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– Gesamtabmessungen - 17 x 11 x 12 mm 3 .
4.7.3. Rollparametersensoren.
BEI Gegenwärtig wurden auf der Grundlage moderner Technologien verschiedene Arten von Instrumenten zur Messung der Parameter der Bewegung des Schiffsrumpfs auf dem Spielfeld entwickelt: Einkoordinaten- und Zweikoordinaten-Neigungsmesser, Winkelbewegungsdetektoren, Linearverschiebungssensoren und kombinierte Geräte , einschließlich Winkel- und Linearverschiebungsmessern für alle sechs räumlichen Freiheitsgrade.
Die Verwendung von Instrumenten zum Erhalten der Parameter der Schiffsbewegung auf der Rolle, einschließlich drei Winkelgeschwindigkeitssensoren und drei Beschleunigungsmessern, ermöglicht es, die durch die Rolle verursachten Kräfte auf den Schiffsrumpf und in den Ladungsbefestigungen vernünftig abzuschätzen Wählen Sie den Sturmmodus. Mustersysteme zur Laststeuerung und Auswahl von Sturmmodi basierend auf den gemessenen Daten zu den Parametern der Schiffsbewegung in Bewegung wurden bereits erstellt.
Eine Reihe von Instrumenten zur Bewertung der Pitching-Parameter basieren auf der Verwendung von Silizium-Vibrogyrometern und Beschleunigungsmessern. Sie liefern Informationen zur Bestimmung aller Komponenten der Bewegung des Schiffsrumpfes in Wellen (Pitch, Roll, Yaw, Surge, Sway, Heave). Als Beispiel für diese Art von Sensoren können wir die Ausrüstung von Silicon Sensing Systems Japan Ltd. nennen, die entsprechend gebaut wurde
Strapdown-Technologien. Es ermöglicht Ihnen zu messen:
Winkelgeschwindigkeiten im Bereich von 0,1 bis 1000 /s mit einer Auflösung von 0,10 /s, - Gier-, Nick- und Wankwinkel mit einer Genauigkeit von 0,10 ,
Lineare Beschleunigungen mit Effektivfehler 0,01 m/s2.
4.8. Automatische Identifikationssysteme.
4.8.1. Allgemeine Information.
Automatisches Identifikationssystem - AIS (Automatic Identification System - AIS) ist ein technisches Navigationsmittel, das den gegenseitigen Informationsaustausch zwischen Schiffen, zwischen einem Schiff und einer Küste sowie zwischen einer Navigationshilfe und einem Schiff (oder einer Küstenstation) nutzt. , um zu:
Schiffsidentifikation,
Lösung von Kollisionsvermeidungsproblemen,
Kontrolle der Einhaltung des Schifffahrtsregimes und Überwachung von Schiffen auf See,
Verbesserung der Eigenschaften des Navigationszauns.
AIS gilt als die größte Errungenschaft der Navigationssicherheit seit der Erfindung des Radars. AIS wird auch genannt
automatische Identifikations- und Informationssysteme,
um damit zu betonen, dass sie nicht nur zu Identifikationszwecken verwendet werden.
Automatische Identifikationssysteme ermöglichen:
– Austausch von Informationen zwischen Schiffen, wenn sie auf See vorbeifahren;
– Informationen über das Schiff und seine Ladung an Küstendienste übermitteln;
– Navigationsdaten vom Schiff an die landseitigen Verkehrsmanagementsysteme (VTS) zu senden, um eine genauere und zuverlässigere Verkabelung bereitzustellen;
– VTS zur Bereitstellung von Navigationshilfe für Schiffe;
– Übermitteln Sie dem Schiff oder der Küstenstation Informationen von den Navigationshilfen des Zauns, um sie zu identifizieren, rechtzeitig zu erkennen und genaue Koordinaten zu erhalten.
AIS kann Navigations- und meteorologische Warnungen von der Küste an Schiffe übermitteln, die in Küstengewässern fahren.
AIS funktioniert auf zwei UKW-Frequenzen: 161,975 MHz (AIS-1 Kanal 87) und 162,025 MHz (AIS-2 Kanal 88), zugewiesen von der International Telecommunications Union. Der Datenaustausch zwischen AIS-Stationen erfolgt über die selbstorganisierte Zeitmultiplex- und Freizugriffstechnologie SOTDMA (Self-Organized Time Division Multiple Access). Diese Technologie ermöglicht die Übertragung von Multicast-Nachrichtenblöcken mit hoher Geschwindigkeit, wobei ein zuverlässiger gleichzeitiger Datenaustausch mit vielen anderen AIS gewährleistet ist.
Die Reichweite des AIS hängt von der Höhe der Antenne ab und beträgt etwa 20÷30 Meilen.
Auf Schiffen sollte AIS jederzeit betriebsbereit sein, außer in Situationen und Bereichen, in denen Informationssicherheit erforderlich ist. In diesen Situationen und Gebieten hat der Kapitän das Recht, das AIS auszuschalten, um zu verhindern, dass seine Daten für ungebührliche Zwecke verwendet werden.
4.8.2. AIS-Bordausrüstung.
Arten von AIS-Bordgeräten.Shipborne AIS-Ausrüstung heißt "universeller Transponder". Unterscheiden Sie zwischen Klasse-A- und Klasse-B-Bordausrüstung.
Ausrüstung der Klasse A muss die IMO-Anforderungen für AIS vollständig erfüllen und auf Schiffen installiert werden, die in Regel 19, Kapitel 5 von SOLAS spezifiziert sind.
Die Anforderungen für AIS-Klasse B sind unten aufgeführt. Geräte dieser Klasse entsprechen möglicherweise nicht vollständig den IMO-Standards. Er ist einfacher, billiger als der universelle Transponder der Klasse A und ist für kleine Fahrzeuge gedacht, die nicht unter die AIS-Konvention fallen.
Ausrüstungszusammensetzung. Schiffsgestützte AIS-Geräte dienen dem Datenaustausch, der Synchronisierung, Generierung und Vermittlung von Informationsflüssen.
AIS-Universaltransponder (Abb. 4.27) besteht aus Haupteinheit (Transpondereinheit), Bedien- und Anzeigemodul
(Multiplexed Keyboard and Display Unit), UKW- und GPS-Antennen.
Haupteinheit
Bedien- und Anzeigeeinheit
Reis. 4.27. AIS-Bordausrüstungsset.
