Автоматическая идентификация судов из космоса аис. Автоматическая идентификационная система (АИС)

АИС оборудованный системой на борту судна, представляет азимут и расстояние до близлежащих судов в формате отображения радиолокационной как.

Графическое отображение данных AIS на борту судна.

Система автоматической идентификации (AIS ) представляет собой автоматическую систему отслеживания, которая использует ретрансляторы на судах и используется службами движения судов (СДС). Когда спутники используются для обнаружения подписей AIS, термин спутниковой АИС используется (S-АИС). Информация АИС дополняет морской радар , который продолжает быть основным методом предотвращения столкновений для водного транспорта.

Информация, представленная оборудованием АИС, например, уникальной идентификации, положение , конечно же, и скорость, могут быть отображены на экране или ЭКНИС . АИС предназначена для оказания помощи судна, в watchstanding сотрудников и позволяют морским властям отслеживать и контролировать движения судов. АИС интегрирует стандартизированный УКВ приемопередатчик с системой позиционирования, таких как GPS - приемником, с другими датчиками электронных навигационных, например, гирокомпас или скорости указателей поворота . Суда, оснащенные приемопередатчиков АИС могут быть отслежены с помощью базовых станций АИС, расположенных вдоль береговых линий или, когда из ряда наземных сетей, за счет растущего числа спутников, которые снабжены специальными приемниками AIS , которые способны deconflicting большое количество подписей.

В 2007 году США испытания космического слежения AIS с TacSat-2 спутника. Тем не менее, принимаемые сигналы были повреждены из-за одновременного приема множества сигналов от спутника след.

В июле 2009 года SpaceQuest запущен AprizeSat -3 и AprizeSat-4 с приемниками AIS. Эти приемники были успешно смогло получить тестовые РЕЛИ маяки береговой охраны США прочь Гавайи в 2010 г. В июле 2010 года SpaceQuest и exactEarth Канады объявили соглашение, согласно которому данные AprizeSat-3 и AprizeSat-4 будет включен в exactEarth систему и доступны во всем мире как часть их службы exactAIS (TM).

25 февраля 2013 года, после того, как один год запуск delay- Ольборгского университета начал AAUSAT3 . Это CubeSat высотой 1U, вес 800 грамм, только разработанные студентами кафедры электронных систем. Он несет в себе два AIS приемников-традиционные и в SDR -На приемник. Проект был предложен и спонсируется администрацией Danish безопасности на море . Это был огромный успех, и имеет в первые 100 дней скачали более 800000 сообщений AIS и несколько 1 МГц сырых образцов радиосигналов. Он получает оба канала AIS одновременно и получил класса А, а также сообщений класса B. Стоимость включая запуск был меньше, чем € 200 000.

Спутниковая сеть АИС канадской exactEarth обеспечивает глобальное покрытие с использованием 8 спутников. Эта сеть будет значительно расширена с объявлением о партнерстве с Harris Corp , чтобы использовать 58 полезных нагрузок, размещенных на СЛЕДУЮЩИЙ Iridium созвездие. Кроме того exactEarth участвует в разработке технологии ABSEA , которая позволит сеть надежно обнаруживать высокую долю сообщений типа класса B, а также класс А.

ORBCOMM управляет глобальной спутниковой сети, которая включает в себя 18 АИС с поддержкой спутников. ORBCOMM в OG2 (ORBCOMM Generation 2) Спутники оснащены автоматической идентификационной системы (АИС) полезной нагрузки для приема и сообщать передач от AIS-судов, оснащенных для отслеживания судов и других морских навигационных и безопасности усилий и загрузки на 16 существующих земных станций ORBCOMM вокруг земной шар.

В июле 2014 года ORBCOMM запустила первые 6 OG2 спутников на борту SpaceX ракеты Falcon 9 с мыса Канаверал, штат Флорида. Каждый OG2 спутник несет полезную нагрузку приемника AIS. Все 6 OG2 спутники были успешно развернуты на орбиту и начал посылать телеметрию на ORBCOMM вскоре после запуска. В декабре 2015 года компания запустила одиннадцать дополнительных AIS с поддержкой OG2 спутников на борту ракеты SpaceXFalcon 9. Этот специальный запуск отмечен второй и заключительный OG2 миссии ORBCOMM, чтобы завершить его следующего поколения спутниковой группировки. По сравнению с его текущими OG1 спутников, OG2 спутников ORBCOMM разработаны для более быстрой доставки сообщений, больших размеров сообщений и лучшего покрытия на более высоких широтах, увеличивая пропускную способность сети.

В августе 2017 года, Spire Global Inc. выпустила API, который обеспечивает данные S-АИС расширенного машинного обучения (суды и Предсказывать), подкрепленную ее 40+ созвездием нано-спутники.

Корреляция источников данных

Корреляция оптические и радиолокационные изображения с подписями S-AIS позволяет конечному пользователю быстро идентифицировать все типы судна. Большая сила S-АИС является легкость, с которой она может быть соотнесена с дополнительной информацией из других источников, таких как радар, оптическая, ESM, и более связанных SAR , инструменты, такие как ГМССБ САРСАТ и AMVER . Радиолокационные Спутниковый и другие источники могут внести свой вклад в морское наблюдение пути обнаружения всех судов в конкретных морских районах, представляющего интереса, особенно полезного атрибут при попытке координировать спасательные усилия на больших расстояниях или при решении вопросов СДСА.

