AIS數(shù)據(jù)接收與應(yīng)用分析

陳東水

泉州海洋職業(yè)學(xué)院, 福建 泉州 362700

AIS系統(tǒng)是隨著時(shí)代以及技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種集成型技術(shù)。在進(jìn)行AIS系統(tǒng)的構(gòu)建上，涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及電子信息顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等?；谠撓到y(tǒng)，艦船在航行的過(guò)程中可以就其位置進(jìn)行信號(hào)的發(fā)出，接收系統(tǒng)在接收到這些信號(hào)后，通過(guò)進(jìn)行信號(hào)的解析，能夠精準(zhǔn)地對(duì)艦船的相關(guān)信息及其所在位置進(jìn)行判定。

1 關(guān)于AIS系統(tǒng)概述

AIS系統(tǒng)是近年來(lái)隨著科技發(fā)展提出的一種用于飛機(jī)或艦船定位的信息集成系統(tǒng)。國(guó)際組織、國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)以及國(guó)際電信聯(lián)盟通過(guò)大量的研發(fā)，完成了AIS系統(tǒng)的構(gòu)建，同時(shí)規(guī)定艦船必須進(jìn)行AIS系統(tǒng)的安裝。

AIS系統(tǒng)的核心作用在于通過(guò)和衛(wèi)星的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)輪船的定位[1]。此外，借助AIS系統(tǒng)還可以對(duì)所在位置艦船的具體信息及其航速等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和分析。在航行過(guò)程中，借助AIS系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)艦船名稱(chēng)、型號(hào)以及航行情況的及時(shí)擴(kuò)散，通過(guò)這種方式，確保定位的精準(zhǔn)。

從AIS系統(tǒng)的構(gòu)成來(lái)說(shuō)，一般涵蓋了接收系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、控制臺(tái)三部分內(nèi)容。其中接收系統(tǒng)的作用在于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)信號(hào)或是數(shù)據(jù)信息的接收，發(fā)射系統(tǒng)的核心作用在于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)或艦船自身信息的擴(kuò)散。通過(guò)控制臺(tái)，可以對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)據(jù)信息分析，向飛機(jī)或是艦船進(jìn)行相應(yīng)操作指令的發(fā)出[1]。

2 AIS數(shù)據(jù)接收以及應(yīng)用分析

為了有效達(dá)成數(shù)據(jù)交互的效果，在進(jìn)行AIS系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)是其中一個(gè)非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分。通過(guò)接收系統(tǒng)，能夠確保AIS系統(tǒng)可以順暢地實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)發(fā)出的數(shù)據(jù)信息收取，并按照控制臺(tái)指示進(jìn)行航行目標(biāo)、航速等的對(duì)應(yīng)調(diào)整。

2.1 AIS接收系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行AIS接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局上，整體的架構(gòu)布局相對(duì)簡(jiǎn)單。具體來(lái)說(shuō)，在布局上，天線是不可或缺的部分，同時(shí)為了充分滿足數(shù)據(jù)接收的需求，AIS接收系統(tǒng)還包括AIS接收機(jī)，同時(shí)為了滿足數(shù)據(jù)分析要求，還需要有進(jìn)行AIS數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)。

對(duì)于AIS接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸來(lái)說(shuō)，由于所傳輸?shù)男盘?hào)主要是VHF信號(hào)，所以在這個(gè)過(guò)程中，信號(hào)傳輸效果一方面緣于天氣因素變化，同時(shí)也在一定程度上受到地形因素的干擾，所以要求在布局上，位置要盡可能高。

2.2 AIS接收系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的流程

在進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的過(guò)程中，數(shù)據(jù)的獲取需要借助一定的軟件來(lái)完成。通過(guò)軟件的設(shè)計(jì)，首先是確保AIS接收機(jī)能夠進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的獲取，確保數(shù)據(jù)接收的完整和準(zhǔn)確性。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收的實(shí)現(xiàn)上，如果系統(tǒng)能夠順暢地完成VHF信號(hào)的接收，則其就能夠進(jìn)行AIS信號(hào)的獲取。

為了更好地完成AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收，結(jié)合該信號(hào)的特點(diǎn)，一般會(huì)研發(fā)專(zhuān)門(mén)的接收設(shè)備，即我們所說(shuō)的AIS接收機(jī)。接收機(jī)需要和天線連接，才能夠獲取到信號(hào)信息。所以在進(jìn)行信號(hào)的接收處理上，一些港口地區(qū)為了更好地完成信號(hào)的獲取，同時(shí)便于飛機(jī)、艦船停港信息的便捷獲取，很多公司會(huì)在港口位置進(jìn)行相應(yīng)信號(hào)接收系統(tǒng)的布局。但是這種信號(hào)接收設(shè)備所接收的信號(hào)僅僅是一些近點(diǎn)船舶發(fā)出的信號(hào)，如果船舶本身和港口有較遠(yuǎn)的距離，在進(jìn)行信號(hào)的接收上，則單純憑借當(dāng)前港口區(qū)域布局的信號(hào)接收系統(tǒng)是無(wú)法完成信號(hào)獲取的。