Die Haupteinheit enthält einen Transceiver, einen Kommunikationsprozessor, einen internen GPS-Empfänger, ein Mittel zur Überprüfung der Zuverlässigkeit von gesendeten und empfangenen Daten und ein eingebautes automatisches Leistungsprüfsystem.
in den Transceiver enthält drei unabhängige Empfänger (zwei SOTDMA, ein digitaler Selektivruf: DSC - Didital Selective Calling), einen Sender, der Daten aussendet, indem er einen von zwei SOTDMA-Kanälen auswählt. Es kann auch verwendet werden, um auf eine Anfrage über einen digitalen Selektivrufkanal zu antworten.
Interner GPS-Empfänger bietet hauptsächlich eine genaue Zeitsynchronisation des Empfangs/der Übertragung von AIS-Informationen. Es kann auch als Backup-Sensor für Position, Spurwinkel und Schiffsgeschwindigkeit bei Ausfall des externen Haupt-GPS-Empfängers verwendet werden.
Kommunikationsprozessor erstellt und verteilt Datenpakete im Laufe der Zeit für die Übertragung von statischen, dynamischen Informationen über das Schiff und Informationen über die Reise. Es steuert den Empfang von Daten über die Kommunikationsleitung.
AIS entschlüsselt und organisiert sie, verwaltet die Ausgabe von Informationen an Anzeigegeräte, regelt den Prozess des Lesens von Informationen von Navigationsgeräten, verwaltet den Satz von Seefrequenzen und die Kanalumschaltung.
Bedien- und Anzeigeeinheit enthält eine Tastatur mit einem kleinen Textdisplay zur Anzeige der eingegebenen und der mindestens erforderlichen erhaltenen Informationen. Über die Tastatur wird ein Teil der zur Übertragung vorgesehenen Informationen eingegeben. Die eingegebenen Daten werden auf dem Display angezeigt, wodurch Sie ihre Korrektheit kontrollieren können. Die AIS-Tastatur und -Anzeige sollten unabhängig von anderen Navigationsgeräten sein.
Geräte mit AIS-Schnittstelle. Die Steuer- und Anzeigeeinheit verfügt über Mittel zum Andocken an Geräte, die das Protokoll IEC 61162 implementieren, und kann angeschlossen werden an: einen SNS-Empfänger, einen Kreiselkompass, ein Logbuch, einen gyroskopischen Winkelgeschwindigkeitsanzeiger, Sensoren für Roll- und Nickparameter, einen Inmarsat-C Fernkommunikationsstation sowie externe Systemanzeigen, Anzeigen: Radar, ARPA, ECDIS, EX, RKDS, PC. Daten von einem externen SNS-Empfänger werden im geodätischen Koordinatensystem WGS84 mit einer Auflösung von nicht schlechter als einer zehntausendstel Bogenminute empfangen.
Stromversorgung. Das AIS und die zugehörigen Informationssensoren werden von der Hauptenergiequelle des Schiffes mit Strom versorgt. Außerdem müssen sie über alternative Netzteile verfügen.
Bordgerätefunktionen. AIS-Universaltransponder bietet:
– automatische Identifizierung von Schiffen;
– Selbstorganisation des Systems und Zugangskontrolle zu Funkkanälen;
– Empfang von Daten über Funkkanal von AIS anderer Schiffe, Küstenzentren und Fechtanlagen;
– Übermittlung eigener Daten an den Funkkanal zur Nutzung durch andere Schiffe und Küstenzentren;
– Empfang und Verarbeitung von Informationen von mit AIS verbundenen Systemen und Geräten auf dem eigenen Schiff;
– Eingabe von statischen, zusätzlichen dynamischen Daten und binären Nachrichten, die an den Funkkanal gesendet werden sollen;
– Speichern statischer Daten, die zur automatischen Übertragung bestimmt sind;
– Ausgabe von über den Funkkanal empfangenen Informationen an Anzeigegeräte;
– Erteilung von Informationen über seine Leistung, über die Erkennung von Problemen und im Fehlerfall;
– Verhinderung der unbefugten Änderung eingegebener oder übertragener Daten;
– die Möglichkeit, AIS durch den Kapitän des Schiffes in Gebieten zu deaktivieren, in denen AIS-Informationen für ungehörige Zwecke verwendet werden können.
Dieser Artikel behandelt die Funktionen des AIS-Transponders sowie statische und dynamische Daten, die von AIS-Geräten empfangen und gesendet werden.
Entwickelt, um Informationen über die Oberflächensituation anzuzeigen, indem sowohl statische als auch dynamische Informationen über das Schiff und andere Objekte auf einer Frequenz von 161,975 MHz gesendet und diese Informationen und ihre Anzeige auf dem Schiff und anderen Objekten empfangen werden.
Dieses System erhöht die Sicherheit der Schifffahrt, indem es Schiffsführer und alle interessierten Parteien über die Situation in einem bestimmten Sektor informiert. Dies verbessert das Zusammenspiel von Hafendiensten, für die Sicherheit im Wasserbereich verantwortlichen Strukturen, Such- und Rettungsdiensten sowie direkt den Schiffsbesatzungen. Dies geschieht durch Empfangen und Konvertieren des AIS-Signals in eine informative Tabelle oder durch direktes Anzeigen auf einer Kartenplotterkarte oder einer speziellen Kartensoftware.
Informationen, die mit AIS übertragen werden— automatisches Identifikationssystem, umfassen: Schiffsposition, Geschwindigkeit, aktueller Status, Kurs, Steuerkurs, Wendegeschwindigkeit und andere Dynamik; Schiffsname, IMO-Nummer, MMSI-Nummer, Abmessungen, Flagge, Schiffstyp und andere statische Daten. Diese Informationen werden automatisch per an die Luft gesendet AIS-Transponder in regelmäßigen festen Zeitabständen. Das System selbst auf dem Schiff besteht aus folgenden Komponenten:
Merkmale der Verwendung des AIS-Transponders
Vorteile eines AIS-Transponders
Die Vorteile dieses Systems liegen in seiner Implementierung bei anderen Frequenzen als Radarfrequenzen. Das heißt, alle Nachteile bei der Verwendung eines Radars können durch den Vorteil der Verwendung eines AIS-Transponders abgedeckt werden. Dies ist ein geringer Informationsgehalt, eine Schattenzone, mehr Zeit zur Bestimmung des EDC und andere. Der AIS-Transponder wiederum erlaubt es nicht, Ziele anzuzeigen und zu identifizieren, die nicht von dem im AIS-System arbeitenden Sender getragen werden. Dementsprechend ist die gemeinsame Nutzung dieser Geräte derzeit das optimale Element des Flächenbeleuchtungssystems.