Приложения

только текст АИС дисплей A судна, список диапазонов, подшипники, и названия ближайших конструкции судов

Первоначальная цель АИС была исключительно для предотвращения столкновений, но и многие другие приложения, с тех пор разработаны и продолжают разрабатываться. АИС в настоящее время используется для:

Избежание столкновения АИСЫ были разработаны ИМО техническими комитетами в качестве технологии, чтобы избежать столкновений между крупными судами в море, которые не в пределах досягаемости береговых систем. Технология идентифицирует каждое судно по отдельности, вместе с его конкретной позиции и движения, что позволяет виртуальную картинку, которая будет создана в режиме реального времени. Стандарты АИС включают разнообразные автоматические расчеты на основе этих отчетов о местоположении, таких как точки наибольшего сближения (CPA) и столкновения сигнализации. Как АИС не используется всеми судами, АИС, как правило, используется в сочетании с РЛС. Когда судно совершает плавание в море, информация о движении и самобытности других судов в районе имеет решающее значение для навигаторов, чтобы принимать решения, чтобы избежать столкновений с другими судами и опасностями (мели или скалами). Визуальное наблюдение (например, без посторонней помощи, бинокли и приборы ночного видения), аудио обмены (например, свисток, рога и УКВ - радио), а также радар или автоматической радиолокационной Plotting Aid исторически используются для этой цели. Эти превентивные механизмы, однако, иногда не из - за задержки, радиолокационные ограничения, просчеты и отображение неисправностей и могут привести к столкновению. В то время как требования АИС для отображения только очень простой текстовой информации, полученные данные могут быть интегрированы с графической электронной картой или дисплеем радара, обеспечивая консолидированную навигационную информацию на одном экране. Мониторинг флота Рыбалка и контроль АИС широко используется национальными органами для отслеживания и контроля за деятельностью своих национальных рыболовных флотов. АИС позволяет власти надежно и экономически эффективно контролировать деятельность рыболовного судна вдоль их береговой линии, как правило, из в диапазон 100 км (60 миль), в зависимости от местоположения и качества береговых приемников на основе / базовые станций с дополнительными данными сетей на основе спутниковых. Морская безопасность АИС позволяет органы выявлять конкретный суд и их деятельность в пределах или вблизи нация исключительной экономической зоны . Когда данные АИС слит с существующими радарные системы, власти могут дифференцироваться между судами более легко. Данные АИС могут быть автоматически обработаны для создания нормализованных моделей деятельности для отдельных судов, которые при нарушенного, создать оповещение, таким образом, выделяя потенциальные угрозы для более эффективного использования средств безопасности. АИС повышает осведомленность морской области и позволяет повышенные меры безопасности и контроля. Кроме того, АИС может быть применен к пресной воде рек систем и озер . Средства для навигации АИС средство навигации (AtoN) стандартный продукт было разработано с возможностью транслировать позиции и имена других, чем суда объектов, такие как навигационная помощь и маркерные позиции и динамические данные, отражающих окружающую среду маркеров (например, тока и климатические условия). Эти средства могут быть расположены на берегу, например, в маяке , или на воде, платформ или буев . США береговая охрана предположила, что АИС может заменить Racon (радиолокационные маяки) в настоящее время используется для электронных навигационных средств. AtoNs позволяют органам удаленно следить за состоянием буй, например, состояние фонаря, а также передачи оперативных данных от датчиков (таких как погода и состояние моря) , расположенный на буй обратно в сосудах, снабженных приемопередатчиками АИС или местных властей, AtoN будет транслировать свою позицию и идентичность вместе со всей прочей информацией. Стандарт AtoN также позволяет передающую «виртуального» АТОН позиций причем одно устройство может передавать сообщения с «» ложной позиции таким образом, что на электронных карт появляется сигнал маркера AtoN, хотя физический AtoN не может присутствовать в этом месте. Поиск и спасение Для координации на месте происшествия ресурсов морского поиска и спасательные операций (SAR), то необходимо иметь данные о положении и навигации состоянии других судов в непосредственной близости. В таких случаях, АИС может предоставить дополнительную информацию и повысить осведомленность о доступных ресурсах, даже если диапазон AIS ограничивается диапазоном УКВ - радио. Стандарт АИС также предусматривается возможность использования на SAR воздушного судна, и включает в себя сообщение (AIS сообщение 9) для самолетов, чтобы сообщить свою позицию. Для облегчения поиска и спасания судов и самолетов в поиске людей, терпящих бедствие, спецификация (IEC 61097-14 Ed 1,0) для АИС на основе SAR передатчика (AIS-SART) был разработан в МЭК рабочей группы TC80 АИС. AIS-SART был добавлен в Global Maritime Distress безопасности системы правил с 1 января 2010 года АИС-сартах были доступны на рынке с 2009 года, по крайней мере последних правил уполномочили установку систем АИС по всей безопасности жизни на море (СОЛАС) суд и суд более 300 тонн. расследование несчастных случаев Информация АИС, полученная VTS имеет важное значение для расследования несчастного случая, так как он обеспечивает точные исторические данные о время, идентичности, положении GPS на основе, компас, конечно, над землей, скорость (по логу / SOG), а ставки в свою очереди, а не менее точная информация, предоставляемая радаром. Более полная картина событий может быть получена путем Voyage записи данных (VDR) данных, если таковой имеется и поддерживается на борту деталей движения судов, голосовой связи и радиолокации снимков во время аварий. Однако данные VDR не поддерживается из - за ограниченное хранение двенадцать часов по ИМО требованию. оценки океанических течений текущие оценки поверхности океана на основе анализа данных АИС были доступны от французской компании, электронного одына, начиная с декабря 2015 года.: Защита инфраструктуры информация АИС может использоваться владельцами морского дна инфраструктуры морской, такие как кабели или трубопроводы, чтобы следить за деятельностью судов, близких к их активам в близком к реальному времени. Эта информация может быть использована для запуска оповещения, чтобы информировать владельца и потенциально избежать инцидента, в котором может произойти повреждение актива. Fleet и отслеживание грузов Интернет распространен АИС может использоваться флотом или судовыми менеджерами следить за глобальное расположение своих кораблей. Грузовые диспетчеры, или владельцы товаров в пути могут отслеживать ход груза и предвидеть время прибытия в порт.

Как это устроено

Обзор системы от береговой охраны США

Общий обзор

АИС приемопередатчики автоматически транслировать информацию, например, их положение, скорость и навигационного состояния, через регулярные промежутки времени с помощью передатчика, встроенного в УКВ трансивера. Информация исходит от навигационных датчиков судна, как правило, его (GNSS) приемника и гирокомпаса . Другая информация, например, название судна и знак VHF вызова запрограммирован при установке оборудования и регулярно передаются. Сигналы принимаются приемопередатчиков АИС, установленных на других судах или на наземных систем, таких как системы СДС. Полученная информация может быть отображена на экране или плоттер, показывая позиции других судов во многом таким же образом, как дисплей радара. Данные передаются через систему слежения, которая делает использование САМООРГАНИЗОВАННОЙ Отдел множественного доступа с временным (SOTDMA) Datalink разработан шведским изобретателем Хакан Ланс .

