AIS信息传输解析
AIS系统的工作原理
AIS系统的工作原理
1.分类：AIS系统使用按类别对船只进行分类，以便更有效地跟踪船
只的位置。
这些类别包括：渔船、货运船、客轮、运输船、救助船等。
2.传输：当一艘船只发送或接收AIS消息时，它会通过VHF无线电频
率传输数据。
该信息包括船只的类型、船只标识码、位置、航向、船速等。
3.接收：AIS天线可以接收VHF无线电发射的AIS信息，将其定位并
显示在航海图上。
AIS系统使用特定的数据帧来发送信息，包括船只的ID、类型、时间戳、位置、航向和船速等数据。
4.更新：当船只发射AIS消息时，接收的信息会更新或覆盖旧的信息。
因此，接收方可以随时跟踪船只的位置。
5.校验：AIS系统使用8位校验码来校验接收到的数据是否有效。
如
果接收到的数据与校验码不匹配，则说明接收的信息有误，需要重新发送。
《AIS信息传输》课件
交通疏导
AIS信息传输可以实时监测船舶的 航行状态，为交通疏导提供依据， 有效避免船舶碰撞事故的发生。
航道管理
通过AIS信息传输，航道管理部门可 以实时了解航道内船舶的分布情况 ，对航道进行合理调度和管理。
海上安全保障
紧急救援
在海上发生紧急情况时，AIS信 息传输可以迅速定位遇险船舶， 为救援行动提供及时准确的信息
全和隐私保护。
为确保AIS信息传输的安全性，可以采 用加密技术对传输的信息进行加密处理
，以防止信息被非法获取和篡改。
此外，应定期对AIS系统进行安全漏洞 检测和修复，以确保系统的安全性。同 时，加强用户身份认证和访问控制，限
制对AIS信息的访问权限。
03
AIS信息传输的应用
船舶交通管理
船舶识别
通过AIS信息传输，船舶可以自动 发送其身份、位置、航向和速度 等数据，有助于实现船舶的准确 识别和跟踪。
AIS信息传输方式
AIS信息可以通过VHF（甚高频 ）无线电波进行传输，覆盖范 围较小，但传输速度快，实时 性好。
AIS信息也可以通过卫星通信进 行传输，覆盖范围广，但传输 速度较慢，实时性较差。
此外，AIS信息还可以通过其他 通信方式进行传输，如微波、 短波等。
AIS信息传输的安全性
AIS信息传输的安全性是重要的考虑因 素，因为AIS系统涉及到船舶的航行安
云计算与边缘计算在AIS信息传输中的应用
云计算和边缘计算的发展为AIS信息传输提供了更高效、更灵活的数据处理和分析能力， 提升传输效率和准确性。
AIS信息传输技术的融合创新
未来，AIS信息传输技术将与物联网、人工智能等其他技术进行深度融合，推动AIS信息 传输技术的创新发展。
AIS系统的工作原理
AIS系统的工作原理
AIS（Automatic Identification System）自动识别系统是一种用于跟踪商船、游轮和其他通用船只的无线电广播系统。
AIS利用可在单位时间内传输信息量最大的VHF频率，以飞行类比的方式，实时发送设备的位置及其他航行信息。
AIS能够在船长的指示下收集船只在航行中所需要的信息，以便能够预见及早采取措施，防止可能发生的船舶撞击事故。
陆地上的负责接收AIS消息的接收器运行在VHF频率上，接收器通过它们的VHF天线接收来自船只的AIS信号，并将其转换为可以用于显示港口内船只或指定区域船只的位置及其移动方向的数字信号。
接收器可以安装在海底、港口桥塔和岸上等不同位置。
最后，位于港口的显示屏幕能够收集来自接收器的信息，并将其以易于理解的图像形式显示出来。
ais 报文 二进制消息 解析
ais 报文二进制消息解析AIS报文：从二进制消息到实时船舶位置信息引言：船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）是一种用于船舶自动报告和识别的技术。
通过AIS，船舶可以实时传输船舶位置、航向、航速以及其他相关信息，以提高航海安全和船舶运行效率。
本文将从二进制消息的角度，探讨AIS报文的解析过程，以及如何将二进制消息转化为实时船舶位置信息。
一、AIS报文的结构AIS报文是由二进制消息组成的，其中包含了船舶的各种信息。
每个AIS报文都包括一个特定的消息标识号（Message ID），用于指示报文的类型。
根据AIS规范，AIS报文可以分为四种类型：船舶静态信息报文、船舶动态信息报文、船舶航行状态报文和地理位置报文。
不同类型的报文包含不同的信息，下面将对这四种报文进行详细解析。
1. 船舶静态信息报文船舶静态信息报文（Static Data Report）包含了船舶的基本信息，例如船舶名称、呼号、MMSI（海上移动通信识别码）等。