Anforderungen der HF-Gesetzgebung
Zur Zeit nach der Gesetzgebung der Russischen Föderation, müssen fast alle großen und mittelgroßen Schiffe unter der Aufsicht des Russian Maritime Register of Shipping und des Russian River Register of Shipping mit einem AIS-Transponder ausgestattet sein. Diese Maßnahmen wurden ergriffen, um das Sicherheitsniveau im Wasserbereich zu verbessern und es den Küstendiensten zu ermöglichen, die Aktivitäten und die Einhaltung der Gesetze durch Gerichte zu kontrollieren.
Der Rest der Wasserfahrzeuge, einschließlich der vom GIMS des Ministeriums für Notsituationen überwachten Schiffe, kann dieses System nutzen, um ihre eigene Sicherheit zu erhöhen. Es ist möglich, Signale von AIS-Transpondern zu empfangen und auf dem Monitor anzuzeigen und / oder diese Informationen im Navigationsinformationssystem zu verwenden. Sowie der Einbau eines vollwertigen AIS-Transponders zur Übermittlung von Informationen über die eigene Person und deren Berücksichtigung durch umliegende Schiffe und Küstendienste, was natürlich eine bessere Steigerung des eigenen Sicherheitsniveaus darstellt.
Zusammensetzung des AIS-Systems
Technisch besteht es aus einem Transceiver - einem AIS-Transponder, einem Antennenkabel mit zwei Steckern, einer UKW-Marineantenne mit Halterung und ggf. einem Display zur Anzeige eingehender Informationen. Tatsächlich ist dies eine Funkstation (oder ein Funkmodem), die eingestellte und eingehende Daten im automatischen Modus auf festgelegten Frequenzen mit einem bestimmten Zeitintervall empfängt und sendet.
Um dynamische Informationen zu senden, muss der AIS-Transponder an das Navigationsinformationsnetz des Schiffes angeschlossen sein oder Navigationsaufgaben selbst berechnen können, dazu ist er zusätzlich mit einer GNSS-Empfangsantenne (GPS / GLONASS / Glonass) und einer Navigation ausgestattet Modul. Wie jede andere Funkstation, die in diesem Frequenzbereich arbeitet, unterliegt der AIS-Transponder allen Faktoren, die die Übertragung des Funksignals beeinflussen.
Arbeitsbereich
Die Reichweite des AIS-Transponders hängt von der Höhe der Empfangs- und Sendeantennen, dem Zustand der Ausbreitungsumgebung der Funkwellen, Hindernissen auf dem Weg usw. ab. Somit ist die Reichweite des AIS-Transponders vergleichbar mit der Reichweite einer Schiffsfunkstation im Bereich von 156–163 MHz und beträgt ungefähr 15–20 Seemeilen, ohne Berücksichtigung des äußeren Einflusses anderer Faktoren als der normalen Betriebsbedingungen der Funkanlage.
Einfache AIS-Transponder können über eine große Reichweite betrieben werden, da sich ihre Antennen in höheren Höhen als auf Schiffen befinden. Daher erreicht ihre Entfernung zum Empfangen und Senden von AIS-Informationen 40-60 Seemeilen, dh sie können Informationen in einem Radius senden und empfangen, der größer ist als der von Booten. Dieser Vorteil ermöglicht es Ihnen, hinter natürlichen Barrieren in Form von Bergen, Strukturen und anderen Objekten zu arbeiten, die Funkschattenzonen erzeugen.
Empfangene und gesendete Informationen, Merkmale der Anzeige
In den meisten Fällen werden die vom AIS-Transponder empfangenen Informationen in Form von Symbolen und separaten Tabellen auf dem Monitor angezeigt. Wenn diese Informationen in die Karte eingeblendet werden, wird die resultierende Navigationssituation vollständiger und aussagekräftiger dargestellt. In den meisten Fällen werden vor Anker liegende oder mit weniger als einem halben Knoten fahrende oder festgemachte Schiffe durch ein Quadrat gekennzeichnet. Schiffe in Bewegung werden normalerweise als Pfeile angezeigt. Elemente des Navigationsunterstützungssystems sind durch Kreise gekennzeichnet. Alle Objekte sind abhängig von den programmierten Fähigkeiten des Programms farbcodiert. Auch der Kurs des Schiffes, sein Kurs und seine Geschwindigkeit können angezeigt werden.
Der AIS-Transponder kann folgende Informationen empfangen und senden:
statische Informationen |
Dynamische Informationen |
Informationen folgen |
|
|
|
Unser Katalog enthält Geräte für automatische Identifikationssysteme (AIS) der weltweit führenden Hersteller.
Die scheinbare Leere des Meeresraums kann eine unwissende Person nur täuschen. Alle Menschen, die auf die eine oder andere Weise mit Schifffahrt und Schifffahrt zu tun haben, wissen, dass das Meer ziemlich überfüllt ist. Ein Beispiel dafür können Fälle sein, in denen ein Tanker auf ein Trockenfrachtschiff oder ein Boot auf eine Yacht auffährt. Leider sind diese Fälle keine Seltenheit. Um solche Vorfälle zu verhindern, ist eine Reihe von AIS-Geräten „an Bord“ installiert.
Das Automatische Identifikationssystem (AIS) ermöglicht den Echtzeitaustausch von Navigations- und anderen Informationen in Bezug auf die Sicherheit der Navigation zwischen Schiffen und anderen AIS-Stationen über Sonderkanal Funkkommunikation. Zum Senden und Empfangen von Informationen im AIS wird ein UKW-Transponder verwendet, der je nach Höhe der Antennen eine Reichweite von 25 bis 30 Meilen bietet. Einer der Gründe für das Aufkommen von AIS waren die bestehenden Einschränkungen von Radar und ARPA, um das Problem der Vermeidung von Kollisionen zwischen Schiffen zu lösen. AIS ist wie Radar ein Schiffspositionsinformationssensor.