Стандарт АИС включает в себя несколько подстандартов называемых «типов», которые определяют отдельные виды продукции. Спецификация для каждого типа продукта предоставляет подробную техническую спецификацию, которая обеспечивает общую целостность глобальной системы АИС в рамках которой все виды продукции должны работать. Основные виды продукции, описанные в стандартах системы AIS являются:

Класс A Судно монтажа АИС трансивер (передача и прием), который работает с использованием СОТДМА. Предназначенная для крупных торговых суден, SOTDMA требует приемопередатчика, чтобы поддерживать постоянно обновленную карту слота в своей памяти таким образом, что он имеет предварительное знание слотов, которые доступны для его передачи. SOTDMA приемопередатчики будет затем предварительно объявить их передачу, эффективно оставляя их слот передачи. передачи СОТДМА поэтому приоритет в рамках системы АИС. Это достигается за счет 2 приемников в непрерывном режиме. Класс А, должны иметь встроенный дисплей, передавать на 12,5 Вт, возможность интерфейса с несколькими системами корабля, и предлагают сложный выбор возможностей и функций. Скорость передачи по умолчанию каждые несколько секунд. совместимые устройства типа АИС класса А принимать все типы сообщений AIS. Класс B Судно монтажа АИС трансивер (передача и прием), который работает с использованием либо опросом несущей с временным разделением множественного доступа (КСТДМА) или СОТДМА; Есть в настоящее время 2 отдельные спецификации ИМО для класса B. Прицельный на легких коммерческих и отдыха рынках. КСТДМЫ приемопередатчики слушать слот карту непосредственно перед передачей и искать слот, где «шум» в слоте является тем же самым или похожим на фоновый шум, тем самым указывая, что слот не используется другим устройством АИС. Bs класса передачи в 2 Вт и не требуется иметь встроенный дисплей: Класс Bs может быть подключен к большинству систем отображения, где полученные сообщения будут отображаться в списках или наложенные друг на друге на графиках. Скорость передачи по умолчанию, как правило, через каждые 30 секунд, но это может варьироваться в зависимости от скорости судна или инструкций от базовых станций. Стандартный тип класса B требует комплексного GPS и некоторые светодиодные индикаторы. Класс B оборудование принимает все типы сообщений AIS. Базовая станция Береговое приемопередатчик АИС (передача и прием), который работает с использованием СОТДМА. Базовые станции имеют сложный набор функций и функций, которые в стандарте АИС способны управлять системой AIS и всех устройств, работающих в ней. Возможность опрашивать отдельные приемопередатчики для отчетов о состоянии и передавать или изменения частоты. Средства для навигации (AtoN) Или буй стороны берега на основе приемопередатчик (передача и прием), который работает с использованием фиксированного доступа с временным разделением множественного доступа (FATDMA). Предназначен для сбора и передачи данных, связанных с морских и погодных условий, а также релейные сообщений AIS для расширения зоны покрытия сети. Поиск и спасание приемопередатчик (РЛО) Специалист устройства АИС создан в качестве аварийного радиомаяка, который работает с использованием предварительно объявить с временным разделением множественного доступа (PATDMA), или иногда называют «модифицированной SOTDMA». Устройство случайным образом выбирает слот для передачи и будет передавать взрыв восьми сообщений в минуту, чтобы максимизировать вероятность успешной передачи. РЛО требуется передавать до не более пяти миль и передает специальный формат сообщения распознается другими устройствами АИС. Устройство предназначено для периодического использования и только в экстренных случаях из-за его работы PATDMA типа, который размещает напряжение на слот-карте. Специалист приемопередатчики АИС Несмотря на наличие ИМО / IEC опубликованы спецификации AIS, ряд органов позволили и поощрять развитие гибридных устройств АИС. Эти устройства стремятся сохранить целостность структуры ядра передачи AIS и конструкцию для обеспечения эксплуатационной надежности, но добавить ряд дополнительных функций и функций в соответствии с их конкретными требованиями. «Идентификатор» АИС трансивер является одним из таких продуктов, где технология КСТДМА класса B сердечник предназначен для того, чтобы устройство передает в полном соответствии со спецификациями ИМО, но ряд изменений были сделаны, чтобы дать ему возможность быть с питанием от батарей, низкий стоимость и более проста в установке и развертывании в больших количествах. Такие устройства не будут иметь международный сертификат против спецификации ИМО, так как они будут соблюдать пропорции соответствующей спецификации. Как правило, власти будут делать свои собственные подробные технические оценки и проверки, чтобы убедиться, что операция Ядра устройства не вредит международную систему AIS.

приемники AIS не указаны в стандартах AIS, потому что они не передают. Основная угроза целостности любой системы АИС являются несоответствующие передачи AIS, поэтому заботливые характеристики всех передающих устройств AIS. Тем не менее, это также отметить, что АИС трансиверов все передачи по нескольким каналам в соответствии с требованиями стандартов АИС. В качестве такого одноканального или мультиплексирования, приемники не будут получать все сообщения АИС. Только приемники двухканальных будут получать все сообщения АИС.

Испытания и утверждение

АИС представляет собой технологию, которая была разработана под эгидой ИМО по своим техническим комитетам. Технические комитеты разработали и опубликовали серию спецификаций продукции AIS. Каждая спецификация определяет конкретный продукт АИС, который был тщательно создан, чтобы работать в точном пути со всеми другими устройствами АИС четко определенными, обеспечивая таким образом АИСА интероперабельности системы по всему миру. Поддержание целостности спецификации считается критическим для функционирования системы АИС и безопасности судов и органов, использующих эту технологию. В таких большинстве стран требуют, чтобы продукты АИС независимо протестированы и сертифицированы на соответствие конкретной опубликованной спецификации. Продукты, которые не были испытаны и сертифицированы компетентным органом, не могут соответствовать требуемым АИСАМ опубликованной спецификации и, следовательно, не могут работать, как ожидаются, в полевых условиях. Наиболее широко признаны и приняты сертификаты являются R & TTE Директивы, США Федеральная комиссия по связи и промышленности Канады , каждый из которых требует независимой проверки квалифицированного и независимого тестирования агентства.

типы сообщений

Есть 27 различных типов сообщений верхних уровней, определенные в Рекомендации МСЭ M.1371-4 (из возможности 64), которые могут быть отправлены по приемопередатчикам АИС.

