船用設備原理?
船舶配備了AIS 設備以后,設備一方面需要向外發(fā)送本船的相關信息,同時也要接收在VHF
有效作用距離之內(nèi)其他船舶的信息。接收到的信息一方面用文字的方式表示出來,另一方面可以
形象地用雷達圖表示,AIS 船舶全部用三角符號“△”表示,直觀地顯示船舶的相對位置,和運
動方向,在電子海圖上,可以用矢量線表示船舶的速度,必要時利用尾跡線表示船舶航行的痕跡,
船位數(shù)據(jù)取自GPS 乃至差分GPS,其精度很高。要是在AIS 設備上選擇一個目標或者在電子海
圖中從船舶標志處用鼠標點擊一下,便可瞬時顯示對應的船名、呼號、MMSI 注冊號以及航向、
航速、CPA、TCPA 等重要的航行信息,駕駛員了解了這些信息后,就可以非常方便地判斷周圍
其它船舶的運動情況,確保航行安全,同時在進行相互通信可以直呼其船名,信息交流非常方便。
AIS 工作在VHF 航海頻段,國際電信聯(lián)盟1997 年無線電大會指定了161.975MHz(87B 頻道)
和162.025MHz(88B)頻道二個VHF 頻率作為AIS 工作頻道。就完成通信而言,一個無線電頻道
已經(jīng)足夠了,但是為了防止干擾和轉換頻道時造成通信損失,每個AIS 站均使用二個頻道進行
收發(fā)。
除人工干預外,AIS 應答器都工作在自主連續(xù)模式,發(fā)射方式是9.6Kb GMSK FM 帶寬25KHz
或者12.5KHz 數(shù)據(jù)采用HDL 包協(xié)議。
根據(jù)船— 船通信這樣的實際條件,AIS 使用了自組織時分多址技術(SOTDMA)這一核
心技術。根據(jù)IMO 的AIS 性能標準對要求船舶報告的容量的要求,系統(tǒng)每分鐘應有2000 個時
隙,但實際上,系統(tǒng)的設計是每分鐘4500 時隙,每一幀60 秒,即每60 秒鐘建立2250 個時隙,
每個時隙約26.67ms, 可傳輸256bits 的信息,每個AIS 站的船舶報告根據(jù)信息的容量自動選擇一
到三個時隙,分一幀和數(shù)幀發(fā)射或接收AIS 信息。系統(tǒng)實時動態(tài)地調(diào)整信道分配
具體工作中,在一個AIS 站開始發(fā)送之前先要對當時信道的使用狀態(tài)觀察一段時間,搞清
時隙使用情況,然后可以選擇未占用的時隙,標明需占用的幀數(shù),再發(fā)送數(shù)據(jù),各AIS 站持續(xù)
地保持同步,可避免發(fā)送時間重疊,新加入AIS 站也不會發(fā)生沖突。在數(shù)據(jù)鏈負荷超過理論值
的90%時,新加入的站可以占用距離最遠的臺所遙的時隙,從而保證系統(tǒng)有很的過載能力。
自組織分時多址技術可以自動解決本臺與其他臺的競爭問題,即使系統(tǒng)過載、通信仍能保持
完好;系統(tǒng)每分鐘可以處理2000 個以上報告,本船接收到的數(shù)據(jù)間隔2 秒可以更新一次。
AIS 對DSC 向下兼容,因此岸基的GMDSS 系統(tǒng)可以對裝備AIS 的船舶進行識別、跟蹤和
控制。
AIS 采用VHF 頻段,它的覆蓋距離與其他VHF 設備一樣,電波直線傳播。距離取決于天線的高
度,在海上通常為20 海里左右。由于其波長較雷達長,波的繞射以及衍射作用較強,所以“可
視距離”較雷達要好,在地面上的障礙物不太高的情況下,能“看到”障礙物或島嶼背面的AIS
站。借助于中繼站,可以顯著擴大船臺和VTS 站的覆蓋范圍。
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