船載自動識別系統(tǒng)

船載自動識別系統(tǒng)第1頁/共50頁AIS的基本概念

衛(wèi)星定位信息轉(zhuǎn)發(fā)器第2頁/共50頁AIS目標提高海上人命安全；提高航行安全和效率；加強海洋環(huán)境保護。

第3頁/共50頁AIS功能：

導(dǎo)航

通信

監(jiān)視

搜救AIS應(yīng)用及數(shù)據(jù)處理中心用戶層第4頁/共50頁IMO有關(guān)AIS功能要求IMOAIS性能標準（IMOMSC74(69)附件3）：

1.2在滿足下列功能要求條件下，AIS應(yīng)能協(xié)助船舶有效航行、保護環(huán)境和船舶交通管理（VTS），以改善航行安全；

.1船-船避碰；

.2作為向沿海國家提供船舶及其運載貨物信息的一種手段；

.3作為VTS的工具，即船-岸管理。

1.3AIS應(yīng)能從船上向船舶和主管部門以要求的精度與頻度，自動提供信息，以便于精確跟蹤。數(shù)據(jù)發(fā)送應(yīng)盡量不受船員的干預(yù)并具有高度可用性。

第5頁/共50頁AIS特征船-船間，船-岸間通信廣播式，點對點式通信自主連續(xù)地運行不需要人工干預(yù)

第6頁/共50頁AIS性能參數(shù)工作頻率：AIS1161.975MHZ87BAIS2162.025MHZ88B頻率范圍:156.025~162.025MHZ，半雙工頻率間隔:25KHZ/12.5KHZ頻道帶寬:25KHZ/12.5KHZ調(diào)制方式：GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控）發(fā)射功率：12.5W或2W工作方式：SOTDMA(自組織時分多址）空中速率:9600bps第7頁/共50頁AIS的國際標準化進程

1995年IMO的NAV41會議上，瑞典和芬蘭聯(lián)合首次提出了4S(Ship-Ship,Ship-Shore)轉(zhuǎn)發(fā)器提案。1996年IMO的NAV42和1997年NAV43會議會議上激烈爭論。

DSC-AISSOTDMA-AIS1998年IMO的NAV45會議，確定了AIS的性能標準。第8頁/共50頁AIS的國際標準

AIS性能標準：IMO決議MSC74(69)附件3；AIS技術(shù)標準：ITU建議案ITU-RM.1371-1；AIS檢驗標準：IEC標準61993第2部分；AIS網(wǎng)絡(luò)標準：IALAA-124和IALAA-123；AIS操作與技術(shù)指南：IALA導(dǎo)則。第9頁/共50頁SOLAS強制裝載要求貨船：國際航行300總噸和國內(nèi)航行500總噸，及以上；客船：不論大小；配備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：國際航行：不遲于2004年12月31日；國內(nèi)航行：不遲于2008年7月1日。第10頁/共50頁AIS的工作原理

1.廣播式衛(wèi)星定位轉(zhuǎn)發(fā)器原理

2.時分多址（TDMA）通信原理

3.自組織通信（SOTDMA）原理第11頁/共50頁原理一：廣播式衛(wèi)星定位轉(zhuǎn)發(fā)器原理第12頁/共50頁AIS系統(tǒng)傳送的信息靜態(tài)信息動態(tài)信息航次相關(guān)信息安全相關(guān)信息IMO識別碼船位信息船舶吃水安全相關(guān)短信息呼號和船名UTC時間船載危險品類型船舶尺度（長&寬）對地航向目的港和預(yù)計到達時間（ETA）船舶類型對地航速計劃航線（轉(zhuǎn)向點信息）（可選）天線位置船艏向航行狀態(tài)轉(zhuǎn)向率（ROT）第13頁/共50頁數(shù)據(jù)報告率速度（節(jié)）更新率轉(zhuǎn)向更新率0-1410秒31/3秒14-23

6秒 2秒 23以上 2秒2秒拋錨0－33分>310秒第14頁/共50頁船舶發(fā)送信息的間隔靜態(tài)數(shù)據(jù)：電源開啟2分鐘，設(shè)備就可以恢復(fù)工作并發(fā)射船舶自身的靜態(tài)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)每6分鐘重發(fā)一次，如有修正則隨時發(fā)送。動態(tài)數(shù)據(jù)：發(fā)射的時間間隔由船速和航向而定，具體見下表。