АИС сообщений 6, 8, 25 и 26 обеспечивают "Application Specific Messages" (ASM), что позволяет "компетентные органы" , чтобы определить дополнительные сообщения подтипы AIS. Есть и «имя» (ПРО) и «широковещательные» (BBM) варианты сообщения. Обращались сообщения, в то время как содержащее назначение ММСИ , не являются частными и может быть расшифрована любым приемником.

Одним из первых применений ПКРА был Сент - Лаврентий использование АИС двоичных сообщений (типа сообщения 8) предоставлять информацию об уровнях воды, блокировки заказах и погоде. Панамский канал использует тип АИС 8 сообщений для предоставления информации о дожде вдоль канала и ветра в замках. В 2010 году Международная морская организация издал циркуляр 289 , который определяет следующую итерацию ПКР для типа 6 и 8 сообщений. Александр, Schwehr и Зеттерберг предложили сообщество компетентных органов работать вместе, чтобы поддерживать региональный регистр этих сообщений и их мест использования. Международная ассоциация морских средств навигации и маячных (IALA-AISM) в настоящее время установлен процесс сбора региональных конкретных приложений сообщений.

Подробное описание: блоки класса А

Каждый приемопередатчик АИС состоит из одной У передатчика, два ОВЧ TDMA приемников, один У - цифровая избирательный вызова (DSC) приемник, и ссылки на корабельный дисплей и сенсорные системы с помощью стандартных морских электронных сообщений (например, NMEA 0183 , также известного как IEC 61162). Сроки имеют жизненно важное значение для надлежащей синхронизации и отображения интервала (планирование передачи) для блока класса А. Таким образом, каждый блок должен иметь внутреннюю базу времени, синхронизированный с глобальной навигационной спутниковой системы (например, GPS) приемника. Этот внутренний приемник может также использоваться для информации о местоположении. Однако позиция обычно обеспечивается с помощью внешнего приемника, такие как GPS , Loran-C или инерциальной навигационной системы и внутреннего приемника используется только в качестве резервного для информации о местоположении. Другая информация в эфире АИС, если имеется, в электронном виде получают из судового оборудования с помощью стандартных соединений морских данных. Возглавляя информация, положение (широта и долгота), «скорость над землей», и скорость поворота, как правило, обеспечивается всеми судами, оснащенных АИС. Другая информация, например, назначения, и ETA также могут быть предоставлены.

Приемопередатчик AIS обычно работает в автономном режиме и непрерывном, независимо от того, работают в открытом море или прибрежных или внутренних районах. АИСЫ приемопередатчики используют две различные частоты, ОВЧ морских каналы 87b (161,975 МГц) и 88b (162,025 МГц), а также использовать 9,6 кбит / с гауссовой минимальной манипуляцией (GMSK) модуляцию по каналам 25 кГц с использованием высокого уровня управления каналом передачи данных (HDLC) пакет протокола. Хотя только один радиоканал необходимо, каждая станция передает и принимает в течение двух радиоканалов, чтобы избежать проблем с помехами, и позволить каналы, которые будут сдвинуты без потери связи с других судов. Система обеспечивает автоматическое разрешения конфликтов между собой и другими станциями, и целостность связи поддерживается даже в ситуациях перегрузки.

Для того, чтобы гарантировать, что УКВ передачи различных приемопередатчиков не происходят в то же время, сигналы мультиплексируются по времени с использованием технологии под названием САМООРГАНИЗОВАННОЙ Time Division Multiple Access (СОТДМА). Конструкция этой технологии запатентованы, и имеет ли этот патент был отменен для использования судами СОЛАС является предметом дискуссий между производителями систем АИС и патентообладателем, Хакан Ланс . Кроме того, США по патентам и товарным знакам (USPTO) отменили все претензии в оригинале патента на 30 марта 2010 года.

Для того, чтобы наиболее эффективно использовать пропускную способность имеющихся, судов, которые привязаны или движущиеся медленно передавать реже, чем те, которые движутся быстрее или маневрировании. Частота обновления составляет от 3 минут для анкерными или пришвартованных судов, на 2 секунды для быстрого перемещения или маневрирования судов, причем последний аналогичен обычной морской радар.

Каждая станция AIS определяет свой собственный график передачи (слот), основываясь на данных связать историю движения и осознание возможных будущих действий других станций. Отчет о положении от одной станции вписывается в одну из 2250 временных интервалов, установленных через каждые 60 секунд на каждой частоте. Станции АИС непрерывно синхронизировать себя друг с другом, чтобы избежать перекрытия игровых передач. Выбор слота с помощью станции АИС рандомизированы в пределах определенного интервала и отмеченных со случайным тайм - аут от 4 до 8 минут. Когда станция изменяет свое назначение слотов, он объявляет как новое положение и тайм - аут для этого места. Таким образом, новые станции, в том числе тех станций, которые внезапно приходят в радио диапазоне, близком к другим судам, всегда будут получены этими судами.

Требуемая мощность судовых сообщений в соответствии со стандартом производительности ИМО составляет минимум 2000 временных интервалов в минуту, хотя система обеспечивает 4,500 временных интервалов в минуту. Широковещательный режим SOTDMA позволяет системе быть перегружена от 400 до 500% путем обмен временных интервалов, и по-прежнему обеспечивает почти 100% пропускную способность для судов ближе, чем от 8 до 10 NMI друг с другом на корабле в режиме корабля. В случае перегрузки системы, только цели еще дальше будут подвергаться отсева, чтобы дать предпочтение ближе цели, которые имеют большую озабоченность операторов судов. На практике, емкость системы практически неограничен, что позволяет для большого количества судов, которые могут находиться одновременно.

Диапазон охвата системы аналогичен другим приложений У. Диапазон любого УКВ радио определяется несколькими факторами, основными факторами являются: высота и качество передающей антенны, а высота и качество приемной антенны. Его распространение лучше, чем у радара, в связи с большей длиной волны, так что можно достичь вокруг изгибов и за островами, если массы суши не слишком высоки. Упреждающее расстояние в море номинально 20 NMI (37 км). С помощью ретрансляторов, покрытие для обоих судов и станций СУДС могут быть значительно улучшены.