如果船舶本身是行駛在遠(yuǎn)海區(qū)域，此時(shí)為了更好地完成船舶AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收，則需要借助一些能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收的設(shè)備[2]。當(dāng)前來(lái)說(shuō)，針對(duì)遠(yuǎn)海的船舶，在進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)接收上，一般是基于一些低軌道衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)。在利用衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)海船舶信號(hào)的接收上，目前一些諸如通信類(lèi)的地球同步衛(wèi)星很難滿足AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收的需求。在利用衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)洋船舶信號(hào)的獲取上，一般要求衛(wèi)星和信號(hào)發(fā)出點(diǎn)的距離至少為3.5萬(wàn)千米。同時(shí)遠(yuǎn)洋船舶AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收也和衛(wèi)星以及地面站數(shù)量布局有密切的關(guān)系。由于衛(wèi)星進(jìn)行AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收會(huì)涉及距離問(wèn)題，所以在進(jìn)行信號(hào)的接收上也會(huì)存在延遲情況。但是由于衛(wèi)星在信號(hào)傳輸上的速度較快，因此在衛(wèi)星以及地面站數(shù)量較多的情況下，這種延遲幾乎可以忽略不計(jì)。

2.3 AIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解碼分析

在進(jìn)行AIS數(shù)據(jù)信號(hào)接收的實(shí)現(xiàn)上，通常來(lái)說(shuō)，如果系統(tǒng)能夠順暢地完成VHF信號(hào)的接收，則其就能夠進(jìn)行AIS信號(hào)的獲取。即便如此，在接收到信號(hào)后，如果不能夠有效地進(jìn)行信號(hào)的解析，則所獲取的信號(hào)也不過(guò)只是一些數(shù)字而已。所以要想更好的實(shí)現(xiàn)AIS信號(hào)的運(yùn)用，還涉及信號(hào)的處理。

實(shí)際上，在獲取到AIS數(shù)據(jù)信號(hào)后，一般需要借助系統(tǒng)中搭載的解碼模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的解碼操作。一般而言，所有的數(shù)據(jù)信號(hào)都會(huì)有與之對(duì)應(yīng)的文本解碼。AIS數(shù)據(jù)信號(hào)被接收后，基于系統(tǒng)搭載的解碼模塊會(huì)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的解碼操作。

具體的實(shí)現(xiàn)流程是：首先要進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，在通過(guò)校驗(yàn)后還要針對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的解碼進(jìn)行分析。如果能完成解碼，則可直接將解碼后的數(shù)據(jù)傳送到顯示器，并在顯示器端顯示出來(lái)。如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)的解碼，則還應(yīng)該對(duì)接收的數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，并再次進(jìn)行解碼操作。而后在完成解碼后，將解碼的結(jié)果發(fā)送到顯示器端。

2.4 AIS應(yīng)用分析

在應(yīng)用上，借助AIS數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)際上可以幫助我們對(duì)航行中的船舶位置信息做出精準(zhǔn)的判斷，同時(shí)還可以結(jié)合不同的數(shù)據(jù)解碼，對(duì)船舶的型號(hào)、主要的航向以及其他相關(guān)信息作出對(duì)應(yīng)的判定。

比如在遠(yuǎn)洋航行的過(guò)程中，對(duì)于船舶而言，其在進(jìn)行目的地、航向等相關(guān)信息的判定上，很難借助肉眼實(shí)現(xiàn)。借助AIS系統(tǒng)，可以有效地通過(guò)控制中心，對(duì)船舶的位置進(jìn)行判定[3]?？刂浦行耐ㄟ^(guò)接收AIS數(shù)據(jù)信號(hào)，能夠?qū)︼w機(jī)或艦船所在位置信息進(jìn)行判斷，并結(jié)合其目的地，對(duì)其航行的線路以及航向做出合理規(guī)劃。通過(guò)這種方式，能夠?yàn)榕灤暮叫刑峁┓较蛑敢?同時(shí)也可以對(duì)艦船在航行過(guò)程中的軌跡做出對(duì)應(yīng)的判斷。一旦發(fā)現(xiàn)偏航情況發(fā)生，可以及時(shí)地把糾正數(shù)據(jù)信息傳送到目標(biāo)艦船上，引導(dǎo)其合理進(jìn)行航向糾正，并為其進(jìn)行最優(yōu)航行路線圖的規(guī)劃，確保目的地航向的準(zhǔn)確度和航行的效率。

從當(dāng)前來(lái)說(shuō)，AIS系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，而且在國(guó)際航海協(xié)會(huì)中，AIS系統(tǒng)也被認(rèn)定為是艦船必須搭載的系統(tǒng)之一。借助該系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)完成AIS數(shù)據(jù)信號(hào)的收取，并結(jié)合收取信息，實(shí)現(xiàn)航行路徑的規(guī)劃、布局。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，AIS系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。借助AIS系統(tǒng)，能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交流，為此在當(dāng)前的船舶航行以及飛機(jī)飛行等方面都有非常突出的價(jià)值和意義。