通过解析船舶静态信息报文，可以获得船舶的身份信息，以便进行船舶识别2. 船舶动态信息报文船舶动态信息报文（Dynamic Data Report）包含了船舶的动态信息，例如船舶位置、航向、航速等。
通过解析船舶动态信息报文，可以获取船舶的实时位置和运行状态，以便进行航海安全监控和船舶运行管理。
3. 船舶航行状态报文船舶航行状态报文（Voyage Related Data）包含了船舶的航行状态信息，例如目的地、航行计划、预计到达时间等。
通过解析船舶航行状态报文，可以了解船舶的航行计划和预计到达时间，以便进行船舶调度和航线优化。
4. 地理位置报文地理位置报文（Position Report Class A）包含了船舶的地理位置信息，例如经度、纬度、时间戳等。
通过解析地理位置报文，可以获取船舶的准确地理位置，以便进行船舶定位和轨迹分析。
AIS数据解码分析
AIS数据解码分析船舶自动识别系统(Automatic Identification system-AIS)是一种新型的通信导航系统，它使用自组织时分多址(SOTDMA) 连接方式，在世界任一海域实时进行多船间、船岸间的动静态航行信息以及其他与航行安全相关信息的交换。
在国际电信联盟（ITU）、国际电工委员会（IEC）、国际海事组织（IMO）和国际航标协会（IALA）的共同努力下，AIS已经成为海上船只出航必须装备的系统，并形成了业界标准。
AIS通讯协议遵循IEC*****-1水上导航和无线电通信设备和系统数字接口国际标准，它采用可打印ASCII字符码进行传输，并且可以把长信息分割成多条语句进行发送。
二、数据格式根据IEC*****-1国际标准规定，AIS只能传输可打印的ASCII字符，字符的有效范围为0x20到0x7E之间。
IEC*****-1规范将字符分为三类：保留字符、有效字符和未定义字符。
保留字符是传输语句中的关键字，用于控制语句的格式，除分隔符外，保留字符不能出现在数据域中，所有保留字符如下表1所示。
有效字符是除了保留字符外，所有的可打印ASCII字符，范围在0x20到0x7E之间。
未定义字符是除前两种字符之外的其它ASCII字符，未定义字符不允许直接传输使用，必须使用3个字符来代替：保留字符”^”(16进制为0x5E)后跟两个16进制字符(0-9,A-F)，表示需要传输字符的ASCII码的16进制值。
例如：发送角度”127.5º”，传输”127.5^F8”，发送保留字符””，传输”^0D^0A”。
域是在两个分隔符之间，由一串有效字符或者空字符（空域）组成。
域分为地址域、数据域、检查和域、顺序消息标识域四种类别。
地址域是在语句起始符($或!)之后的第一个域，起定义语句的作用。
地址域由5个数字和大写字母组成，前两个字符表示发送设备标识，后三个字符表示语句标识。
数据域是以’,’分隔符开始并由有效字符组成的域，其内容与语句格式规定保持一致，数据域类型包括字符、数字、可变长度、固定长度及各种类型混合。
ais (船舶自动识别系统automatic identification system)通信原理
ais (船舶自动识别系统automatic identification
system)通信原理
船舶自动识别系统（AIS）是一种用于船舶的助航设备，旨在让船舶在海上
能够自动广播其位置、航向等信息，以帮助其他船舶避免碰撞。
AIS的通信原理如下：
1. 通信频段：AIS使用VHF频段进行通信，具体频率范围是至。
2. 通信方式：AIS采用TDMA（时分多址）通信方式，将时间分为多个时隙，每个船舶根据预设的规则在不同的时隙内发送自己的信息。
3. 信息内容：AIS系统可以发送多种信息，包括船舶的呼号、船名、位置、航速、航向等。
这些信息由AIS基站接收后，再通过卫星或岸基设施转发给其他船舶或岸上中心。
4. 通信协议：AIS采用ITU-R 协议，该协议规定了AIS系统的信号调制方式、数据编码方式、时间同步方式等。
5. 数据处理：AIS系统通过GPS（全球定位系统）获取船舶的位置信息，通过陀螺仪等设备获取船舶的航向信息，通过内部处理器对信息进行编码和调制后发送出去。
接收端接收到信号后，进行解调和解码，还原出原始信息。
总的来说，AIS系统通过自动广播船舶的位置和航向等信息，提高了海上交通的安全性和效率。
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ais基站工作原理说明
ais基站工作原理说明
基站是一个无线通信接入点，它用于管理并提供无线通信服务。
它的工作原理如下：
1. 无线信号传输：基站通过无线电波将信息传输给附近的移动设备。