船型報告間隔拋錨或停泊及移動速度不超過3節(jié)3分拋錨或停泊及移動速度超過3節(jié)10秒速度在0～14節(jié)10秒速度在0～14節(jié)，并正在改變航線31/3

秒速度在14～23節(jié)6秒速度在14～23節(jié)，并正在改變航線2秒速度高于23節(jié)2秒航行數(shù)據(jù)：如船舶吃水、危險品、目的港和ETA（預(yù)計抵達時間）等航行有關(guān)的其他數(shù)據(jù)，每6分鐘發(fā)送一次。安全有關(guān)短信息：隨時發(fā)送。為什么經(jīng)?？吹皆S多船舶只有動態(tài)信息沒有靜態(tài)信息？第15頁/共50頁原理二：時分多址通信原理

第16頁/共50頁AIS時分多址技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路的混合定時技術(shù)：

1)直接UTC同步2)間接UTC同步

3)岸臺同步4)移動臺同步數(shù)據(jù)鏈路上的消息結(jié)構(gòu)：

22種報文數(shù)據(jù)鏈路的四種接入方式：

1)SOTDMA2)ITDMA3)RATDMA4)FATDMA第17頁/共50頁原理三：自組織通信原理第18頁/共50頁AIS自組織通信算法避免通信沖突：

開機時守聽一分鐘；預(yù)留下一幀通信時隙。解決通信沖突：

隨機選取3-8分鐘的“超時值”；主動時隙復(fù)用。第19頁/共50頁AIS船載系統(tǒng)組成GPS/DGPS接收機；通信控制器；兩個VHF接收通道；一個VHF發(fā)射通道；一個DSC接收通道。第20頁/共50頁組成框圖（IEC61993-2)第21頁/共50頁AIS的類型ClassA通用船載自動識別系統(tǒng)ClassB其他船舶自動識別系統(tǒng)ClassC基站ClassS搜救飛機及直升機用AISClassNA-to-N航標AIS第22頁/共50頁AIS系統(tǒng)設(shè)備類型

AIS-AutomaticInformationSystemSAR機載AIS船載AIS助航AIS單工轉(zhuǎn)發(fā)站AIS基站雙工轉(zhuǎn)發(fā)站移動設(shè)備固定設(shè)備第23頁/共50頁A類船載AIS臺站第24頁/共50頁A類派生AIS設(shè)備第25頁/共50頁B類AIS船載臺站用于滿足非SOLAS船舶的需求相關(guān)標準——討論中（IEC62287）低報告率，低信息量，低成本第26頁/共50頁SAR機載AIS臺站需經(jīng)航空認證位置報告——10秒/次第27頁/共50頁助航AIS臺站方案2位置信息無位置信息AIS單元AIS單元方案1方案3虛擬設(shè)備虛擬設(shè)備第28頁/共50頁助航AIS臺站功能提供實時的天氣，潮汐，流速，水深等助航信息可監(jiān)測助航設(shè)備狀態(tài)并可跟蹤漂移的浮動助航設(shè)備識別與助航設(shè)備發(fā)生碰撞的船舶遠程遙控改變助航設(shè)備參數(shù)提供虛擬助航設(shè)備第29頁/共50頁AIS技術(shù)的優(yōu)越性信息量大：動態(tài)信息、靜態(tài)信息抗干擾、抗遮蔽、盲區(qū)小實時顯示船舶運動趨勢定位精度高：DGPS優(yōu)于5米通信功能第30頁/共50頁AIS目標與雷達探測目標比較混淆目標遮擋目標第31頁/共50頁VTS無線電測向（DF）5度夾角

混淆船第32頁/共50頁ARPA探測延時AIS實時探測，給出船首向、轉(zhuǎn)向率AIS目標與ARPA目標的比較第33頁/共50頁AIS在船舶管理方面的應(yīng)用下面圖片是AIS系統(tǒng)在船舶管理方面的具體應(yīng)用第34頁/共50頁第35頁/共50頁第36頁/共50頁第37頁/共50頁第38頁/共50