AIS系统的工作原理

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：

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3～4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：

2．AIS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。

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。