它会将数据转换成无线信号，并将其发送到周围的覆盖范围内。
2. 信号接收和解码：当移动设备在基站覆盖范围内时，它会接收到基站发出的信号。
移动设备会对信号进行解码和处理，以获取基站传输的数据。
3. 接入控制：基站会控制移动设备与网络之间的连接。
它会验证设备的身份，并确定其是否具备访问网络的权限。
基站还可以监控设备的信号质量并动态调整连接以优化通信质量。
4. 调度和资源分配：基站会根据移动设备的数量和需求来调度无线资源。
它可以将可用的频率、带宽和通信信道分配给不同的设备，以避免冲突和干扰，并提高整体通信效率。
5. 数据传输：一旦移动设备和基站建立了连接，双方就可以进行数据传输。
基站可以通过一个或多个无线信道同时与多个设备通信。
它会将传输的数据解码并交给核心网络进行进一步处理。
6. 位置跟踪：基站会跟踪移动设备的位置信息。
它可以通过接收设备发送的信号来估计设备的位置，并将其存储在数据库中。
这对于提供紧急定位服务和网络优化非常重要。
总体来说，基站的工作原理是通过信号传输、接入控制、调度和资源分配以及位置跟踪等功能，实现无线通信的连接和管理。
ais数据解析方法
ais数据解析方法AIS数据解析方法AIS（Automatic Identification System）是一种用于船舶自动识别和位置报告的系统。
它通过无线电通信和卫星定位技术，提供了船舶的位置、航向、速度等信息，以确保船舶在海上的安全和管理。
在海上交通管理、船舶监控和救援等领域，AIS数据具有重要的应用价值。
本文将介绍AIS数据的解析方法，帮助读者更好地理解和利用这些数据。
一、AIS数据的基本结构AIS数据的基本结构由各种信息组成，包括船舶的MMSI（Maritime Mobile Service Identity）号码、船名、船舶类型、位置、航向、速度等。
这些信息以二进制编码的形式传输，需要进行解析才能得到可读的数据。
下面将介绍AIS数据的解析步骤。
二、AIS数据的解析步骤1. 数据接收和处理需要通过接收设备（如AIS接收器）获取AIS信号，并将信号转换成电子数据。
接收到的数据可能包含多个AIS报文，每个报文对应一个船舶的信息。
接收到的数据需要进行处理，去除重复的报文和错误的数据，以确保获取准确的信息。
2. 数据解码接下来，需要对接收到的数据进行解码。
AIS数据的解码需要使用特定的解码算法，将二进制编码转换成可读的文本格式。
解码算法可以根据AIS数据的规范和协议进行实现，以确保解析的准确性和一致性。
3. 数据解析解码后的数据是一系列的属性和值，需要进行解析才能得到有意义的信息。
解析的过程包括根据报文类型和属性标识，提取相应的属性值，并进行单位转换和数据格式化。
例如，可以提取船舶的MMSI 号码、船名、船舶类型等信息，并将位置、航向、速度等数据转换成易于理解和使用的格式。
4. 数据展示和应用解析后的数据可以通过图表、表格等形式展示，以便用户直观地了解船舶的信息。
此外，解析后的数据还可以应用于各种领域，如海上交通管理、船舶监控、航行预测等。
通过分析AIS数据，可以实现对船舶的实时监控和管理，提高海上交通的安全性和效率。
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（4）帧校验序列
? 由于脉冲噪音、白噪声和衰落等原因的影响， 会使通信网络每次传送数据可能出现某种类型 的错误。误码检测是任何数据通信网络的一个 很重要的部分，误码检测技术是为了判断传送 的数据是否有错误。
? AIS中数据传输运用的误码检测技术是循环冗 余校验。循环冗余校验 CRC（Cyclic Redundancy Check ）码是网络通信中用得最广 泛的错误检测码，是一种漏检率低得多也便于 实现的检错码。
? 在AIS通信中，信息的传播存在着时延。 即使两个船台的时钟完全同步，由于传 播时延的存在，信号到达他船或岸台接 收机时，仍有可能造成相邻时隙的接收 信号因为时延不同而发生交叠。为防止 这种交叠干扰，通常在一个时隙末尾 （或开头）设置一定的保护时间，在保 护时间内不发送信息。此保护时间对船 台之间以及船台与岸台之间正常传输信 息来说是不可缺少的。
4.4.1提供保护的最大传播距离
在AIS 系统，缓冲区共有 24 比特长，它包括 12 比特距离延迟，为不同距离的电台发送子帧 提供保护时间。根据 AIS信息传输速率为 9 600 bit/s，则船载AIS系统保护时间 Tr为：
Tr = 12/9600 = 1.25 （ms） ………………… (4.3)
