船载自动识别系统

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1、第七章船载自动识别系统青岛远洋船员学院柳邦声Bangshengliu@163.comAIS技术的起源船舶交管服务需要识别船舶雷达的海上监视存在缺陷船船间避碰缺乏有效的通信手段AIS的基本概念卫星定位信息转发器AIS目标提高海上人命安全；提高航行安全和效率；加强海洋环境保护。AIS功能：导航通信监视搜救AIS应用及数据处理中心用户层IMO有关AIS功能要求IMOAIS性能标准（IMOMSC74(69)附件3）：1.2在满足下列功能要求条件下，AIS应能协助船舶有效航行、保护环境和船舶交通管理（VTS），以改善航行安全；.1船-船避碰；.2作为向沿海国家提供船舶及其运载货物信

2、息的一种手段；.3作为VTS的工具，即船-岸管理。1.3AIS应能从船上向船舶和主管部门以要求的精度与频度，自动提供信息，以便于精确跟踪。数据发送应尽量不受船员的干预并具有高度可用性。AIS特征船-船间，船-岸间通信广播式，点对点式通信自主连续地运行不需要人工干预AIS性能参数工作频率：AIS1161.975MHZ87BAIS2162.025MHZ88B频率范围:156.025~162.025MHZ，半双工频率间隔:25KHZ/12.5KHZ频道带宽:25KHZ/12.5KHZ调制方式：GMSK(高斯滤波最小频移键控）发射功率：12.5W或2W工作方式：SOTDMA(自组

3、织时分多址）空中速率:9600bpsAIS的国际标准化进程1995年IMO的NAV41会议上，瑞典和芬兰联合首次提出了4S(Ship-Ship,Ship-Shore)转发器提案。1996年IMO的NAV42和1997年NAV43会议会议上激烈争论。DSC-AISSOTDMA-AIS1998年IMO的NAV45会议，确定了AIS的性能标准。AIS的国际标准AIS性能标准：IMO决议MSC74(69)附件3；AIS技术标准：ITU建议案ITU-RM.1371-1；AIS检验标准：IEC标准61993第2部分；AIS网络标准：IALAA-124和IALAA-123；AIS操作

4、与技术指南：IALA导则。SOLAS强制装载要求货船：国际航行300总吨和国内航行500总吨，及以上；客船：不论大小；配备AIS要求：（1）2002年7月1日或以后建造的所有船舶；（2）2002年7月1日前建造：国际航行：不迟于2004年12月31日；国内航行：不迟于2008年7月1日。AIS的工作原理1.广播式卫星定位转发器原理2.时分多址（TDMA）通信原理3.自组织通信（SOTDMA）原理原理一：广播式卫星定位转发器原理AIS系统传送的信息静态信息动态信息航次相关信息安全相关信息IMO识别码船位信息船舶吃水安全相关短信息呼号和船名UTC时间船载危险品类型船舶尺度（长

5、&宽）对地航向目的港和预计到达时间（ETA）船舶类型对地航速计划航线（转向点信息）（可选）天线位置船艏向航行状态转向率（ROT）数据报告率速度（节）更新率转向更新率0-1410秒31/3秒14-236秒2秒23以上2秒2秒抛锚0－33分>310秒船舶发送信息的间隔静态数据：电源开启2分钟，设备就可以恢复工作并发射船舶自身的静态数据。这些数据每6分钟重发一次，如有修正则随时发送。动态数据：发射的时间间隔由船速和航向而定，具体见下表。船型报告间隔抛锚或停泊及移动速度不超过3节3分抛锚或停泊及移动速度超过3节10秒速度在0～14节10秒速度在0～14节，并正在改变航线31/3秒

6、速度在14～23节6秒速度在14～23节，并正在改变航线2秒速度高于23节2秒航行数据：如船舶吃水、危险品、目的港和ETA（预计抵达时间）等航行有关的其他数据，每6分钟发送一次。安全有关短信息：随时发送。为什么经常看到许多船舶只有动态信息没有静态信息？原理二：时分多址通信原理AIS时分多址技术数据链路的混合定时技术：1)直接UTC同步2)间接UTC同步3)岸台同步4)移动台同步数据链路上的消息结构：22种报文数据链路的四种接入方式：1)SOTDMA2)ITDMA3)RATDMA4)FATDMA原理三：自组织通信原理AIS自组织通信算法避免通信冲突：开机时守听一分钟；预留下

7、一帧通信时隙。解决通信冲突：随机选取3-8分钟的“超时值”；主动时隙复用。AIS船载系统组成GPS/DGPS接收机；通信控制器；两个VHF接收通道；一个VHF发射通道；一个DSC接收通道。组成框图（IEC61993-2)AIS的类型ClassA通用船载自动识别系统ClassB其他船舶自动识别系统ClassC基站ClassS搜救飞机及直升机用AISClassNA-to-N航标AISAIS系统设备类型AIS-AutomaticInformationSystemSAR机载AIS船载AIS助航AIS单工转发站AIS基站双工转发站移动设