Die Vorteile von AIS, die einige dieser Einschränkungen bei der Lösung von Schifbeseitigen, sind wie folgt:
- Gegenseitiger Austausch von hochgenau per GPS ermittelten Koordinaten. In der Praxis bedeutet dies, dass mit einer Genauigkeit von 10 Metern bestimmt werden kann, wo die Route des nächsten Schiffes vorbeiführt.
- Der Betrieb des AIS wird nicht durch Niederschlag und Meereswellen beeinträchtigt, wie dies beim Einsatz von Radar der Fall ist, wodurch kleine Schiffe in rauer See beobachtet werden können.
- Die Kollisionsvermeidung wird auch durch den gegenseitigen Informationsaustausch zwischen den Verkehrsteilnehmern über Schiffstyp, Tiefgang, Größe und Navigationsparameter sowie geplante Manöver erleichtert. Die Möglichkeit, die Zielverfolgung zu verlieren, ist praktisch ausgeschlossen, während ARPA und Radar eine solche Möglichkeit unter bestimmten Bedingungen zulassen. Die Übertragung von Rufzeichen oder des Schiffsnamens bietet die Möglichkeit, das Schiff in unverständlichen oder gefährlichen Situationen über UKW anzusprechen
- Die Fähigkeit, Ziele in den Schattensektoren von Radargeräten zu erkennen (jenseits der Insel, um die Flussbiegungen usw.)
- Der gegenseitige Informationsaustausch zwischen Schiffen über Schiffstyp, Tiefgang, Abmessungen und Navigationsparameter sowie über die geplanten Manöver dient der Vermeidung von Schiffskollisionen
- Modern Softwareanwendungen Ermöglichen Sie mobilen Geräten (Smartphone, Tablet, PC) die Interaktion mit dem AIS, was die Nutzung des Komplexes bequemer macht
- AIS Seapilot AIS CTRX Graphen
- Kartenplotter STANDARD HORIZON CPN700i
- UKW-Antenne SCOUT KS-22
- GPS-Antenne SCOUT NAV-6
Der Seapilot CTRX Graphene AIS ist ein AIS-Transponder der Klasse B, der von der schwedischen Marke True Heading als kompaktes Modell entwickelt wurde, das für die Installation auf jedem Schiffstyp geeignet ist, einschließlich Freizeitbooten und Yachten. Das Gerät überträgt Daten wie Name, Abmessungen, Schiffstyp, MMSI, Steuerkurs und Geschwindigkeit an andere mit AIS ausgestattete Schiffe und empfängt deren Daten zur Anzeige auf Kartenplottern oder Multifunktionsdisplays. Der Fehler des GPS-Empfängers bei der Bestimmung der Koordinaten mit Hilfe von - nicht mehr als 3 Meter. Das Modell ist sehr einfach zu installieren und dank einer Vielzahl von Anschlussarten einfach mit anderen Geräten zu integrieren.
Eigenschaften von AIS Seapilot AIS CTRX Graphene:
- Gewährleistung der Sicherheit der Navigation
- 50-Kanal-GPS-Empfänger
- Ruhemodus - Datenübertragung deaktivieren
- Verfügbarkeit eines Mini-USB-Anschlusses
- Kompakte Abmessungen
- Integrierter NMEA-Multiplexer
Der Standard Horizon CPN700i ist ein Kartenplotter mit einer eingebauten WAAS/GPS-Antenne, die vom Russian Maritime Register of Shipping (RMRS) zertifiziert ist. Das Gerät ist mit einem 7-Zoll-Touch-LCD-Display ausgestattet, dessen Informationen auch bei Sonnenlicht gut lesbar sind. 
Merkmale Standard Horizon CPN700i:
- RMRS-zertifiziert
- Kompatibel mit NMEA0183 und NMEA2000
- Hohe Bildschirmauflösung 800x480, helle Hintergrundbeleuchtung 1000 Nits
- Wi-Fi, integrierter Webbrowser und Mediaplayer
- USB-Anschluss: Die Möglichkeit, eine Speicherkarte anzuschließen, um Filme, Bilder anzusehen und Musik abzuspielen
- Optionale C-Map 4D-Kartographie
- Interne 50-Kanal-WAAS-GPS-Antenne
- Teilen Sie den Bildschirm in zwei Teile, um die Karte anzuzeigen verschiedene Einstellungen Zunahme
- Kompatibel mit dem Fischfinder FF525
- Ein NTSC- oder PAL-Videoeingang
- Anzeige der von einem UKW-Funkgerät mit DSC empfangenen Daten
SCOUT KS-22- eine klassische Marine-Frequenzbandantenne des italienischen Herstellers SCOUT. Die Länge dieses Modells beträgt 1,5 m; Verstärkung - 3 dB. Der Antennenstift besteht aus Glasfaser. Speziallackierung mit Anti-Ultraviolett-Filter verhindert ein Verfärben der Antenne.
Dieses Model Marinebandantennen sind ideal für den Einsatz auf Motorbooten.
Späher NAV-6- Aktive GPS- und GLONASS-Antenne, die speziell für den Einsatz auf Seeschiffen entwickelt wurde. Die kompakte wasserdichte Antenne kombiniert eine Hochleistungs-GPS-Antenne und einen rauscharmen Verstärker (27 dB bei 5 VDC).
Das Scout NAV-6 ist für die Verwendung mit AIS-Systemen, Kartenplottern und anderen Schiffsnavigationsgeräten konzipiert, die GPS-Daten benötigen.
Es funktioniert auch in Uljanowsk!
AIS ist ein System, das an Bord eines Schiffes zur Identifizierung auf See verwendet wird. AIS hilft bei der Lösung der Schwierigkeit, ein Schiff zu lokalisieren und zu identifizieren, wenn es nicht sichtbar ist (z. B. nachts oder in der Ferne), indem Identifikationsdaten, aktuelle Position, Kurs, Geschwindigkeit und andere Daten des Schiffes mit allen anderen Schiffen in der Nähe ausgetauscht werden. Bojen und Küstenstationen. Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation verlangt die Installation von AIS-Systemen an Bord aller Schiffe mit einer Bruttoraumzahl von über 300 auf internationalen Fahrten. Auf fast allen Handelsschiffen muss ein AIS-System installiert sein. Schiffsdaten werden auf AIS-Displays und AIS-kompatiblen Kartenplottern angezeigt.