Система имеет обратную совместимость с цифровыми системами селективных вызовов, позволяя береговые системы ГМССБ недорого создать рабочие каналы АИС и идентифицировать и отслеживать АИС-оборудованных судов, а также предназначено для полной замены существующих DSC-систем на базе трансивера.

Береговые сети АИС система в настоящее время строится по всему миру. Одна из самых больших в полном объеме, реальные систем времени с полной поддержкой маршрутизации в Китае. Эта система была построена между 2003 и 2007 годами и была доставлена Saab TranspondereTech. Все китайское побережье покрыто около 250 базовых станций в горячем режиме ожидания конфигураций, включая семьдесят компьютерных серверах в трех основных регионах. Сотни пользователей, базирующихся на берегу, в том числе около двадцать-пять службы управления движением судов (СУДС) центров, которые подключены к сети и имеют возможность увидеть морскую картину, а также может взаимодействовать с каждым судном, используя (Safety Связанные сообщения) СУР в. Все данные в режиме реального времени. Эта система была разработана с целью повышения безопасности и охраны судов и портовых сооружений. Он также разработан в соответствии с архитектурой SOA с розеткой подключения на основе и с использованием стандартизированного протокола IEC АИС весь путь к пользователям СДС. Базовые станции имеют горячие резерв единиц (IEC 62320-1) , а сеть является решением сети третьего поколения.

К началу 2007 года, новый мировой стандарт для базовых станций АИС был утвержден, стандарт IEC 62320-1. Старая рекомендация IALA и новый стандарт IEC 62320-1 в некоторых функциях несовместимы, и поэтому подключенные сетевые решения должны быть обновлены. Это не повлияет на пользователей, но разработчики систем необходимо обновить программное обеспечение, чтобы приспособить новый стандарт. Стандарт для базовых станций АИС был долгожданный. В настоящее время одноранговых сетей существует с мобильных телефонов класса А. Базовые станции могут контролировать трафик сообщений АИС в регионе, который будет надеяться, уменьшить количество столкновений пакетов.

информация о вещании

Приемопередатчик АИС отправляет следующие данные каждые 2 до 10 секунд в зависимости от скорости этих судов на ходу, и каждые 3 минуты в то время как судно находится на якоре:

• Судна морской подвижной службы (MMSI) - уникальный девятизначный идентификационный номер.
• Навигации статус - «на якоре», «на ходу с использованием двигателя (ей)», «не под командованием» и т.д.
• Скорость поворота - вправо или влево, от 0 до 720 градусов в минуту
• Скорость относительно земли - 0,1-узел (0,19 км / ч) Разрешение от 0 до 102 узлов (189 км / ч)
• Позиционная точность:
  • Долгота - до 0,000 1 минуты
  • Широта - до 0,000 1 минуты
• Курс относительно земли - относительно истинного севера до 0,1 °
• Правда заголовок - от 0 до 359 градусов (например, от гирокомпаса)
• Правда подшипник на собственной позиции. 0 до 359 градусов
• UTC Секунды - Секунды поле времени UTC, когда были произведены эти данные. Полная метка времени нет.
.
• Проект судна - 0,1 метра до 25,5 метров
• Назначение - макс. 20 символов
• ETA (расчетное время прибытия) в пункт назначения - UTC месяц / день час: минута
• Дополнительно: высокая точность запрос времени, судно может запросить другой суд обеспечивает высокую точность время UTC и штамп времени

Подробное описание: блоки класса B

Класс B трансиверов меньше, проще и дешевле, чем приемопередатчики класса А. Каждый состоит из одного передатчика УКВ, двух УКВ множественного доступа с несущей Sense с временным разделением каналов (КСТДМА) приемников, так как переменного ОВЧ цифрового избирательного вызова (DSC) приемник и активной антенны GPS. Хотя формат вывод данных поддерживает информацию о курсе, в общей единицы не сопряжена с компасом, поэтому эти данные передаются редко. Выход это стандартный поток данных АИС в 38,400 кбите / с, форматами, как RS232 и / или NMEA. Для того, чтобы предотвратить перегрузку доступной полосы пропускания, мощность передачи ограничена 2 Вт, что дает диапазон около 5-10 ми.

Четыре сообщения определены для класса В единицах:

Сообщение 14 Безопасность Связанного Сообщение: Это сообщение передаются по запросу для пользователя - некоторые трансивер есть кнопка, которая позволяет ему быть отправлен, или он может быть направлен через программный интерфейс. Он посылает заранее заданное сообщение безопасности. Сообщение 18 Стандартный класс B CS Position Report: Это сообщение отправляются каждые 3 минут, где скорость относительно земли (SOG) составляет менее 2 узлов, или каждые 30 секунд в течение большей скорости. MMSI, время, SOG, COG, долгота, широта, истинный курс Сообщение 19 Расширенное Оборудование класса B Position Report: Это сообщение предназначено для протокола SOTDMA, и слишком долго, чтобы быть передана как КСТДМО. Однако береговая станция может опрашивать трансивер это сообщение будет отправлено. MMSI, время, SOG, COG, долгота, широта, истинный курс, тип судна, размеры. Сообщение 24 Класс B CS Статический отчет с данными: Это сообщение отправляется каждые 6 минут, один и тот же промежуток времени, как и для приемопередатчики класса А. Из-за своей длины, это сообщение разделено на две части, отправленных в течение одной минуты друг от друга. Это сообщение было определено после первоначальной спецификации AIS, поэтому некоторые блоки класса А, может потребоваться обновление встроенного программного обеспечения, чтобы иметь возможность расшифровать это сообщение. MMSI, название лодки, тип судна, позывной, размеры и оборудование Vendor ID.

Подробное описание: AIS приемников

Ряд производителей предлагают AIS - приемники, предназначенные для мониторинга трафика AIS. Они могут иметь два приемника, для мониторинга обе частоты одновременно, или они могут переключаться между частотами (тем самым недостающими сообщениями на другом канале, но по сниженной цене). В общем, они будут выход RS232 , NMEA , USB или UDP данных для отображения на электронных плоттеры диаграммы или компьютеров.

Техническая спецификация

характеристики РЧ

АИС использует Согласованная на глобальном Обозначенная Marine Band каналы 87 & 88.