在AIS通信系统中，缓冲区内保护时间不仅 要考虑发射计时误差（同步抖动）、转发器 误差、GPS接收机之间的随机时差ΔT等，还 要考虑移动用户传播距离造成的时延。
若移动用户作用距离为 R，光速为 C，则电 波传播时延τ为
τ = R/C ….…………………(4.1)
距离时延保护时间Tr 满足 Tr 〉τ …………………………(4.2)
? 结束标志 表示信息传输结束，与开始标 志相同，也是由标准的HDLC标志组成。
（3）数据
? 信息数据是真正所需传输的信息内容。 它分为两个部分：信息标志和信息内容。
? 信息标志是用来表示信息类型、信息数 量、优先级和路径的；
? 信息内容是通信双方所需求的数据，对 于船舶自动识别系统而言，主要是指航 行信息。
AIS系统与应用
第四章 AIS信息传输
船讯网提供的船舶信息
4．1 AIS 信息数据包格式
上升 沿
对准 序列
开始 标志
数
据Hale Waihona Puke 帧校验 结束 序列 标志缓冲
8bits 24bits 8bits 168bits 16bits 8bits 24bits
（1）对准序列
? 对准序列称为位同步码（或比特同步 码），其作用是把收发两端时钟对准， 使码位对齐，以给出每个码元的判决时 刻。对准序列是由0、1交替的数码组成 的一段信号，用NRZI（反向不归零）编 码，并以0作为对准序列的结束码。
（2）开始标志和结束标志
? 开始标志 称字同步，又称帧同步码，它 表示信息的 开始位 。为了能在接收端实 现正确区分码字、码句或码帧，需要在 信息传输中设置帧同步。 AIS帧同步码为 8比特长，由标准的 HDLC标志01111110 组成，用于检测一个发射数据包的开始， 作为信息起始的时间标准。帧同步一般 是在位同步的基础上实现的。
Tr = （12-8）/9600 = 0.416 （ms） …………………… （4.6）
这种情况的最大传播距离 Rmax
Rmax = 67.5（n mile） ……………… （4.7）
在Rmax范围内，各 AIS台站彼此不会因为航行信息
的传播时延而造成接收信息的交叠干扰，根据
Rmax可以确定岸台天线的高度限制和必要时人为
由式（ 3.4 ）得允许的最大传播时延
τ max ≈ Tr =1.25 （ms） ………(4.4)
由式（3.3）得最大作用距离 Rmax Rmax = C·τ max = 202.48 （nm）…………… .…………(4.5)
根据ITU-R M.1371建议案附录 2，当特殊环境要求 时，对准序列使用 32比特（一般为 24比特），这 种情况用减少距离延迟（ 8比特）来补偿 ,保护时间 将变小。
? 与安全相关的短信息包括：重要的航行警告或 重要的气象警告。
4．3 AIS的同步与保护时间
? AIS帧是AIS系统的基本时帧单元，它是由若干时隙 组成。在时隙内传送的信号叫子帧。为保证相邻时 隙中的子帧不发生重叠，设有保护时间 。子帧的内 容包括报头和报文（信息）。
4.3.1 传播时延和保护时间
4．2 AIS 信息内容
? 静态信息包括： MMSI码、船名（呼号）、船 长及宽度、船舶类别及 AIS位置传感器的天线 在船舶所处位置等；
? 动态信息包括：精确及完整的船舶位置、 UTC 时间、对地航线、对地速度、船首向、航行状 态和转向速度；
? 与航行相关信息包括：船舶吃水、危险货物、 目的地、计划航行路线；
循环冗余校验CRC
（5）缓冲区
缓冲区共有 24比特长，它包括 4比特的比特填充， 12比特距离延迟， 2比特转发器延迟 以及6比特 同步抖动。
? l 比特填充：比特填充就是在输出比特流中有 超过5个连续的1，则要插入一个 0。
? l 距离延迟：为不同距离的电台发送的子帧提 供保护时间。
? l 转发器延迟：为双工转发器提供转换时间。 ? l同步抖动
对于标准AIS船台，一般采用鞭状天线，天线高度的 典型值为10m。据此得出的船台之间实际可达到的最大 传输距离一般在20 n mile左右，远远小于（4.5）式确定 的Rmax，所以不会出现传播时延造成的接收交叠干扰 。
AIS电文种类
? VDM：本船接收到的其他船舶的信息
? !AIVDM,1,1,,B,177lfd003W`fSa4F8?4<q:@ B0l0p,0*02
控制AIS设备的发射功率，使 AIS实际传播距离小
于Rmax。
4.4.2 天线高度的限制
一般，VHF波段电波传播的主要服务范围由视距确定
（n mile）…(4.8)
由于电波的绕射作用，在视距以外的一定范围，可得 到较好的通信效果。这一范围的大小，与发射功率、接 收机灵敏度、天线增益，特别是天线高度有关。