AIS ist ein automatisches Identifikationssystem, das Schiffen helfen soll, Kollisionen zu vermeiden, und hilft Hafenbehörden auch dabei, das Seeverkehrsmanagement zu verbessern. AIS ist ein System, das Identifikationsdaten auf zwei dedizierten Kanälen der maritimen VHF-Kommunikation sendet und empfängt ( Frequenz 161,975 MHz und 162,025 MHz - alte UKW-Kanäle 87 MHz und 88 MHz). Andere Schiffe oder Basisstationen an der Küste können diese Informationen empfangen, mit einer speziellen Software verarbeiten und die Daten auf einem Kartenplotter oder Computer anzeigen. Das AIS-System überträgt dynamische (z. B. Schiffsposition, Geschwindigkeit, aktueller Status, Kurs und Wendegeschwindigkeit), statische (z. B. Schiffsname, IMO-Nummer, MMSI-Nummer, Abmessungen) und Reisedaten (z. B. Ziel, voraussichtliche Ankunftszeit und Projekt). in gleichen Zeitabständen.
Eröffnung der Schifffahrt in Uljanowsk
Typischerweise empfangen Schiffe mit einem AIS-Transponder, der mit einer externen Antenne verbunden ist, die sich 15 Meter über dem Meeresspiegel befindet, AIS-Informationen innerhalb von 15 bis 20 Seemeilen. Basisstationen in großen Höhen können die Empfangsreichweite je nach Höhe, Antennentyp und Wetterbedingungen sogar über entfernte Berge auf 40-60 Seemeilen erweitern. Der wichtigste Faktor für einen besseren Empfang ist die Installation der Basisstationsantenne. Je höher desto besser. Schiffe, die vor Anker liegen (oder deren Geschwindigkeit 0,5 Knoten nicht überschreitet) oder vor Anker liegen, werden als kleine Quadrate angezeigt. Symbole und Spuren sind je nach Schiffstyp (Fracht, Tanker, Passagier usw.) farbig.
Es gibt zwei Arten von Transpondern: Klasse A – entwickelt für SOLAS-Schiffe und Klasse B – zum Einbau auf allen anderen Schiffen. Und es gibt auch AIS-Empfänger, die Daten von Schiffen im UKW-Versorgungsgebiet empfangen. AIS arbeitet im UKW-Frequenzbereich. Die Hauptaufgaben von AIS sind:
– Verbesserungen der Sicherheit im Seeverkehr
– Schutz der Meeresumwelt
- hilft Kollisionen zu vermeiden
- ermöglicht es den Hafendiensten der Küstenstaaten, die Bewegung in ihren Gewässern zu kontrollieren.
AIS überträgt automatisch alle 2 bis 10 Sekunden (während das Schiff unterwegs ist) und alle 3 Minuten (während das Schiff vor Anker liegt) Daten. Diese Daten umfassen:
- Koordinaten und Geschwindigkeit des Schiffes in regelmäßigen Abständen über die im AIS-Transponder eingebaute UKW-Funkstation
— Position und Geschwindigkeit des Schiffes. Diese Daten stammen vom GPS des Schiffes oder, falls dies nicht möglich ist, vom GPS-Empfänger, der in den AIS-Transponder eingebaut ist. AIS erhält auch Informationen vom Kompasskurs des Schiffes und überträgt diese gleichzeitig
- Drehgeschwindigkeit - links oder rechts, von 0 bis 720 Grad pro Minute
- Geschwindigkeit über Grund (SOG)
- Positioniergenauigkeit
— Kurs über Grund (COG)
- wahrer Kurs
- Zeitstempel - UTC-Zeit auf die nächste Sekunde genau, als diese Daten erstellt wurden
- Navigationsstatus - „vor Anker“, „unterwegs mit Motoreinsatz“ oder „nicht auf Kommando“
— MMSI-Nummer des Schiffs — eine eindeutige Kennung des Schiffs
- VHF-Rufzeichen, das während der Installation der Ausrüstung eingegeben und in selteneren Abständen gesendet wird.
Die Signale werden in AIS-Transponder eingespeist, die auf anderen Schiffen oder an Küstenstationen installiert sind.
Nicht alle der oben genannten Daten werden vom Kartenplotter angezeigt. Normalerweise können Sie die folgenden Daten auf einem Kartenplotter sehen:
— MMSI-Schiffsnummer
— Fahrgeschwindigkeit
— Kurs über Grund
Zusätzlich werden alle 6 Minuten folgende Daten ausgestrahlt:
- MMSI-Nummer - Eindeutige Identifikation des Schiffes
— IMO-Nummer
— Dem Schiff zugewiesenes Funkrufzeichen
— Schiffsname, nicht mehr als 20 Zeichen
— Schiffstyp
— Art der Ladung
— Schiffsabmessungen
— Standort (z. B. GPS) Positionierung der Antennenanlage an Bord des Schiffes
— Tiefgang des Schiffes
- Ziel - nicht mehr als 20 Zeichen
- Geschätzte Ankunftszeit am Zielort
Was ist der Vorteil der gemeinsamen Verwendung von AIS und Radar?
Radare werden nach und nach immer digitaler. Ihr analoger Teil verschwindet nicht, aber im Laufe der Jahre hat sich die Funktionalität von Radaren immer mehr erweitert. Altmodische analoge Radargeräte gaben uns Informationen darüber, was vor uns lag. Das Radar wurde dann mit Automatic Radar Plotting (ARPA) aufgerüstet, das die relative Richtung und Geschwindigkeit des Radarziels berechnet und als Vektor anzeigt. Diese Informationen wurden wiederum verwendet, um den nächstgelegenen Annäherungspunkt (CPA) und den Zeitpunkt des nächstgelegenen Annäherungspunkts (TCPA) vorherzusagen. Später wurde GPS mit dem Radar verbunden, was es ermöglichte, die Verkehrslage nicht mehr relativ, sondern absolut darzustellen. Durch Berechnung des Kurses über Grund (COG) und der Geschwindigkeit über Grund (SOG). Außerdem wurde es möglich, die Bildschirme der Hauptfunktionen auf der elektronischen Karte zu überlagern.
