AIS系統(tǒng)的工作原理

1、AIS系統(tǒng)工作的介紹-.自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）AIS系統(tǒng)最初是使用VHF的應(yīng)答器工作在VHF70頻道上的數(shù)字選擇呼叫（DSC）來(lái)幫助船舶交通管理服務(wù)（VTS）的系統(tǒng)。后來(lái)，IMO組織使用了新的技術(shù)（基于VHF的數(shù)據(jù)鏈的SOTDMA技術(shù)）改進(jìn)了AIS系統(tǒng)，它是一個(gè)海上航海和無(wú)線電通信的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)通過(guò)船與船和船與岸臺(tái)之間傳送航行信息，AIS能獲得其它船的信息：船名，MMSI,呼號(hào)，位置信息，航行信息等，AIS增強(qiáng)了海上生命安全，航海效率，航海安全和保護(hù)海洋環(huán)境的能力。AIS提高了船舶駕駛員信息的質(zhì)量。將AIS信息送到雷達(dá)中，能有助于避免船舶之間的碰撞。AIS設(shè)備都要符合下列規(guī)則要求：IMOMS

2、C.74（69）Annex3A694;ITU-RM.1371-1;DSCITU-RM.825;IEC61993-2（型式試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)）；IEC60945（EMC和環(huán)境狀態(tài)）。該系統(tǒng)有三種方式工作方式：a.自主方式（連續(xù)工作在所有區(qū)域）；b.指派的方式（數(shù)據(jù)發(fā)射間隔由交通管理監(jiān)視站遙控）c.詢問(wèn)方式（從一條船或機(jī)構(gòu)詢問(wèn)后再作出響應(yīng)）AIS同步于GPS的時(shí)間，是為了避免在多個(gè)用戶之間時(shí)間上不一致的沖突。VHF的87B頻道和88B頻道是通用頻道。船載的AIS發(fā)射應(yīng)答器由IMO和ITU指定在87B頻道和88B頻道中的任何一個(gè)頻率自動(dòng)發(fā)送交換各種數(shù)據(jù)。AIS系統(tǒng)概念圖AIS-fittedAtoNbroadc

3、astsitsidentification,typeofoperation,Igartiogdisplacement,etc.at3minintervalsoratareportingratedesignatedbytheAdminisirationauthorities.VTSCentertransmitsTDIV1ACHTransponderAkistoNaviqatk>n(AIqHJQmanagementmessageincludingcode,typFposition,尊aofevery3min,andtheAtoNcastethesemessagesforships.Inter

4、ngticirandRespondOwnshipSfatcandDynamicmformaionIncLMMSI,ixtajne.PQSr|HDG|C0G*S8Tia修ponderIIVTScjentrTheVTScentertransmitsacommandonfrequencyassignment,slots,reportratehVHFoutputpower,channelspacing,etc.(Assignedmode)TransponderShiplAllshipsbroadcastStaticandD/namicinformationautonomousandcontinuous

5、mode),IfOSwantstoknowinformationaboutship1,OSshallsendaninterrogationinpollingmode,thenship1willtransmitherresponseonthesameVHFcTiannelwithoutoperatorintervention.船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)向外發(fā)送的間隔是從3分鐘2秒內(nèi)變化的，具體間隔是根據(jù)船速和航向而改變的，除此之外，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)也由岸臺(tái)VTS或其它船的請(qǐng)求而響應(yīng)發(fā)射。靜態(tài)數(shù)據(jù)和航海有關(guān)數(shù)據(jù)是每隔6分鐘或請(qǐng)求發(fā)送。船舶信息內(nèi)容見(jiàn)下一頁(yè)表：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)航海有關(guān)數(shù)據(jù)航海安全有關(guān)數(shù)據(jù)船位MMSI吃水深

6、度自由/息（由需求定）安全信息UTC時(shí)間CallSign呼號(hào)危險(xiǎn)貨物船位精度船舶名稱目的地，ETASOG（對(duì)地速度）COG（對(duì)地方位IMONo.航行狀態(tài)航向船長(zhǎng)和船寬ROT回轉(zhuǎn)速率船舶類型AIS天線位直船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間間隔船舶的航行狀態(tài)發(fā)送時(shí)間間隔船舶在拋錨或系泊速度小于3節(jié)3分鐘船舶在拋錨或系泊速度大于3節(jié)10秒014節(jié)速度10秒014節(jié)速度，同時(shí)航向有變化31/3秒1423節(jié)速度6秒1423節(jié)速度，同時(shí)航向有變化2秒航速大于23節(jié)2秒航速大于23節(jié)，同時(shí)航向有變化2秒注：航向變化指的是航向數(shù)據(jù)變化大于10度/分對(duì)于改變發(fā)送報(bào)告時(shí)間速率如下:船速增加時(shí)，大約1分鐘；當(dāng)船速降低時(shí)，大約34

7、分鐘。系統(tǒng)的工作1. AIS的工作AIS的應(yīng)答器使用9.6Kbps高斯最小位移鍵控（GMSK）頻率調(diào)制，使用了HDLC（高電平數(shù)據(jù)鏈控制）數(shù)據(jù)包協(xié)議。每個(gè)臺(tái)都能發(fā)送和接收兩個(gè)無(wú)線電頻道，以防止干涉問(wèn)題。這些頻道分配為國(guó)際頻道和區(qū)域頻率：AIS1:161.975MHZ（CH87B;2087）AIS2:162.025MHZ（CH88B;2088）區(qū)域頻率：（156.025MHZ162.025MHZ）AIS有關(guān)參數(shù)說(shuō)明見(jiàn)表：參數(shù)說(shuō)明區(qū)域頻率156.025MHZ162.025MHZ頻道間隔12.5kHZ/25kHzAIS1CH87B:2087161.975MHZAIS2CH88B:2088162.02

8、5MHZ帶寬窄（12.5KHZ）TxBT=0.3,RxBT=0.3/0.5（調(diào)制器標(biāo)準(zhǔn)=0.25）寬（25KHZ）TxBT=0.4,RxBT=0.5（調(diào)制器標(biāo)準(zhǔn)=0.5）位率隼-條塊中的比特?cái)?shù)256bit調(diào)制方式GMSK頻率公差+/-3X10-6發(fā)射輸出功率12.5W/2W+/-20%AIS是使用一個(gè)與UTC時(shí)間同步的TDMA技術(shù)，這個(gè)技術(shù)使用一種框架概念，在這概念中，1個(gè)框架等于1分鐘和分為2250個(gè)條塊，兩個(gè)頻道其通信能力有4500條塊/分鐘。1Frame1EhCH87B1161.975MHz川hCHBeeriee.oesMHz數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是使用如下面所示的數(shù)據(jù)包形式發(fā)射的，這數(shù)據(jù)包是從左向右

9、發(fā)送的，這個(gè)結(jié)構(gòu)除了系列次序之外相同于普通的HDLC結(jié)構(gòu)，總的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度是256bits,這相當(dāng)于1個(gè)條塊。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖：TrainingSeq.StartflagDangTxPickgts)FCSEndflagBuffering24bits8bits168bit16bits8bits24bitsRampup:8bits：Total:256bits2. AIS設(shè)備的等級(jí)：AIS船裝設(shè)備現(xiàn)有兩種等級(jí)：A級(jí)和B級(jí)，A級(jí)：是符合IMO的AIS標(biāo)準(zhǔn)；B級(jí)：是符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)AIS在船上安裝不是強(qiáng)制性的，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息發(fā)送的間隔時(shí)間是30秒和3分鐘，靜態(tài)數(shù)據(jù)信息發(fā)送的時(shí)間間隔是6分鐘。三.AI

10、S使用在避免碰撞上的優(yōu)點(diǎn)AIS作為一種防止碰撞的輔助設(shè)備時(shí)，它有下列優(yōu)點(diǎn)優(yōu)于雷達(dá)：1 .隨時(shí)提供目標(biāo)的實(shí)時(shí)信息；2 .立即顯示目標(biāo)航向變化的能力；3 .不存在目標(biāo)跟蹤交換的問(wèn)題；4 .在有干擾時(shí)不存在目標(biāo)丟失的問(wèn)題；5 .在本船快速機(jī)動(dòng)時(shí)不存在目標(biāo)丟失的問(wèn)題；在VHF/FM覆蓋區(qū)域內(nèi)都能檢測(cè)到船目標(biāo)，（包括在某些環(huán)境下如轉(zhuǎn)彎和在島嶼的后面的船舶）。當(dāng)AIS作為防止碰撞用途時(shí)，有一點(diǎn)很重要：AIS只是一種航海信息的附加信號(hào)源，它不能代替其它的航行設(shè)備，AIS不能得到完整或正確的船舶航行的交通圖像。駕駛員必須使用所有現(xiàn)有的航行設(shè)備去謹(jǐn)慎駕駛船舶。AIS的實(shí)施計(jì)劃時(shí)間表2002年12月13日國(guó)際協(xié)作國(guó)的政府會(huì)議上，并通過(guò)了AIS實(shí)施計(jì)劃的時(shí)間表：1. 在2002年7月1日以后建造的新船都必須安裝AIS設(shè)備：1）航行在國(guó)際航線上m00GT的所有船；2）不航行在國(guó)際航線上總00GT的貨船；3）所有客船。2. 2002年7月1日之前建造的，航行在國(guó)際航線上的舊船：1）客船必須在2003年7月1日之前實(shí)施安裝AIS設(shè)備計(jì)劃；2）油船必須在2003年7月1日第一次安全設(shè)備檢查之前實(shí)施安裝AIS設(shè)備計(jì)劃；3）除了客船和油船以外書0