med mer kapacitet, men detaljerna ligger utanför den här artikeln.

NAVTEX: sjösäkerhetsinformation som text#

Fartyg behöver få varningar och prognoser utan att ständigt lyssna på kanal 16. NAVTEX är ett system där kuststationer sänder textmeddelanden som tas emot automatiskt av en liten mottagare med skrivare eller display ombord. Den som inte vill ha en viss typ av meddelande kan välja bort den, utom de mest kritiska ämnena (A, B och D) som alltid skrivs ut. Mottagaren skriver inte heller ut samma meddelande två gånger. Systemet är en del av GMDSS och infördes genom IMO.³

Sändningarna går på tre frekvenser:

• 518 kHz är den internationella frekvensen, med meddelanden på engelska.
• 490 kHz används för nationellt språk och andra tjänster.
• 4 209,5 kHz i HF används i vissa områden för NAVTEX-liknande sändningar.

Det är mellanvåg (MF), där markvågen följer havsytan, och räckvidden är i storleksordningen 200–400 sjömil. Signalen sänds med frekvensskiftsnyckling och felrättande kod, där varje tecken sänds två gånger med tidsförskjutning så att mottagaren kan rätta fel.

Så delar stationerna på frekvensen#

Alla stationer sänder på samma frekvens. För att de inte ska störa varandra turas de om i tiominutersluckor under en fyratimmarscykel. Varje station har en bokstav (A–Z) och sänder i regel vid fasta tider.

Varje meddelande har ett huvud som mottagaren använder för att sortera (figur 3). Huvudet börjar med ZCZC och följs av fyra tecken, $B_1{B}_2{B}_3{B}_4$:

• $B_1$ är stationens bokstav.
• $B_2$ anger ämnet, till exempel A för navigationsvarning, B för stormvarning, D för sök- och räddningsinformation och E för väderprognos.
• $B_3{B}_4$ är ett löpnummer 01–99. Löpnummer 00 används för brådskande meddelanden, som mottagaren alltid skriver ut.

Meddelandet avslutas med NNNN.

I Sverige svarar Sjöfartsverket för navigationsvarningarna och SMHI för väderinformationen. Vilka stationer som sänder NAVTEX och på vilka frekvenser och tider framgår av Sjöfartsverkets publikationer, och den uppgiften ingår inte i det underlag som använts här.

Nödsändare till sjöss#

Ett fartyg har flera sorters nödsändare, som verkar på olika avstånd och mot olika mottagare. Nödsändare via satellit beskrivs i nödfrekvenser och nödsändare. Här är en sammanfattning med tonvikt på sjön (tabell 1).

Tabell 1. Nödsändare till sjöss.

EPIRB och PLB#

EPIRB (eng. emergency position-indicating radio beacon) larmar via Cospas-Sarsat, som beskrivs i nödfrekvenser och nödsändare. På fartyg monteras den i en hållare med en hydrostatisk utlösare, så att den flyter upp och aktiveras av sig själv om fartyget sjunker. Kraven är att den ska sända i minst 48 timmar, medan en PLB kräver minst 24 timmar. En EPIRB registreras hos Sjöfartsverket, medan en PLB registreras av ägaren i den internationella databasen IBRD.⁴

AIS-SART och radar-SART#

Satellitlarmet talar om för JRCC ungefär var du är. De sista kilometrarna hjälper två SART-typer (eng. search and rescue transmitter eller transponder) räddarna med. Fartyg som omfattas av SOLAS ska ha radar-SART eller AIS-SART som kan tas med till livflotte eller livbåt.

AIS-SART är en AIS-sändare som sänder på 161,975 och 162,025 MHz. Den sänder positionsmeddelanden med ett MMSI som börjar på 970 och ett särskilt textmeddelande, ”SART ACTIVE”. Mottagande fartyg ser den som en särskild symbol på AIS-skärmen, och positionen kommer från sändarens egen GNSS-mottagare.

Radar-SART är ingen sändare i vanlig mening utan en radarsvarare (transponder, se radargrunder). Den väntar tyst tills den träffas av en radarpuls i X-bandet (9,2–9,5 GHz) och svarar då med en serie pulser. På fartygets radar visas svaret som 12 prickar på en rak linje utåt från SARTens läge, med 0,64 sjömil mellan prickarna (figur 4). Den första pricken är SARTens position. Inom ungefär en sjömil breddas prickarna till bågar, och alldeles intill SARTen blir de till ringar kring fartygets position. Räckvidden mot en radar med antennen 15 m över havet är i storleksordningen 5 sjömil, för att SARTen sitter lågt på flotten.

MOB-enheter#

Den som går överbord i mörker och sjögång syns knappt. MOB-enheter (eng. man overboard) bärs av besättningen och aktiveras antingen automatiskt vid kontakt med vatten eller för hand. Det finns två huvudtyper: den ena sänder ett AIS-meddelande (MMSI som börjar på 972) som visas på fartygets plotter och hos fartyg i närheten, och den andra sänder ett DSC-anrop med position på kanal 70. Hur det fungerar i detalj beror på tillverkaren, så läs bruksanvisningen och prova utrustningen enligt den.

Så larmar du JRCC#

Sjö- och flygräddningscentralen (JRCC) i Göteborg leder sjöräddning i Sverige. Du larmar den genom att ringa 112 och begära sjöräddning, genom att anropa ”Sweden Rescue” på VHF kanal 16, eller genom att trycka på DSC-nödknappen.⁵ Vilket sätt som passar beror på var du är och vilken utrustning du har. JRCC leder sedan insatsen, ofta över en arbetskanal som kanal 67 eller 74.

Kontrollfrågor#