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1、航海技术 2010 年 第 3 期1 背景近年来 ， 人们不断地发展远距离探测技术来加强对远离陆地航行船舶的跟踪探测 。 在国际上 ，几年前美国 、挪威等国家就开始了对卫星探测 AIS 技术的研究 ，并在 ITU 和 IMO 相关分委会框架下提出了使用卫星探测船载 AIS 信息的议案 。 即在近地轨道上使用一颗或者多颗卫星 ， 来接收并解码 AIS 信息并通过卫星转发给相应的地球站 ， 以便陆上管理机构获取这些船舶信息 ，实现对远海海域航行船舶的监控 。 但是各国对该技术持有不同的观点 ，IMO 目前也没有就该问题的发展和应用做出明确的政策指导 ， 人们还在不断地开展对该技术的深入研究 。 本
2、文将对该技术进行分析 ，并针对其发展的相关事项进行探讨 。2 卫星探测 AIS从概念上讲 ， 卫星探测 AIS 即使用一颗或者多颗低轨道的卫星 （卫星轨道高度在 600 km 到 1000 km），在这些卫星上面搭载 AIS 收发机来接收和解码 AIS 报文并将信息转发给相应的地球站 ， 从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息1。 卫星 AIS 系统主要用于传输 AIS 报文信息 ，以短消息数据传输为主 ，且运行卫星数量较少 ，属于低轨小卫星系统 。从小卫星提供的通信业务来划分 ， 卫星 AIS 属于非实时通信系统 ， 系统对船舶位置的覆盖不是一直持续的 ，要实现系统全球范围的覆盖并保证一定
3、数量地球站的使用 ， 有必要使用存储转发技术来传输 AIS 数据 。即用户发送的报文在卫星上解调 /解码 ， 若信宿站就在当前卫星覆盖范围内 ，文件就被立即转发到信宿站 ，否则文件将由卫星固态存储器保存 ， 等待卫星飞临信宿站上空时再被转发 。 在卫星覆盖区内 ，系统用户间可以实时地进行通信并下载数据2。 整个过程如图 1 所示 。 =3/4（d1-dml）100TPC式中 ： 为纵倾状态下拱垂修正前的排水量 ；dm1= （dF1dA1）/2。3 其它说明与结语在水尺计重过程中 ，除上述不同取值及算法外 ，还需作以下说明 ：（1）排水量港水密度修正 ：该项修正计算式常见有两种 ，即 =1.02
4、5和 =+ （式中 = -1.0251.025），通过公式变形容易看出 ，这两种公式实质是一样的 ；（2）排水量横倾修正 ：当船舶横倾较大时 ，尤其是大型散货船 ，应进行该项修正 。 其修正式为 = 6（d2-d1）（TPC2-TPC1），式中 ：TPC2、TPC1分别为船中两舷吃水的对应值 ； 对载重吨在 10 000 t 及以下的小型船舶 ，由于其横倾修正量非常小 ，可以忽略 ；（3）船舶常数的核算 ：在水尺计重过程中 ，应将装前或卸后计算出的实际排水量减去空船排水量 、淡水 、压载水 、燃油等重量 ，计算出船舶常数 （即 C 0G），然后将其与船方提供的沿用船舶常数进行核对 。如果相差较
5、大 ，应进一步检查核实各项测算数据 ，如无差错 ，则以核算得到的船舶常数为准 。水尺计重的计算过程较为复杂 ， 且影响计重结果的因素较多 。 通过上述问题的探讨 ，希望能为承运人及鉴定人在内的从业人员提供思考 ， 能有效地解决水尺计重工作中出现的问题 ，进而提高计重的准确度 。*作者：陈亚飞 . 浙江国际海运职业技术学院 讲师参考文献1 张钢 散装货物运输中水尺计重的原则和方法 J 中国航海 ，2006，（4）.2 SN/T 0187-93，进出口商品重量鉴定规程 -水尺计重 S.3 李清林 水尺检量中吃水差和船舶长度适用问题的分析 J世界海运 ，2007，30（3）.4 潘 浩 散装货物的水
