AIS系统的工作原理复习过程

1、AIS系统工作的介绍-.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

2、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。A

3、IS系统概念图AIS-fitted AtoN broadcasts its identification type of operation, I nation, di splatennrit 自故 at 3 min intervals or at * reporting rate de si nated by the Administration authorities.Akl&io Navigation CAtcM) nVTS Center trrsrnits TDkJlA CH management m耳ssae including code, wpe, position, et

4、c=. at buoys e>ery 3 min, and the AtoN broa.dc_&ts these messages lor ships.Trans pond-erInterfogattonand 口sspcnseOwn shipSfetc and Dynamic iniformalion incl. 啲51, Naim 已 POShJ, HDG, COQ SPGTrans- po n4erVTS centerThe VTS denier transmits a command on I 曲里j虫n刖 assigrrnent. slots, report rate,

5、 VHP output rj怦 ohannel spaoihg,自心. (Assigned mode)Trane ponderShilAll ships broadcast Ststio and Dyriairicjinlormatior (autoricnousnd oortinuous If OS wants to kr w inforrnaiin about ship 1, OS shall send an interrogation in polling mode; thn ship 1 wi II transmit her response on the same VHP dia,n

6、n el without operator mtervrition.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IMO No.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

7、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，冋时航向有变化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。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：A

8、IS1:161.975MHZ （CH87B; 2087）AIS2:162.025MHZ （CH88B; 2088）区域频率:（156.025MHZ 162.025MHZ）AIS有关参数说明见表：参数说明区域频率156.025MHZ 162.025MHZ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

9、式GMSK频率公差+/- 3X 10-6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。1 F rdirnft1 min.T I*CH87B：161,075MHz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：Training SeqStart fl绍Tk PKkfti)FCSEnd flagBuffe

10、ring24 bits8 bits168 bit16 bits8 bits24 bitsRamp up： 3 bitsTotal： 2% bits2 . AIS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

11、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 绍OOGT的所有船；2）不航行在国际航线上 为OOGT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 为OOOOGT的船舶