Jetzt fangen die Gerichte an, Navigationsinformationen direkt miteinander auszutauschen. Anstatt also den Ziel-COG und den SOG des eigenen Schiffs aus GPS-Daten zu erhalten, sendet der AIS-Transponder seine GPS-Informationen an Schiffe in VHF-Abdeckung, selbst wenn sich andere Schiffe hinter einem Kap oder einer Insel verstecken. Der AIS-Transponder kann dies, da die VHF-Kommunikation ebenfalls digital ist. Zuerst erschien der digitale Selektivruf (DSC, DSC) auf Kanal 70, der es ermöglichte, ihre Koordinaten in Notsituationen zu übertragen und mit ihrer MMSI-Nummer Funkkontakt mit einer bestimmten Station herzustellen. Der AIS-Transponder wiederum empfängt auch Informationen von anderen Schiffen und macht aus dem UKW-Funkgerät ein normales, wenn auch etwas langsames Modem. Es sendet und empfängt Daten wie jedes andere Modem.
Zusammen mit GPS-Informationen sind AIS-Transponder darauf programmiert, viele Informationen auszutauschen, aber nur einige von ihnen erfüllen die hohen Kriterien. Sehen wir uns zunächst an, wie AIS zur weiteren Verbesserung des Radars eingesetzt werden kann.
Es gibt fünf Hauptbereiche, in denen das AIS-System das Radar verbessert:
1. Hilft dem Radar, Ziele auf der anderen Seite des Kaps zu finden und zu identifizieren (nützlich in felsigen Küstengewässern)
2. Übersetzt den Schiffsnamen in ein Radarsignal, um potenziell gefährliche Verwechslungen zu vermeiden (nützlich bei der Begrüßung über UKW). AIS ermöglicht dem Radar, ein Ziel zu markieren (seinen Namen abzukürzen) oder seinen Namen anzuzeigen, wenn es ausgewählt wird.
3. Verbessert die Wegvorhersage durch Berücksichtigung der Wenderate (ROT). Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer genaueren Vorhersage der Verkehrssituation.
4. Erweitert die Reichweite des Radars. Erweiterte Reichweite und Zielerkennung ermöglichen es Ihnen, andere Schiffe zu identifizieren und die Verkehrssituation im Voraus zu antizipieren
5. Klärt die Absichten des Ziels. Mit AIS können Sie nicht nur das Ziel, sondern auch die beabsichtigte Route angeben. Diese Route kann vorübergehend angezeigt werden, um die Absicht des Ziels vorwegzunehmen. Wenn das Ziel beispielsweise aufgrund seines Projekts eine eingeschränkte Manövrierfähigkeit hat, liefert das AIS auch diese Informationen.
In dem Moment, in dem das AIS keine aktualisierten Zielpositionsdaten mehr empfängt, wird sein Symbol mit einer blinkenden Linie durchgestrichen. Wenn das Ziel weiterhin Aktualisierungen seiner Position sendet, aber sein GPS nicht richtig funktioniert, kann der genaue Standort nur durch Vergleich der über AIS- und Radardaten empfangenen Daten ermittelt werden.
Ein AIS, das mit einem System an Bord eines Schiffes ausgestattet ist, zeigt Peilung und Entfernung zu Schiffen in der Nähe in einem radarähnlichen Anzeigeformat an.
Grafische Anzeige der AIS-Daten an Bord.
Automatisches Identifikationssystem (AIS) repräsentiert automatisches System Tracking, das Transponder auf Schiffen verwendet und von Vessel Traffic Services (VTS) verwendet wird. Wenn Satelliten verwendet werden, um AIS-Signaturen zu erkennen, wird der Begriff Satelliten-AIS verwendet (S-AIS). AIS-Informationen ergänzen das Seeradar, das nach wie vor die wichtigste Methode zur Kollisionsvermeidung im Schiffsverkehr ist.
Informationen, die von AIS-Geräten bereitgestellt werden, wie z. B. eindeutige Identifikation, Kursposition und Geschwindigkeit, können auf einem Bildschirm oder ECDIS angezeigt werden. AIS soll das Wachpersonal des Schiffes unterstützen und es den Seebehörden ermöglichen, Schiffsbewegungen zu verfolgen und zu kontrollieren. AIS integriert einen standardisierten VHF-Transceiver mit einem Ortungssystem, beispielsweise einem GPS-Empfänger, mit anderen elektronischen Navigationssensoren, beispielsweise einem Kreiselkompass oder Geschwindigkeitsanzeigern. Schiffe, die mit AIS-Transceivern ausgestattet sind, können von AIS-Basisstationen entlang der Küsten oder, wenn sie von einer Reihe von terrestrischen Netzwerken stammen, von der wachsenden Zahl von Satelliten verfolgt werden, die mit dedizierten AIS-Empfängern ausgestattet sind, die in der Lage sind, eine große Anzahl von Signaturen zu entzerren.
Im Jahr 2007 testeten die USA die AIS-Weltraumverfolgung vom TacSat-2-Satelliten aus. Allerdings wurden die empfangenen Signale durch den gleichzeitigen Empfang vieler Signale vom nächsten Satelliten verfälscht.
Im Juli 2009 startete SpaceQuest AprizeSat-3 und AprizeSat-4 mit AIS-Empfängern. Diese Empfänger waren 2010 erfolgreich in der Lage, RELI-Testbaken der US-Küstenwache vor Hawaii zu empfangen. Im Juli 2010 gaben SpaceQuest und ExactEarth Canada eine Vereinbarung bekannt, wonach AprizeSat-3- und AprizeSat-4-Daten in das ExactEarth-System aufgenommen und weltweit als verfügbar gemacht werden Teil ihres ExactAIS(TM)-Dienstes.
Am 25. Februar 2013, nach einer einjährigen Startverzögerung, startete die Universität Aalborg AAUSAT3. Dies ist ein CubeSat 1U Höhe, Gewicht 800 Gramm, nur von Studenten des Fachbereichs entwickelt elektronische Systeme. Es trägt zwei AIS-Empfänger – einen herkömmlichen und einen SDR-On-Empfänger. Das Projekt wurde von der Danish Maritime Safety Administration vorgeschlagen und gesponsert. Es war ein großer Erfolg und hat in den ersten 100 Tagen über 800.000 AIS-Nachrichten und mehrere 1-MHz-Rohfunkproben heruntergeladen. Es empfängt beide AIS-Kanäle gleichzeitig und empfängt Nachrichten der Klasse A sowie der Klasse B. Die Kosten inklusive Start betrugen weniger als 200.000 €.
