《船载自动识别系统》PPT课件.ppt

船载自动识别系统 青岛远洋船员学院柳邦声 AIS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 自组织时分多址 空中速率 9600bps AIS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 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 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AIS AIS系统设备类型AIS AutomaticInformationSystem SAR机载AIS 船载AIS 助航AIS 单工转发站 AIS基站 双工转发站 移动设备 固定设备 A类船载AIS台站 A类派生AIS设备 B类AIS船载台站 用于满足非SOLAS船舶的需求相关标准 讨论中 IEC62287 低报告率 低信息量 低成本 SAR机载AIS台站 需经航空认证位置报告 10秒 次 助航AIS台站 助航AIS台站功能 提供实时的天气 潮汐 流速 水深等助航信息可监测助航设备状态并可跟踪漂移的浮动助航设备识别与助航设备发生碰撞的船舶远程遥控改变助航设备参数提供虚拟助航设备 AIS技术的优越性 信息量大 动态信息 静态信息抗干扰 抗遮蔽 盲区小实时显示船舶运动趋势定位精度高 DGPS优于5米通信功能 AIS目标与雷达探测目标比较 VTS