6、尺计重 J 航海技术 ，1995，（1）.*卫星探测 AIS 的分析及其发展的研究山东海事局研究中心 张 哲 马桂山内容提要 ：近年来 ，随着人们对船舶远距离跟踪探测的需求不断增强 ，卫星探测 AIS 技术应运而生 。 文章介绍了卫星探测 AIS 技术的概念及各国对待该技术的态度 ，分析了其核心结构功能及性能特点 ，并从技术层面和应用层面探讨了卫星探测 AIS 技术的发展研究方向 。关键词 ：卫星探测 AIS 核心结构功能 性能特点 发展研究方向Analysis of Satellite Detection of AIS and Study on its DevelopmentAbstract
7、: Recently， satellite detection of AIS develops with the request of the long range detection of ships. This paper introduces theconcept of satellite detection of AIS and the attitudes of countries in the world， analyzes its capability characters and system corestructure function， and discusses the r
8、esearch methods of this technology from the aspects of technique and application.Key words: Satellite Detection of AIS core structure function capability characters research methods38 图 1 卫星转发 AIS 信息过程卫星探测 AIS 同传统的船船之间或船岸 AIS 探测之间在一些关键的技术参数上存在着不同 ，比如 ：接收机灵敏度 ，天线增益和可靠性要求等等 。除此之外 ， 人们对卫星探测 AIS 的性能要求同陆
9、地系统也不同 ： 传统 AIS 主要是为了实时可靠地成功接收和解码收到的报文 ； 而对使用卫星探测 AIS 来监控船舶 ，不需要有那么高的可靠性 ，对于距离海岸几百海里的船舶 ，每小时更新一次位置已经足够 ，对于更远海域的船舶 ，每 4 小时更新一次船位已经足够 。卫星探测 AIS 技术在国际上一经提出 ， 就引起了广泛的关注 ，在 MSC85 和 MSC86 会议上 ，许多代表团对任何人均可以接收并使用 AIS 信息特别是信息被用作商业用途表示关注 ； 同时还非常关注 A 类船载 AIS设备的改造要求 ，需要专门在现有 VHF 频段内分配无线电频段 ，即与 GMDSS 遇险 16 频道相邻的
10、频道 ；以及将该问题纳入 IMO 的电子航海战略的研究等问题 。 另有一些国家认为 IMO 正在建设 LRIT 系统 ， 现在发展卫星探测 AIS 是否存在重复建设表示质疑 。美国则认为卫星探测 AIS 的理念和技术仍在初始萌芽阶段 ，但应作为加强海上安全和保安的另一手段 。美国强调卫星探测 AIS 不能代替 LRIT， 而是对 LRIT的补充 、辅助 。对此 ， 我国代表提醒会议充分注意卫星探测 AIS可能给船舶安全和保安带来的负面影响 ； 并提议需要进一步论证开展卫星探测 AIS 的可行性和必要性 ，尤其是卫星获得 AIS 信息用于商业目的的潜在危害 ，以及对 LRIT 系统的不利影响等
11、； 应先深入进行相关研究 ，根据研究结果 ，视其必要 ，按照新工作项目程序开展下一步工作3。MSC 委员会最终决定 ， 可支持由 ITU 继续该项研究 ，但须注意与 LRIT 的关系 、安全保密和数据收集散发等方面的内容 ，在此阶段 IMO 不做任何承诺 ，待 ITU的研究结果后再做决定4。3 系统的核心结构功能及性能特点分析3.1 系 统 的 核 心 结 构 功 能从图 1 可见 ，船站 、卫星 、地面站是构成卫星 AIS系统的主要组成部分 ，三者分别对应船载地面移动站 、星载通信有效载荷单元 、地面固定岸站 。 其中扮演着核心角色的部分应该是星载通信有效载荷单元 ， 它应该具有系统网络管理
