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一种远程船舶动态监控系统的研究与展望

0引言

船舶自动识别接收系统（AutomaticIdentificati-onSystem）AIS是集现代通信、网络和信息技术于一体

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的多门类高科技新型航海助航设备和安全信息系统，已陆续安装在各类船舶上。船用AIS既要保证船舶

航行的安全性，避免和其它船舶发生碰撞事故，维护航行水域交通的有序性，又要保证船舶活动的隐蔽性

和必威体育官网网址性，在编队运动时，还要保证编队内船舶间的交通管理和组织指挥顺畅。AIS是在VHF海上移动频

段传输数据，广播距离有限。但是随着中国海军走向深蓝，远洋航行任务增多，为保证船舶的远洋航行保

障能力，加强船舶的远海域动态监控变得刻不容缓。

卫星AIS与远程与识别跟踪系统（longrangeidentificationandtracking，LRIT）都可用于远海域动态监

控，但它们在船舶上应用存在局限性。本文基于对卫星AIS以及LRIT在船舶远洋航行动态监控中应用情况

及局限性的分析，结合北斗系统与AIS的功能特点，构想了北斗AIS的逻辑结构，并对其优势进行了探讨

和分析。

1卫星AIS系统

1.1卫星AIS的概况

卫星AIS是一种船舶定位技术，通过低轨道的卫星接收船舶发送的AIS报文信息，卫星将接收和解码

AIS报文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，实现对远洋海域航行船

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舶的监控。

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600km到1000km)，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

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掌握船舶的相关动态信息。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。

1.2卫星AIS存在的问题

通过分析卫星AIS的系统原理与构成可得出以下几个问题：

(1)船只更新不及时

船舶更新不及时受多方面原因影响，主要有以下2种：

1、卫星数量目前较少，有些地方卫星需要很长时间才能到达其上空；

2、卫星运动速度较快，每115分钟左右绕地球一圈，但是在海上航行的船舶信号发送频率在12s左右，

有时候很难捕获到。

(2)报文冲突问题

卫星收集AIS数据的主要障碍是报文冲突问题，尤其在高船舶密度区域系统性能会大幅度降低。AIS通

信采用的是VHF通信，频率在156-164MHZ，与海上其他的通信频率接近。另外中国沿海船舶众多，信号

传输相互干扰厉害，也是卫星AIS信号接收差的原因之一。

(3)卫星AIS信息缺少吃水、目的地、ETA等信息这个是因为AIS信息的发送频率造成的，船舶AIS信

息中的航程信息，需要在6分钟发送一次，而卫星掠过船舶上空的时间，也就几秒钟，多数情况下只能获得

船舶动态信息，无法获得航程信息。

(4)数据安全性存在严重问题

卫星探测AIS消息是全球开放性服务。不同于点对点的系统，人们可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、军事用途，这会对船舶安保带来一定的负面影响。

2远程识别与跟踪系统（LRIT）

2.1LRIT概述

船舶远程识别与跟踪（LRIT)通过从AIS提取船舶识别码、船位和时间等数据，并利用全球海上遇险和

搜救系统(GMDSS)的Inmarsat-C或高频设备(HF)以固定的时间间隔发送LRIT数据，经计算机对数据处理，

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实现船舶的远程识别与跟