天基AIS系统发展概况及应用分析

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1、第36卷第6期国防科技Vol．36，No．62015年12月NATIONALDEFENSESCIENCE&TECHNOLOGYDec.2015天基AIS系统发展概况及应用分析12彭耿，李慕子（1．海军装备研究院，北京100161；2．北京科技大学，北京100083）[摘要]打造海洋强国、建设海上丝绸之路离不开强有力的海域态势感知能力支持，天基AIS系统是提升此能力的主要手段之一。首先介绍了天基AIS系统基本原理，并将其与岸基、船载AIS系统进行了对比，然后总结了天基AIS系统发展概况，分析了其应用现状

2、，最后对天基AIS系统及应用前景进行了展望，为我国天基AIS系统的建设及应用提出了建议。[关键词]信息处理技术；发展概况；应用分析；天基AIS系统[中图分类号]U674.03+4[文献标识码]A[文章编号]1671-4547（2015）06-0058-07DOI：10.13943/j.issn1671-4547.2015.06.12[4-5]当前，中国经济已发展成为依赖海洋的外向利用低轨道卫星LEO接收AIS信号的思想，随型经济，对海洋资源、空间的依赖程度大幅提高，即受到国际社会的高度关注。十余年的研

3、究实践对海洋权益的管辖也需不断加以维护和拓展。中表明，天基AIS系统能（近）实时监控大范围/全球共十八大报告首次明确提出“建设海洋强国”，习的舰船运动，可为我国海域态势感知能力建设提近平在2013年10月访问东盟国家时提出“建设供强有力支撑。本文在介绍天基AIS系统的基础21世纪海上丝绸之路”，都说明海洋战略已上升至上，总结了该系统的发展概况，分析了其应用现前所未有的国家战略高度。打造海洋强国、建设海状，最后对天基AIS系统及应用前景进行了展望，上丝绸之路，需要强有力的海域态势感知能力支为我国天基AI

4、S系统的建设及应用提出了建议。持。船舶自动识别系统（AutomaticIdentification一、天基AIS系统System，简称AIS）是国际海事组织IMO、国际航标协会IALA、国际电信联盟ITU于2000年共同强（一）AIS系统基本原理力推广的一个新型助航电子系统，可用于岸-船、AIS系统主要包括全球导航卫星系统GNSS船-船及海空平台-船之间的自动识别和辅助通接收机、微处理器、具有信道选择及切换功能的接[1]信、导航等。IMO明确规定，300吨以上的国际航收机和发射机等。根据ITU-R建议

5、M.1371-1的线船舶和500吨以上的国内航线船舶应强行安装规定，AIS系统有A类、B类、搜索救援飞机、助航、AIS系统，旧船加装必须在2004年底前完成[1]。据[6]基（海岸）站等多种。在ITU分配的2个甚高频有关资料估计，目前全球已有7万余艘船舶安装VHF信道（161.975MHz、162.025MHz），AIS信息通[2]了AIS系统。过速率为9.6kbps的高斯最小频移键控GMSK信受地球曲率对视距通信的影响，AIS系统有效号传输，该信号以时分多址TDMA的形式在船-[3]作用范围有限，一

6、般认为在30～50海里之间。为船、船-岸之间传播，并可被低轨道航天器接收到，提高利用AIS系统感知舰船运动的覆盖范围和时如图1所示。效性，美国海岸警卫队USCG于2001年首次提出AIS系统发送信息主要有3种模式：指定模式[收稿日期]2015-09-17[作者简介]彭耿，男，工程师，博士，研究方向：电子侦察、空间信息对抗、系统仿真。彭耿等：天基AIS系统发展概况及应用分析59了所有参与AIS通信的用户对时隙动态使用的情况，各用户可依据该时隙动态表来实现对信道时隙的自发管理。（二）AIS信息[8]AIS

7、信息主要包括3类：（1）静态信息：船名、呼号、IMO编码、尺寸和型号、GNSS天线在船上的位置；（2）动态信息：海上移动通信业务标识码MMSI、船位、国际协调时UTC、航速、艏向、航行状图1AIS信号在船-船、船-岸之间传播并被低轨道航天器接收的示意图是按照指定方案发送信息，这种方案一般由岸台指定；轮询模式只在受到其它船只询问时，才发送信息；自主模式是当前船舶采用的主要工作模式，因缺乏类似陆地TDMA基站的管理机构，将出现相邻的几个覆盖范围部分重叠的TDMA小区之间及小区内部的时隙冲突问题，如图2所示

8、。为自动图2多个覆盖范围部分重叠的SOTDMA小区解决远海船舶的时隙冲突问题，AIS系统采用了自态、转向率、横倾角、纵倾和横摆（选用项）；（3）航[7]组织时分多址SOTDMA技术：AIS系统根据GNSS行信息：船舶吃水、货物类型、目的港和预计到达提供的时间，按照1帧/min将时间分为若干帧，每时间、航行计划（选用项）、简明的安全信息。帧包含2250个时隙（每个时隙可发送256bit信在船舶主要采用的自主模式下，AIS信息更新息，占时约6.7ms）供AI