12、 、星历管理 、报文存储与转发以及信令管理等功能 。（1）网络资源管理 ：主要完成网络通信资源 ，如信令信道以及信息信道等资源的状态检测 ， 以及资源的按需分配 ； 并从接收到的 AIS 报文中将不需要的报文信息 、冗余信息以及其他干扰信息剔除 。（2）报文存储与转发 ：在接收到报文后 ，查看信宿站是否正处在覆盖区内 ，如果是 ，则将报文信息转发给它 ；如果不是 ，则对需要在卫星暂存的 AIS 报文进行所需存储空间的分配 、维护和回收 ，等信宿站进入到卫星覆盖区的时候再将存储信息发送给它 。（3）信令管理 ：代替系统网络中心的功能 ，负责用于通信 、控制及管理的全部信令的管理 。（4）星历管理
13、 ：根据卫星的轨道参数和运行时间建立卫星星下点地理位置和时间的映射关系 ， 并将星历情况通过下行的信令信道广播给当前覆盖区的所有用户 ， 以帮助这些 AIS 用户终端进行卫星位置预报和通信时间估计 ，进行区域协调 ，防止用户同时群发报文造成时隙冲突引起报文丢失 。（5）全网时钟源 ：通过发送信令帧对覆盖区内的 AIS用户终端进行广播 ，以帮助这些用户终端建立同步 。3.2 性 能 特 点关于卫星探测 AIS 技术的性能特点 ， 主要从以下几个方面进行总结 ：（1）报文内容 ：卫星 AIS 收集到的数据信息至少包括 ：MMSI 和船舶信息 、航行状态信息 、位置信息 、航速和航向等 。（2）时间
14、间隔 ：卫星 AIS 报告的时间间隙为几分钟或者几个小时 ， 这取决于卫星 AIS 系统的复杂性和设计情况以及海区船舶的密度 。 卫星 AIS 不能保证在任何环境下都能立刻获取数据 ， 因为卫星星座设置和目标船舶环境会延迟信息收集 ，有时达半个小时 。（3）数据可靠性 ：卫星探测 AIS 的一个特点在于可以探测不合作的用户 （在 AIS 频道传输假数据 ，特别是传输假位置信息 ），系统基于多普勒频移对卫星接收到的信号进行分析处理 ，可以进行核实 ，从而判断该信号是否发自报文中提供的位置 。（4）数据获取权限 ：卫星探测 AIS 消息的另一个特点就是全球开放服务 。 不同于点对点的系统 ，人们可
15、以简单迅速地接收配备 A 类设备的船舶发送的 AIS 数据 。 这样一来 ，数据的安全性就相对差一些 。 用户可以自由获取并使用接收到的 AIS 信号 ， 包括潜在的商业用途 ，这可能会对船舶保安带来一定的负面影响 。卫星探测 AIS 的分析及其发展的研究 张 哲 马桂山39 航海技术 2010 年 第 3 期（5）后续应用 ：卫星 AIS 获取的数据类似于传统的AIS 数据 。 现在陆地上的监控系统中已经普遍融合了AIS 系统 ，由于卫星 AIS 数据类似于传统的 AIS 数据 ，经过简单修改就可以加入到岸站收集到的数据中 ，从而容易地整合到现有的使用 AIS 数据的海事交通监管系统中去 ，
16、方便后续应用5。总结卫星 AIS 作为跟踪系统具有以下一些特点6：（1）高质量的服务 ：提供的内容信息丰富 ，并且能够检查船舶发送的位置信息的完整性 。（2）对用户限制少 ：卫星 AIS 不是点对点系统 ，用户不需要支付任何电信费用 。（3）覆盖面广 ：系统可以达到全球覆盖 ，包括极地区域 。（4）卫星 AIS 不是要取代 LRIT，而是要补充完善它 。 LRIT 是点对点通信工具 ，用于获取信息和监控 ；卫星 AIS 则是全球跟踪 ，用于船队管理 。4 发展方向的研究4.1 发 展 技 术 问 题 的 研 究美国 、 加拿大等一些技术先进的国家早已加入到对该技术的研究中去 ， 加拿大的 COM DEV 公司在2008 年就已经实验成功利用卫星 AIS 接收报文 。 从技术的角度上讲 ， 卫星探测 AIS 技术已经取得了不小的