АИС использует высокую сторону дуплекса от двух УКВ-радио «каналов» (87B) и (88B)

• Канал A 161.975 МГц (87B)
• Канал B 162,025 МГц (88B)

Симплекс каналы 87А и 88А используют более низкую частоту, так что они не страдают от этого выделения и до сих пор могут быть использованы в качестве предназначенных для морской подвижной частотного плана.

Большинство передач AIS состоят из очередей из нескольких сообщений. В этих случаях между сообщениями, передатчик АИС должен изменить канал.

Перед тем, как передаются сообщения АИС должны быть NRZI закодированы.

Сообщения АИС передаются с использованием GMSK модуляции. GMSK модулятор BT-продукт, используемый для передачи данных должна быть 0,4 максимума (высокое номинальное значение).

В GMSK кодированные данные должны модулировать частоту передатчика УКВ. Индекс модуляции должен составлять 0,5.

Скорость передачи битов передачи 9600bit / с

Обычные УКВ приемники могут получить AIS с фильтрацией отключенной (фильтрация уничтожает данные GMSK). Тем не менее, аудио выход из радио должен был бы быть затем декодируют. Есть несколько приложений для ПК, которые могут сделать это.

организация сообщений

Поскольку существует множество автоматических устройств передачи сообщений AIS, чтобы избежать конфликта, РФ пространство организовано в кадрах. Каждый кадр длится ровно 1 минуту и ​​начинается каждую минуту границы. Каждый кадр делится на 2250 слотов. Как передача может происходить на 2-х каналов, есть 4500 доступных слотов в минуту. В зависимости от типа и состояния оборудования и состояния слот карты AIS, каждый передатчик AIS будет посылать сообщения, используя один из следующих схем:

1. ITDMA (инкрементные с временным разделением множественного доступа)
2. RATDMA (с временным разделением каналов произвольного доступа множественного доступа)
3. FATDMA (с временным разделением каналов фиксированного доступа множественного доступа)
4. SOTDMA (самоорганизующиеся с временным разделением множественного доступа)

Схема доступа ITDMA позволяет устройство предварительно объявить интервалы передачи из не-повторяемого характера, ITDMA слоты должны быть помечены таким образом, чтобы они зарезервированы для одного дополнительного кадра. Это позволяет устройство предварительно объявить его распределение для автономной и непрерывной работы.

ITDMA используется в трех случаях:

• канал передачи данных входа в сеть;
• временные изменения и переходы в периодических интервалах отчетности;
• предварительное объявление о сообщениях, связанных с безопасностью.

RATDMA используется, когда устройство должно выделить слот, который не был предварительно объявлено. Это обычно делается для первого интервала передачи, или для сообщений не-повторяемого характера.

FATDMA используется только базовыми станциями. FATDMA выделены слоты используются для повторяющихся сообщений.

SOTDMA используется мобильных устройств, работающих в автономном режиме и непрерывной. Цель схемы доступа должен предложить алгоритм доступа, который быстро устраняет конфликты без вмешательства со стороны контролирующих станций.

формат сообщения

Слот АИС длиной 26,66 мс. Модуляции данных 9600 бит / с, так что каждый паз имеет максимальную емкость 256 бит. Кадрирование происходит от HDLC стандарта, описанного в ISO / IEC 13239: 2002.

Каждый слот структурирован как таковой: <8 bit ramp up><24 bit preamble><8 bit start flag><168 bit payload><16 bit CRC><8 bit stop flag><24 bit buffer>

• 24 бита преамбулы: это последовательность 01 ...
• Начало флаг: 0x7E
• 168 бит полезной нагрузки, это Тело сообщения АИС. Для сообщений, требующих большего количества данных, необходимо использовать несколько слотов (максимум 5).
• 16 бит CRC-16-CCITT : 16-разрядный полином для вычисления контрольной суммы.
• Прекратить флаг: 0x7E
• 24 - битовый буфер, используемый для вставки бит

  Все сообщения АИС передают 3 основных элементов информации:

  1. MMSI номер судна или оборудования, которое имеет передатчик (базовую станцию, буй и т.д.)
  2. Идентификация сообщения передается (см таблицу ниже)
  3. Индикатор повтора, который был разработан для использования повторяющихся сообщений через препятствие с помощью релейных устройств.

  В следующей таблице приведено краткое описание всех используемых в настоящее время сообщений AIS.

  Айс сообщение	использование

Морское радиооборудование – оборудование, предназначенное для охраны человеческой жизни на море, обеспечения безопасности мореплавания, управления работой флота и передачи общественной и частной корреспонденции. Для эффективного использования радиооборудования на судах необходимо знать его принципы построения, технические характеристики и особенности эксплуатации. В зависимости от района плавания к морскому радиооборудованию выдвигаются различные требования.

А1 – в зоне действия береговых УКВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ.
А2 – в зоне действия ПВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ, исключая район А1.
А3 – в зоне действия спутников ИНМАРСАТ, исключая районы А1 и А2.
А4 – за пределами районов А1, А2, А3.
Таким образом, радиооборудование на судне состоит из трех комплексов: аппаратура УКВ-диапазона, аппаратура ПВ/КВ-диапазона и судовая земная станция (СЗС) системы ИНМАРСАТ. Вне зависимости от районов плавания на каждом судне должны быть установлены: УКВ-радиоустановка, РЛО (радиолокационный маяк-ответчик), приемник НАВТЕКС, АРБ (аварийный радиобуй), портативные аварийные УКВ-радиостанции.

Радиооборудование на судне должно удовлетворять требованиям ГМССБ, указанным в правилах РМРС (Российского Морского Регистра Судоходства) и РРР (Российского Речного Регистра). На каждом судне должен быть размещен запасной источник питания, с помощью которого радиооборудование могло бы обеспечивать связь при бедствии в случае поломки или повреждения главного и аварийного источников энергии. При переходе от одного источника питания к другому, должна срабатывать световая и звуковая сигнализации. Для работы и ремонта оборудования предоставляется техническое обслуживание, которое выполняет следующие процедуры: доставка до места установки, хранение (при необходимости) и установка. Все эти этапы должны выполняться в соответствии с инструкциями в технической документации.

Качество радиооборудования представляет собой совокупность показателей, определяющих его соответствие современным требованиям науки и техники. К показателям качества прибора относят надежность, эксплуатационные характеристики, экономичность, безопасность, дизайн и т.д. Многие показатели имеют числовое значение и, по существу, определяют эффективность применения любого оборудования на судне.

