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1、AIS信息分析及基于AIS的船舶避碰仿真内容提要：为从AIS中获取相关船舶的航行信息，利用接口设施获取AIS信息并详细分析该信息，掌握船舶航行数据的出处。编写软件将得到对应船舶的航行数据转变成船舶航行的平面仿真图，借助该仿真图可以进行随意设定数量不定且各种航行动态的船舶，以便于教师讲解航海课程，学生也容易领会其屮知识要点。关键词：AIS信息明码暗码避碰仿真0引言上世纪船舶主要依靠雷达探测目标进行导航，并通过VHF交流协商避碰。在VTS控制的水域，船舶信息是依赖VHF通信才能登记到VTS信息管理数据库中。AIS（自动识别系统）不但利
2、于加强船舶间避免碰撞，而且同时还能增强ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，并且能在电子海图上显示船舶可视化的航向、航线、船名等信息，大大改善了海事通信的功能。配备了AIS的船舶在一定范围内可以自动与其它船舶成者VTS控制中心分享其他船舶的动、静态等信息。1AIS信息AIS船台比较常用的信息主要有三类：船舶动态信息、船舶静态信息和航行相关信息。船舶的动态信息屮包括：航行状态、转向率、对地速度、位罝精度、经度、纬度、对地航向、船首向等。船舶的静态信息和航行相关信息包括：海上移动船舶标识号（MMSI）、呼号、船名、船货类型、
3、天线位置、佔计到达时间（ETA）、目的地、吃水深度等等。如果能从AIS中获取以上的信息，就能够在平面上显示出船舶的动态情况，在船舶避碰等培训过程中就会显得比较直观。AIS接收机闪部分布了多个COM口，传输速率有4.8和38.4kbps。PC机和AIS通过转挽设备（例如MAX232）将其转换为RS232标准数据，再对接收数据进行分析就能转换为导航信息。2AIS信息分析AIS在海上是利用VHF来发送信息，它发射的信息类型主要有：!AIVDO,!AIVDM,!AIABK,!AIACA,$AITXT,$AIALR,$AISSD,$AIVS
4、D等等。由于AIS系统与各种传感器互相连接，如：GPS、速度传感器、角度传感器等，各种传感器传送给A1S的数据就提供了各艘船舶的实时信息。A1S串口输出的信息非常多，限于篇幅仅分析利于仿真设计的语句，如：GPZDA,020803.00,13,04,2004*6F$GPGGA,020803.00,3852.0270,N,12131.2178,E,1,07,1.2,50.3,M,4.4,M,,*62JAIVDM2,1,3,A,569FoE02[tr][td]标志[/tdirtdi会活与语句ID[/td][td]数据体[/td][td]
5、填充位数网岡校验码1/tdJl/trJr/table]明码主要是传感器信息，可以方便地提取当前的UTC时间和船舶位罝。明码中最有规律的是GPZDA序列码，它每秒发送一次UTC时间，接收到GPZDA字符串就能够掌握信息发送时间，获取UTC时间。例如分析以下语句:SGPGGA,020621,3041.7285,N,10401.8686,E,1,02,99.99,522.7,M,-32.0,M,,*63。其屮$为明码的标志，GP表示发信息者为GPS，GGA表示本句发送的是GPS修正数据;020621表示UTC时间02时06分21秒，30
6、41.7285表示纬度为30度41.7285分，N表示北纬;10401.8686表示经度为104度1.8686分，E表示东经；1表示GPS状况，02表示使川2颗卫星，99.99为HDOP值；522.7为海拔高度，M代表海拔高度单位为米：-32.0代表GeoidalSeparation,后面的M代表该区域单位是米。部分语句域可以为空,如*号前有两个逗号表明DGPS没有数据；*号后的63为校验码，表示语句结束。能与AIS相关的传感器设备很多，如：AI:船舶自动识别系统；LC:LORAN-C；EP：EPIRB；GP：GPS；GN：GNS
7、S；EI：电子海图(ECDIS);VR:航海数据记录仪。明码语句的内涵是很丰富的，从明码语句分析中可以很方便地获収船舶航行中不同UTC时刻所对应的经纬度。2.2暗码语句(EncapsulationSentences)暗码语句的开头标志是“!”，不但能够传送格式不确定的信息，而且还能将较长的信息内容分段传送，数据的传送以“语句”方式进行，格式如表2所示。表2暗码语句的格式标志会话ID语句数语句序号标识号频道封装消息码文填充位数校验码例如接收如下暗码消息：!AIVDM，2，1，3,A,569F0E02。其中!表示暗码标志，五位字符的会
8、话ID:“A1VDM”,说明是通过VHF数据链路进行接收的A1S信息(AISVHFDatalinkMessage)0当把一条长消息分成多条语句进行传输时，第三项为语句数表示由多少条语句组成，此处该项为2,说明该消息共由两条VDM语句组成。第四项是语
