AIS系统的工作原理

AIS系统工作的介绍一. 自动识别系统（AIS）AIS系统最初是使用VHF的应答器工作在VHF70频道上的数字选择呼叫(DSC)来帮助船舶交通管理服务（VTS）的系统。后来，IMO组织使用了新的技术（基于VHF的数据链的SOTDMA技术）改进了AIS系统，它是一个海上航海和无线电通信的系统，这个系统通过船与船和船与岸台之间传送航行信息，AIS能获得其它船的信息：船名，MMSI，呼号，位置信息，航行信息等，AIS增强了海上生命安全，航海效率，航海安全和保护海洋环境的能力。AIS提高了船舶驾驶员信息的质量。将AIS信息送到雷达中，能有助于避免船舶之间的碰撞。AIS设备都要符合下列规则要求：IMO MSC.74(69)Annex3,A.694；ITU-R M.1371-1；DSC ITU-R M.825；IEC 61993-2(型式试验标准)；IEC 60945(EMC和环境状态)。该系统有三种方式工作方式：a.自主方式（连续工作在所有区域）；b.指派的方式（数据发射间隔由交通管理监视站遥控）c.询问方式（从一条船或机构询问后再作出响应）AIS同步于GPS的时间，是为了避免在多个用户之间时间上不一致的冲突。VHF的87B频道和88B频道是通用频道。船载的AIS发射应答器由IMO和ITU指定在87B频道和88B频道中的任何一个频率自动发送交换各种数据。 AIS系统概念图船舶动态数据向外发送的间隔是从3分钟2秒内变化的，具体间隔是根据船速和航向而改变的，除此之外，动态数据也由岸台VTS或其它船的请求而响应发射。静态数据和航海有关数据是每隔6分钟或请求发送。船舶信息内容见下一页表：动态数据静态数据航海有关数据航海安全有关数据船位MMSI吃水深度自由信息（由需求定）安全信息UTC时间Call Sign呼号危险货物船位精度船舶名称目的地，ETASOG(对地速度)COG(对地方位IMONo.航行状态航向船长和船宽ROT回转速率船舶类型AIS天线位置船舶动态数据发送时间间隔船舶的航行状态发送时间间隔船舶在抛锚或系泊速度小于3节3分钟船舶在抛锚或系泊速度大于3节10秒014节速度10秒014节速度，同时航向有变化3 1/3秒1423节速度6秒1423节速度，同时航向有变化2秒航速大于23节2秒航速大于23节，同时航向有变化2秒注：航向变化指的是航向数据变化大于10度/分对于改变发送报告时间速率如下：当船速增加时，大约1分钟；当船速降低时，大约34分钟。二. 系统的工作 1 AIS的工作AIS的应答器使用9.6Kbps 高斯最小位移键控（GMSK）频率调制，使用了HDLC (高电平数据链控制)数据包协议。每个台都能发送和接收两个无线电频道，以防止干涉问题。这些频道分配为国际频道和区域频率：AIS1: 161.975MHZ (CH87B; 2087) AIS2: 162.025MHZ (CH88B; 2088) 区域频率: (156.025MHZ162.025MHZ) AIS有关参数说明见表：参数说明区域频率156.025MHZ162.025MHZ频道间隔12.5kHZ/25kHZAIS 1CH87B: 2087161.975MHZAIS 2CH88B: 2088162.025MHZ带宽窄（12.5KHZ）TxBT=0.3,RxBT=0.3/0.5 (调制器标准=0.25)宽（25KHZ）TxBT=0.4,RxBT=0.5 (调制器标准=0.5)位率每一条块中的比特数256 bit调制方式GMSK频率公差+/- 310-6发射输出功率12.5W/2W +/-20%AIS是使用一个与UTC时间同步的TDMA技术，这个技术使用一种框架概念，在这概念中，1个框架等于1分钟和分为2250个条块，两个频道其通信能力有4500条块/分钟。数据转发是使用如下面所示的数据包形式发射的，这数据包是从左向右发送的，这个结构除了系列次序之外相同于普通的HDLC结构，总的数据包长度是256bits,这相当于1个条块。具体结构见图：2AIS设备的等级： AIS船装设备现有两种等级：A级和B级，A级：是符合IMO的AIS标准；B级：是符合IEC标准，在这个标准内AIS在船上安装不是强制性的，动态数据信息发送的间隔时间是30秒和3分钟，静态数据信息发送的时间间隔是6分钟。三AIS使用在避免碰撞上的优点AIS作为一种防止碰撞的辅助设备时，它有下列优点优于雷达：1. 随时提供目标的实时信息； 2. 立即显示目标航向变化的能力；3. 不存在目标跟踪交换的问题；4. 在有干扰时不存在目标丢失的问题；5. 在本船快速机动时不存在目标丢失的问题；在VHF/FM覆盖区域内都能检测到船目标，（包括在某些环境下如转弯和在岛屿的后面的船舶）。当AIS作为防止碰撞用途时，有一点很重要：AIS只是一种航海信息的附加信号源，它不能代替其它的航行设备，AIS不能得到完整或正确的船舶航行的交通图像。驾驶员必须使用所有现有的航行设备去谨慎驾驶船舶。四AIS的实施计划时间表 2002年12月13日国际协作国的政府会议上，并通过了AIS实施计划的时间表：1. 在2002年7月1日以后建造的新船都必须安装AIS设备： 1)航行在国际航线上300GT的所有船； 2)不航行在国际航线上500GT的货船； 3)所有客船。2. 2002年7月1日之前建造的，航行在国际航线上的旧船： 1)客船必须在2003年7月1日之前实施安装AIS设备计划； 2)油船必须在2003年7月1日第一次安全设备检查之前实施安装AIS设备计划； 3)除了客船和油船以外50000GT的船舶必须在2004年7月1日之前实施安装AIS设备计划； 4)除了客船和油船以