Das kanadische AIS-Satellitennetzwerk von ExactEarth bietet eine globale Abdeckung mit 8 Satelliten. Dieses Netzwerk wird durch die Ankündigung einer Partnerschaft mit Harris Corp. zur Nutzung von 58 Nutzlasten, die auf der NEXT Iridium-Konstellation gehostet werden, erheblich erweitert. Darüber hinaus ist ExactEarth an der Entwicklung der ABSEA-Technologie beteiligt, die es dem Netzwerk ermöglichen wird, sowohl einen hohen Anteil an Nachrichtentypen der Klasse B als auch der Klasse A zuverlässig zu erkennen.
ORBCOMM verwaltet die globale Satellitennetzwerk, das 18 AIS mit Satellitenunterstützung umfasst. Die OG2-Satelliten (ORBCOMM Generation 2) von ORBCOMM sind mit einem automatischen Nutzlastidentifikationssystem (AIS) ausgestattet, um Übertragungen von mit AIS ausgestatteten Schiffen zu empfangen und zu melden, um Schiffe und andere maritime Navigations- und Sicherheitsbemühungen zu verfolgen und auf 16 bestehende ORBCOMM-Erdstationen auf der ganzen Welt hochzuladen.
Im Juli 2014 startete ORBCOMM die ersten 6 OG2-Satelliten an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete von Cape Canaveral, Florida. Jeder OG2-Satellit trägt eine AIS-Empfänger-Nutzlast. Alle 6 OG2-Satelliten wurden erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht und begannen kurz nach dem Start, Telemetriedaten an ORBCOMM zu senden. Im Dezember 2015 startete das Unternehmen elf weitere AIS-fähige OG2-Satelliten an Bord einer Rakete des Typs SpaceXFalcon 9. Dieser besondere Start markierte die zweite und letzte OG2-Mission von ORBCOMM zur Vervollständigung seiner Satellitenkonstellation der nächsten Generation. Im Vergleich zu den aktuellen OG1-Satelliten sind die OG2-Satelliten von ORBCOMM auf mehr ausgelegt schnelle Lieferung Nachrichten, große Nachrichtengrößen und bessere Abdeckung in höheren Breiten, Erhöhung der Netzwerkkapazität.
Im August 2017 hat Spire Global Inc. hat eine API veröffentlicht, die fortschrittliche S-AIS-Daten für maschinelles Lernen (Suds und Predict) bereitstellt, die von seiner über 40 Konstellation von Nanosatelliten unterstützt werden.
Datenquellenkorrelation
Durch die Korrelation von optischen und Radarbildern mit S-AIS-Signaturen kann der Endbenutzer alle Schiffstypen schnell identifizieren. Die große Stärke von S-AIS ist die Leichtigkeit, mit der es mit zusätzlichen Informationen aus anderen Quellen wie Radar, Optik, ESM und verwandten SAR-Instrumenten wie GMDSS, SARSAT und AMVER korreliert werden kann. Radarsatelliten und andere Quellen können zur Meeresüberwachung beitragen, indem sie alle Schiffe in bestimmten Seegebieten von Interesse erkennen, ein besonders nützliches Attribut, wenn versucht wird, Rettungsbemühungen über große Entfernungen zu koordinieren oder wenn es um STS-Probleme geht.
Anwendungen
Nur AIS-Text zeigt ein Schiff, eine Liste der Entfernungen, Peilungen und Namen von Schiffskonstruktionen in der Nähe an
Der ursprüngliche Zweck von AIS war lediglich die Kollisionsvermeidung, aber seitdem haben sich viele andere Anwendungen entwickelt und werden weiter entwickelt. AIS wird derzeit verwendet für:
Kollisionsvermeidung AIS wurde von technischen Komitees der IMO als Technologie entwickelt, um Kollisionen zwischen großen Schiffen auf See zu vermeiden, die sich nicht in Reichweite von Küstensystemen befinden. Die Technologie identifiziert jedes Schiff einzeln, zusammen mit seiner spezifischen Position und Bewegung, wodurch ein virtuelles Bild in Echtzeit erstellt werden kann. AIS-Standards umfassen eine Vielzahl automatischer Berechnungen auf der Grundlage dieser Positionsberichte, z. B. Points of Closest Approach (CPA) und Kollisionsalarme. Da AIS nicht von allen Schiffen verwendet wird, wird AIS normalerweise in Verbindung mit Radar verwendet. Wenn ein Schiff auf hoher See segelt, sind Informationen über die Bewegung und Identität anderer Schiffe in der Gegend für Navigatoren von entscheidender Bedeutung, um Entscheidungen zu treffen, um Kollisionen mit anderen Schiffen und Gefahren (Untiefen oder Felsen) zu vermeiden. Zu diesem Zweck wurden in der Vergangenheit visuelle Überwachung (z. B. ohne fremde Hilfe, Ferngläser und Nachtsichtbrillen), Audiokommunikation (z. B. Pfeife, Hupe und UKW-Funk) und Radar oder automatische Radarplot-Hilfen verwendet. Diese vorbeugenden Mechanismen versagen jedoch manchmal aufgrund von Verzögerungen, Radarbeschränkungen, Fehleinschätzungen und Anzeigefehlern und können zu Kollisionen führen. Während die AIS-Anforderungen für die Anzeige nur sehr einfach sind Textinformationen können die erfassten Daten in eine grafische elektronische Karte oder Radaranzeige integriert werden, wodurch konsolidierte Navigationsinformationen auf einem einzigen Bildschirm bereitgestellt werden. Flottenüberwachung Fischerei und Kontrolle AIS wird von nationalen Behörden häufig zur Überwachung und Kontrolle der Aktivitäten ihrer nationalen Fischereiflotten eingesetzt. AIS ermöglicht es den Behörden, die Aktivitäten von Fischereifahrzeugen entlang ihrer Küste zuverlässig und kostengünstig zu überwachen, typischerweise aus einem Umkreis von 100 km (60 Meilen), je nach Standort und Qualität landgestützter Empfänger/Basisstationen mit ergänzenden satellitengestützten Datennetzen. Maritime Sicherheit AIS ermöglicht es den Behörden, bestimmte Schiffe und ihre Aktivitäten innerhalb oder in der Nähe der ausschließlichen Wirtschaftszone eines Landes zu identifizieren. Wenn AIS-Daten mit bestehenden Radarsystemen zusammengeführt werden, können Behörden leichter zwischen Schiffen