На судах водоизмещением свыше 500 р.т. должно быть не менее трех УКВ переносных станций и двух радиолокационных ответчиков. На судах водоизмещением от 300 до 500 р.т. - две станции и 1 РЛО. Также рекомендуется оборудовать суда аппаратурой для приема факсимиле.

В каталоге товаров компании Вы можете ознакомиться с различными моделями и марками мировых производителей радиооборудования и сделать необходимый заказ.

Автоматическая идентификационная система

Дисплей судовой АИС (Класс А)

АИС (Aвтоматическая идентификационная система, (англ. AIS Automatic Identification System ) – в судоходстве система служащая для идентификации судов, их габаритов, курса и других данных с помощью радиоволн ОВЧ/УКВ- диапазона.

В последнее время появилась тенденция трактовать АИС как Aвтоматическая информационная система, (англ. AIS Automatic Information System ), что связано с расширением функциональности системы по сравнению с ординарной задачей идентификации судов.

В соответствии с Конвенцией SOLAS 74/88 является обязательным для судов водоизмещением свыше 300 регистровых тонн совершающих международные рейсы, судов водоизмещением более 500 регистровых тонн не совершающих международные рейсы и всех пассажирских судов. Суда и яхты с меньшим водоизмещением могут быть оборудованы прибором класса Б. Передача данных осуществляется на международных каналах связи AIS 1 и AIS 2 в протоколе SOTDMA (англ. Self Organising Time Division Multiple Accsess ). Применяется частотная модуляция с манипуляцией GMSK.

Назначение

АИС предназначена для повышения уровня безопасности мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации центра управления движением судов (ЦУДС), защиты окружающей среды, обеспечивая выполнение следующих функций:

• как средство предупреждения столкновений в режиме судно-судно;
• как средство получения компетентными береговыми службами информации о судне и грузе;
• как инструмент ЦУДС в режиме судно-берег для управления движением судов;
• как средство мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасанию (SAR).

Компоненты АИС

АИС система включает в себя следующие компоненты:

• УКВ передатчик,
• один - два УКВ приемника,
• приемник глобальной спутниковой навигации (например, GPS , ГЛОНАСС), для России модуль ГЛОНАСС в приборе АИС является строго обязательным, основным источником координат. GPS - вспомогательным и может браться от приемника GPS по шине NMEA;
• модулятор/демодулятор (преобразователь аналоговых данных в цифровые и наоборот),
• контроллер на основе микропроцессора
• оборудование ввода-вывода информации на элементы управления

Принцип действия АИС

System Overview from US Coast Guard

Действие АИС основано на приеме и передачи сообщений по УКВ волнам. Передатчик АИС работает на более длинных волнах, чем радары, что позволяет производить обмен информацией не только на прямых расстояниях, но и местности, имеющей препятствия в виде не очень больших объектов, а также при плохих погодных условиях. Хотя достаточно одного радиоканала, некоторые АИС системы передают и получают по двум радиоканалам для того, чтобы избежать проблем интерференции и не нарушать коммуникацию других объектов. Сообщения АИС могут содержать:

• идентификационную информацию об объекте,
• информацию о состоянии объекта, получаемую автоматически с элементов управления объектом (в том числе с некоторых электрорадионавигационных приборов),
• информацию о географических и временной координатах, которые АИС получает от глобальной навигационной спутниковой системы,
• информацию, вводимую вручную обслуживающим персоналом объекта (связанные с безопасностью).

Предусмотрена передача дополнительной текстовой информации между терминалами АИС (пейджинг). Передача такой информации возможна как в адрес всех терминалов в радиусе действия, так и одному определенному терминалу.

В целях обеспечения унификации и стандартизации АИС в Международном Регламенте Радиосвязи закреплено для использования в целях АИС два канала: AIS-1 (87В - 161,975 МГц) и AIS-2 (88В - 162,025 МГц), которые должны использоваться повсеместно, за исключением регионов с особым частотным регулированием.

Скорость передачи цифровой информации в канале АИС выбрана 9600 бит/с.

Работа каждой станции АИС (мобильной или базовой) жестко синхронизирована по времени UTC с погрешностью не более 10 мкс от встроенного приемника ГНСС (в РФ по сигналам комбинированного приемника ГНСС ГЛОНАСС/GPS). Для передачи информации используются непрерывно повторяющиеся кадры длительностью 1 минута, которые разбиваются на 2250 слотов (временных интервалов) длительностью по 26,67 мс.

Для текста используется 6-битовые коды ASCII.

Отображение информации об окружающей обстановке у современных АИС возможно в 2 режимах - как текстовом в виде таблицы с перечнем расположенных рядом судов и их данных, так и в виде упрощенной схематической карты, с изображением взаимного расположения судов и расстояний до них (рассчитывается автоматически по переданным ими географическим координатам.) АИС входит в перечень оборудования, обеспечиваемого бесперебойным питанием от аккумуляторов в обязательном порядке.

Структура сообщения

Статическая информация

• Номер MMSI
• Номер Международной морской организации (IMO)
• Радиопозывной и название плавучего средства
• Габариты
• Тип плавучего средства
• Данные о месте антенны (от ГНСС Глонасс или GPS)

Данные передаются каждые 6 минут

Динамическая информация

• Местоположение (широта и долгота)
• Время (UTC)
• Возраст информации (как давно обновлялась)
• Курс истинный (относительно грунта), курсовой угол
• Скорость истинная
• Угол крена, дифферента
• Угол килевой качки
• Угловая скорость поворота
• Навигационный статус (к примеру: Не могу управляться или Ограничен в возможности маневрировать)

и прочая информация от репитеров и датчиков электрорадионавигационных приборов и систем

Другая информация

• Пункт назначения
• Время прибытия (ЕТА)
• Осадка судна
• Информация о грузе (класс\категория груза)
• Количество людей на борту
• Сообщения для предупреждения и обеспечения безопасности грузоперевозки

Пропускная способность каждого канала - до 2000 сообщений в минуту.

