2022年AIS系统的工作原理 .pdf

1 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：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 2 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， ETA SOG(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0 14 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 : (156.025MHZ 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/25kHZ AIS 1CH87B: 2087 161.975MHZ AIS 2CH88B: 2088 162.025MHZ 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% 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3 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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 4 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)除了客船和油船以外300GT,50000GT 的船舶必须在2004 年 7 月 1 日 2004 年 12月 31 日第一次安全设备检查之前必须实施安装AIS 设备计划。3. 在 2002 年 7 月 1 日之前建造的，不航行在国际航线上的旧船，必须在2008 年 7 月 1 日之前实施安装AIS 设备的计划。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -