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1、2020/8/4,AIS Introduction,1,19971999 ： IMO ITU IEC IALA IHO ISO 颁布/更新了近20个关于AIS标准/规范/规定 要求： 2002-7-12008/7/1日：分段实施 国际航线300GT 国内航线500GT ,6 Automatic Identification System,AIS 概述,2020/8/4,AIS Introduction,2,VHF频段 TDMA技术,静态信息 动态信息 航次信息 安全消息,AIS基本概念,自动,AIS 概述,实现船舶识别、监视和通信的系统,信息技术为主导的数字助航系统,卫星定位技术 数字通信技术
2、 信息处理技术 计算机网络技术,广播/接收,AIS技术核心,2020/8/4,AIS Introduction,3,传统船舶避碰,瞭望 雷达 VHF,RADAR error,AIS 概述,Limitation of existing navigation system Shipping development and safety navigation SOLAS convention and environment protection,2020/8/4,AIS Introduction,5,AIS分类,固定设备 基 站 Base station 转发器 Repeater （单/双工） 移动
3、设备 A类 B类 助航 AtoN 救助飞机 AIS-SART,AIS 基本原理,2020/8/4,AIS Introduction,6,船载AIS基本构成,GNSS 接收机,艏向传感器,速度传感器,转向率传感器,GNSS接收机,电子海图接口,雷 达 接 口,便携引航仪,远程通信接口,VHF 收发机,输 入 接 口,输 出 接 口,MKD,通信 处理器,警 报 器,BIIT,其它传感器,2020/8/4,AIS Introduction,7,船载 AIS功能,自动交换AIS信息：静态、动态、航行、安全相关消息,识别,避碰,为主/为航行及监控系统提供目标船和航道安全参考数据,扩展业务：航标、海事、
4、货代、船舶报告等,船-船避碰,获取船舶及货物资料,VTS工具,IMO标准要求,多路、快速、简洁、高密度和高精度地处理航海信息,监控和跟踪船舶，与基站、助航设备进行数据交换,主管机关获取船舶资料，监控海上交通,2020/8/4,AIS Introduction,8,船载AIS信息,基本信息：自动播发与接收（A&B类） 静态信息 动态信息 航行相关信息 安全相关消息（B类只收不发）,AIS 基本原理,2020/8/4,AIS Introduction,9,静态信息,双向船舶换向行驶时或 定位天线位置改变时,设备安装,人工输入,定位天线的位置,若改变，重新选择,设备安装,人工选择,船舶类型,若改变，
5、重新输入,设备安装,人工输入,船长和船宽,无变更,设备安装,人工输入,IMO编号(有的船没有),船舶更名时,设备安装,人工输入,呼号和船名,船舶变更国籍买卖移交时,设备安装,人工输入,MMSI,更新时机,输入时机,输入方式,信息标称,信息更新间隔：6min / 更新或被询问时，立即更新,2020/8/4,AIS Introduction,10,其它种类船舶,Other type of ship,帆船,Sailing vessel,18号决议规定的船,Resolution No.18 MOB-83,军事作业船,Vessel-military operation,医务运输船,Medical tra
6、nsports,潜水作业船,Vessel-diving operation,法律强制船,Law enforcement vessel,挖泥/水下作业船,Dredge/underwater operation,防污染设备船,With anti-pollution equipment,拖带船 长200m 宽25m,Towing vessel L200m B25m,港口供应船,Port tender,拖带船,Towing vessel,拖轮,TUG,渔船,Fishing vessel,搜救船,Search and rescue vessel,飞翼,WIG,引航船,Pilot vessel,油船,Ta
7、nker,高速船,HSC,货船,Cargo ship,休闲游艇,Pleasure craft,客船,Passenger ship,船 舶 类 型,2020/8/4,AIS Introduction,11,动态信息,可不提供,自动,相应传感器,(选项)纵倾/横摇,可不提供,自动,相应传感器,(选项)首倾角,可不提供,自动,ROT传感器或陀螺罗经,ROT (旋回速率),应配合号灯和号型改变,手动,值班驾驶员选择更改,航行状态,自动,陀螺罗经,船首向,可能缺失,自动,计程仪或GNSS,SOG(对地航速),可能缺失,自动,计程仪或GNSS,COG(对地航向),附精度/完善性状态信息,自动,GNSS,U
8、TC时间,附精度/完善性状态信息,自动,GNSS,船位,备注,更新方式,信息来源,信息标称,2020/8/4,AIS Introduction,12,航行状态,未定义,Not defined,吃水受限,Constrained by draught,飞翼船留用,Reserved for wig,操纵能力受限,Restricted maneuverability,高速船留用,Reserved for HSC,失控,Not under command,从事捕鱼,Engaged in fishing,锚泊,At anchor,搁浅,Aground,在航帆船,Under way sailing,系泊,M
9、oored,在航机动,Under way using engine,2020/8/4,AIS Introduction,13,注1：当船载AIS确认为同步标识台时，其动态信息更新间隔为2 sec。,2 sec,航速23节的变向,2 sec,航速23节,2 sec,航速1423节变向,6 sec1,航速1423节,3 sec1,航速14节变向,10 sec1,航速14节,10 sec1,锚/靠泊船，速度3节,3 min1,锚/靠泊船，速度3节,报告间隔,船舶状态,A类AIS信息更新间隔,2020/8/4,AIS Introduction,14,非A类AIS信息更新间隔,注2：当AIS基站探测到有
10、至少一台AIS设备与其同步时，其动态信息更新间隔为31/3 sec。,10 sec,AIS基站2,3 min,助航设备,10 sec,搜救飞机,30 sec,航速2节,3 min,航速2节,CS,5 sec,航速23,15 sec,航速1423节,30 sec,航速214节,3 min,航速2节,SO,B 类 船 载 设 备,报告间隔,载体及状态,2020/8/4,AIS Introduction,15,航次相关信息,经船长同意,变化时,转向点描述,开航前,手动输入,航线计划,经船长同意,变化时,港口名和时间,开航前,手动输入,目的港/ETA,主管机关要求时,货物装卸后,危险品货物种类,开航前
11、,手动选择,危险品货物,根据需要,开航前最大吃水,开航前,手动输入,船舶吃水,备注,更新时机,信息内容,输入时机,输入方式,信息标称,信息更新间隔：6min / 更新或被询问时，立即更新,危险品货物：DG (Dangerous Goods，危险货物) HS（Harmful Substances，有毒物质） MP（Marine Pollutants，海洋污染物）,2020/8/4,AIS Introduction,16,安全相关消息,固定格式,自由格式,寻址（156字符）,广播（161字符）,格式,发送对象,数据更新间隔：根据需要/设置进行更新,AIS 基本原理,2020/8/4,AIS Int
12、roduction,17,AIS 基本原理,工作信道 ：AIS1（VHF87B，161.975MHZ)） AIS2（VHF88B，162.025MHZ） 其它主管机关指配频率 接收信息：2个TDMA接收机，同时 发送信息：1个TDMA发射机，交替 信道带宽：25kHz / 12.5kHz（主管机关要求时） 传输速率：9600 bit/s,信道分配,2020/8/4,AIS Introduction,18,AIS基本原理,1、采用NRZI（不归零倒置）编码 2、进行GMSK（高斯滤波最小移动键控法）调制 3、GMSK调制信号对VHF发射机进行调频 最终完成GMSK/FM 发射功率：12.5 W
13、/ 2 W (主管机关要求时） B类CSTDMA发射功率2 W,信息调制,2020/8/4,AIS Introduction,19,单台AIS：每帧一个或多个时隙 不同帧使用相同的时隙 系统能力：每分钟至少处理2000 份报告 时隙获得：自选时隙-按照TDMA 协议选择 分配时隙-基站分配,时隙划分,AIS基本原理,2020/8/4,AIS Introduction,20,AIS 基本原理,UTC直接：本船GNSS提供 UCT间接：与已经和UTC同步的台同步 基站直接：与标识数最高的基站UTC同步 基站间接：与已经同步于基站的移动台同步 与移动台同步：与MMSI最低的AIS站同步,同 步,20
14、20/8/4,AIS Introduction,21,AIS 基本原理,自主连续：按照TDMA协议自动连续 接收播发AIS信息 分配模式：在主管机关指定区域内， AIS运行的频道、收发模式、带宽、 发射功率、时隙、和信息更新报告间隔 等都服从主管机关分配。 轮询（查询/控制）模式：点对点工作 B类CS-AIS设备不能主动询问其他台站,工作模式,2020/8/4,AIS Introduction,22,AIS 基本原理,RATDMA：登录或发射非重复特性消息，帮助 ITDMA帧和SOTDMA帧确定发射时隙。 ITDMA：在RATDMA基础上，或在SOTDMA 基础上分配新的未被声明过的时隙。 S
15、OTDMA：基本工作方式，自主连续地选择发射时隙，安排位置报告的发射时间表，并预告后继37帧时隙的分配情况，向其他用户 提供连续更新的监视画面。,TDMA协议,2020/8/4,AIS Introduction,23,AIS 基本原理,工作流程,初始化,登录网络,发射第一帧,改变报告间隔,自主连续,分配,轮询,开机,关机,性能标准规定： AIS初始化不超过2 min,2020/8/4,AIS Introduction,24,AIS 基本原理,AIS远程应用：超越VHF范围传递AIS信息 A类设备标配远程通信接口，B类设备选装 远程通信采用轮询工作模式不连续进行 应用：船舶报告、船舶远程监控,远程应用,2020/8/4,AIS Introduction,25,AIS基站设施,监视和管理AIS船舶 增强VTS的功能 船舶管理的信息化、现代化 船舶报告 气象、DGPS等多种附加服务 Internet实现互联,AIS 基本原理,2020/8/4,AIS Introduction,26,AIS AtoN AIS-SART,1. AIS真实航标 2. AIS仿真航标 3. AIS虚拟航标,AIS Search