Интервалы передачи сообщений

Нормативные документы

• IEC 62320-1:2007 Оборудование и системы морской навигации и радиосвязи. Автоматические системы идентификации (AIS).
• IEC 61993-2(2001-12) Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems - Automatic identification systems (AIS)
• Резолюция ИМО MSC.43(64) «Руководство и критерии к системам судовых сообщений».
• Резолюция ИМО MSC.74(69) Приложение 3 «Рекомендации по эксплуатационным требованиям к универсальной судовой АИС».
• Резолюция ИМО MSC.74(69) «Эксплуатационные требования к комбинированному судовому приемному оборудованию системы ГЛОНАСС/GPS».
• Стандарт МЭК 61993-2 Часть 2 «Судовое оборудование универсальной автоматической идентификационной системы (АИС) класса А. Технические и эксплуатационные требования, методы и требуемые результаты испытаний».
• Стандарт МЭК 61993-1 «Судовые автоматические транспондеры, использующие режим ЦИВ в УКВ диапазоне морской подвижной службы».
• Рекомендации МСЭ-Р М.1371-1 «Технические характеристики универсальной судовой автоматической идентификационной системы (АИС), использующей множественный доступ с временным разделением в УКВ полосе частот морской подвижной службы».
• Резолюция ИМО А.917(22) «Руководство по использованию судовой АИС
• и т.д.

В данной статье рассмотрены особенности АИС-транспондера, а также статические и динамические данные, принимаемые и передаваемые оборудованием АИС.

Предназначена для отображения информации о надводной обстановке посредством передачи в эфир на частоте 161,975 МГц как статической, так и динамической информации о судне и других объектах, а также приема данной информации и её индикации на судне и других объектах.

Данная система увеличивает безопасность судовождения путем информирования судоводителей и всех заинтересованных лиц об обстановке в определенном секторе. Тем самым улучшается взаимодействие портовых служб, структур, отвечающих за безопасность на акватории, служб поиска и спасения, а также непосредственно экипажей судов. Это происходит путем получения и преобразования сигнала АИС в информативную таблицу или отображения непосредственно на карте картплоттера или специального картографического программного обеспечения.

Сведения, которые передаются с помощью АИС — автоматической идентификационной системы, включают в себя: положение судна, скорость, текущее состояние, ход, курс, скорость поворота и другие динамические; наименование судна, номер IMO, номер MMSI, размеры, флаг, тип судна и другие статические. Данная информация автоматически отправляется в эфир посредством АИС-транспондера через равные определенные промежутки времени. Непосредственно система на судне состоит из следующих компонентов:

Особенности использования транспондера AIS

Преимущества транспондера AIS

Преимущества данной системы в её реализации на частотах, отличных от частот радиолокации. То есть все недостатки при использовании радара могут быть перекрыты преимуществом использования АИС-транспондера. Это малая информативность, зона тени, большее количество времени для определения ЭДЦ и другие. В свою очередь, АИС-транспондер не позволяет отображать и идентифицировать цели, которые не несут передатчик, работающий в системе АИС. Соответственно, совместное использование данных устройств на данный момент является оптимальным элементом системы освещения надводной обстановки.

Требования законодательства РФ

На данный момент по законодательству Российской Федерации , практически все крупные и средние суда, находящиеся под надзором Российского Морского Регистра Судоходства и Российского Речного Регистра Судоходства, должны быть оснащены АИС-транспондером. Данные меры предприняты для повышения уровня безопасности на акватории и позволяют береговым службам контролировать деятельность и соблюдение законодательства судами.

Остальные плавсредства, в том числе и суда, поднадзорные ГИМС МЧС, могут использовать данную систему в ключе повышения собственной безопасности. Существует возможность приема сигналов от АИС-транспондреов и индикации их на мониторе, и/или использования этих сведений в навигационной информационной системы. А также установка полноценного АИС-транспондера для передачи информации о себе и принятии в расчет их окружающими судами и береговыми службами, что, безусловно, является более качественным повышением уровня собственной безопасности.

Состав системы АИС

Технически представляет из себя приемопередающее устройство - АИС-транспондер, антенный кабель с двумя разъемами, УКВ антенну морского диапазона с креплением и по необходимости дисплей для индикации поступающих сведений. По сути это радиостанция (или радиомодем), ведущая прием и передачу установленных и поступающих данных в автоматическом режиме на установленных частотах с заданным интервалом времени.

Для посыла динамической информации АИС-транспондер должен быть коммутирован в навигационную информационную сеть судна или иметь возможность совершать самому расчет навигационных задач, для этого он оснащается дополнительно антенной приемника ГНСС (GPS/ГЛОНАСС/Glonass) и навигационным модулем. Как и любая другая радиостанция, работающая в этом частотном диапазоне, АИС-транспондер подвержен всем факторам, влияющим на передачу радиосигнала.

Дальность работы

Дальность работы АИС-транспондера зависит от высоты расположения приемной и передающей антенны, состояния среды распространения радиоволн, встречающихся на пути преград и т.д. Тем самым дальность действия АИС-транспондера сопоставима с расстоянием работы судовой радиостанции в диапазоне 156-163 МГц и примерно равна 15-20 морским милям, без учета внешнего воздействия факторов, отличных от обычных условий эксплуатации радиоустановки.

Базовые АИС-транспондеры могут работать на большую дальность с учетом расположения их антенн на высотах, превышающих судовые. Тем самым их расстояние приема-передачи АИС-информации достигает 40-60 морских миль, то есть передавать и принимать информацию они могут в радиусе большем, чем плавсредства. Данное преимущество позволяет вести работу за естественными преградами в виде гор, сооружений и других объектов, создающих зоны радиотени.

Принимаемая и отправляемая информация, особенности ее отображения

В большинстве случаев информация, полученная с АИС-транспондера, индицируется на монитор в виде символов и отдельных таблиц. При наложении этих сведений на карту полученная навигационная обстановка представлена более полно и информативно. В большинстве случаев находящиеся на якоре, или идущие со скоростью менее пол-узла, или пришвартованные суда индицируются квадратиком. Суда в движении, как правило, отображаются в виде стрелочек. Элементы системы навигационного обеспечения индицируются кружками. Все объекты имеют цветовую раскраску в зависимости от запрограммированных возможностей программы. Также может указываться трек судна, его курс и скорость.

АИС-транспондер может принимать и отправлять следующую информацию:

В нашем каталоге представлено судовые оборудование Автоматической идентификационной системы (АИС) от ведущих мировых производителей.