船载自动识别系统

船载自动识别系统第1页/共50页AIS的基本概念

卫星定位信息转发器第2页/共50页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。

第3页/共50页AIS功能：

导航

通信

监视

搜救AIS应用及数据处理中心用户层第4页/共50页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。

第5页/共50页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

第6页/共50页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第7页/共50页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-AISSOTDMA-AIS1998年IMO的NAV45会议，确定了AIS的性能标准。第8页/共50页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。第9页/共50页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。第10页/共50页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）原理第11页/共50页原理一：广播式卫星定位转发器原理第12页/共50页AIS系统传送的信息静态信息动态信息航次相关信息安全相关信息IMO识别码船位信息船舶吃水安全相关短信息呼号和船名UTC时间船载危险品类型船舶尺度（长&宽）对地航向目的港和预计到达时间（ETA）船舶类型对地航速计划航线（转向点信息）（可选）天线位置船艏向航行状态转向率（ROT）第13页/共50页数据报告率速度（节）更新率转向更新率0-1410秒31/3秒14-23

6秒 2秒 23以上 2秒2秒抛锚0－33分>310秒第14页/共50页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。

船型报告间隔抛锚或停泊及移动速度不超过3节3分抛锚或停泊及移动速度超过3节10秒速度在0～14节10秒速度在0～14节，并正在改变航线31/3

秒速度在14～23节6秒速度在14～23节，并正在改变航线2秒速度高于23节2秒航行数据：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？第15页/共50页原理二：时分多址通信原理

第16页/共50页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第17页/共50页原理三：自组织通信原理第18页/共50页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。第19页/共50页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。第20页/共50页组成框图（IEC61993-2)第21页/共50页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第22页/共50页AIS系统设备类型

AIS-AutomaticInformationSystemSAR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第23页/共50页A类船载AIS台站第24页/共50页A类派生AIS设备第25页/共50页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，低成本第26页/共50页SAR机载AIS台站需经航空认证位置报告——10秒/次第27页/共50页助航AIS台站方案2位置信息无位置信息AIS单元AIS单元方案1方案3虚拟设备虚拟设备第28页/共50页助航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第29页/共50页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米通信功能第30页/共50页AIS目标与雷达探测目标比较混淆目标遮挡目标第31页/共50页VTS无线电测向（DF）5度夹角

混淆船第32页/共50页ARPA探测延时AIS实时探测，给出船首向、转向率AIS目标与ARPA目标的比较第33页/共50页AIS在船舶管理方面的应用下面图片是AIS系统在船舶管理方面的具体应用第34页/共50页第35页/共50页第36页/共50页第37页/共50页第38页/共50