unterscheiden. AIS-Daten können automatisch verarbeitet werden, um normalisierte Aktivitätsmuster für einzelne Schiffe zu erstellen, die bei Störungen einen Alarm auslösen und so potenzielle Bedrohungen für eine effizientere Nutzung von Sicherheitsfunktionen hervorheben. AIS erhöht das Bewusstsein für das Meeresgebiet und ermöglicht verbesserte Sicherheits- und Kontrollmaßnahmen. Darüber hinaus kann AIS auf Süßwassersysteme, Flüsse und Seen angewendet werden. Navigationshilfen Das Standardprodukt AIS Navigation Aid (AtoN) wurde mit der Fähigkeit entwickelt, Positionen und Namen von anderen Objekten als Schiffen, wie Navigationshilfen und Markierungspositionen, sowie dynamische Daten zu übertragen Umgebung Marker (z. B. aktuelle und klimatische Bedingungen). Diese Einrichtungen können sich an Land befinden, beispielsweise in einem Leuchtturm, oder auf Wasserplattformen oder Bojen. Die US-Küstenwache hat vorgeschlagen, dass AIS Racon (Radarbaken) ersetzen könnte, die derzeit für elektronische Navigationshilfen verwendet werden. Mit AtoNs können Behörden den Status der Boje, wie z. B. den Status der Laterne, aus der Ferne überwachen und Betriebsdaten von Sensoren (z. B. Wetter- und Seebedingungen), die sich auf der Boje befinden, an mit AIS-Transceivern ausgestattete Schiffe oder lokale Behörden zurücksenden , sendet AtoN seine Position und Identität zusammen mit allen anderen Informationen. Der AtoN-Standard erlaubt auch die Übertragung von "virtuellen" ATON-Positionen, wodurch ein Gerät Nachrichten von einer "falschen" Position aus so weiterleiten kann elektronische Karten ein AtoN-Markierungssignal erscheint, obwohl an dieser Stelle kein physisches AtoN vorhanden sein kann. Suche und Rettung Um die maritimen Such- und Rettungskräfte (SAR) vor Ort zu koordinieren, sind Daten über die Position und den Navigationsstatus anderer Schiffe in unmittelbarer Nähe erforderlich. In solchen Fällen kann AIS Abhilfe schaffen Zusätzliche Information und Sensibilisierung für verfügbare Ressourcen, auch wenn die AIS-Reichweite auf das VHF-Funkband beschränkt ist. Der AIS-Standard sieht auch die Verwendung bei Flugzeug-SAR vor und enthält eine Nachricht (AIS-Nachricht 9) für Flugzeuge, um ihre Position mitzuteilen. Um die Suche und Rettung von Schiffen und Flugzeugen bei der Suche nach Personen in Seenot zu erleichtern, wurde von der IEC eine Spezifikation (IEC 61097-14 Ed 1.0) für einen AIS-basierten SAR-Sender (AIS-SART) entwickelt Arbeitsgruppe TC80 AIS. AIS-SART wurde seit dem 1. Januar 2010 zu den Global Maritime Distress Safety System Rules hinzugefügt. AIS-SARTs sind seit 2009 auf dem Markt erhältlich, zumindest haben die neuesten Vorschriften die Installation von AIS-Systemen im gesamten Safety of Life zugelassen Seegericht (SOLAS) und mehr 300 Tonnen. Unfalluntersuchung AIS-Informationen, die von VTS empfangen werden, sind für die Unfalluntersuchung unerlässlich, da sie genaue historische Daten zu Zeit, Identität, GPS-basierter Position, Kompasskurs, über Grund, Geschwindigkeit (log/SOG) und Geschwindigkeiten sowie nicht weniger genaue Informationen liefern vom Radar geliefert. Ein vollständigeres Bild der Ereignisse kann durch Voyage Data Recording (VDR)-Daten gewonnen werden, sofern verfügbar und an Bord aufbewahrt, Einzelheiten zu Schiffsbewegungen, Sprachkommunikation und Radarbildern bei Unfällen. VDR-Daten werden jedoch aufgrund einer begrenzten Zwölf-Stunden-Speicherung gemäß IMO-Anforderung nicht unterstützt. Meeresströmungsschätzungen Aktuelle Schätzungen der Meeresoberfläche auf der Grundlage von AIS-Datenanalysen sind seit Dezember 2015 von der französischen Firma Electronic Odyn erhältlich: Infrastrukturschutz AIS-Informationen können von Eigentümern des Meeresbodens von Offshore-Infrastrukturen wie Kabeln oder Pipelines zur Überwachung von Aktivitäten verwendet werden Schiffe nahezu in Echtzeit in der Nähe ihrer Anlagen. Diese Informationen können verwendet werden, um einen Alarm auszulösen, um den Eigentümer zu informieren und möglicherweise einen Vorfall zu vermeiden, bei dem Sachschäden auftreten könnten. Flotten- und Frachtverfolgung Online-AIS ist weit verbreitet und kann von Flotten- oder Schiffsmanagern verwendet werden, um die globale Position ihrer Schiffe zu verfolgen. Frachtversender oder Eigentümer von Transitgütern können den Fortschritt der Fracht verfolgen und die Ankunftszeit im Hafen vorhersehen.
Wie funktioniert es
Überblick über das System der US-Küstenwache
allgemeine Überprüfung
AIS-Transceiver senden automatisch in regelmäßigen Abständen Informationen wie Position, Geschwindigkeit und Navigationsstatus über einen in den VHF-Transceiver eingebauten Sender. Die Informationen stammen von den Navigationssensoren des Schiffes, typischerweise seinem (GNSS) Empfänger und Kreiselkompass. Andere Informationen wie Schiffsname und UKW-Rufzeichen werden bei der Geräteinstallation programmiert und regelmäßig übertragen. Signale werden von AIS-Transceivern empfangen, die auf anderen Schiffen oder auf Bodensystemen wie VTS-Systemen installiert sind. Die empfangenen Informationen können auf einem Bildschirm oder Plotter angezeigt werden, der die Positionen anderer Schiffe ähnlich wie ein Radardisplay anzeigt. Die Daten werden über ein Tracking-System übertragen, das die SELF-ORGANIZED Division of Time Multiple Access (SOTDMA) Datalink nutzt, die vom schwedischen Erfinder Hakan Lans entwickelt wurde.
Der AIS-Standard umfasst mehrere Unterstandards, die als „Typen“ bezeichnet werden und einzelne Produkttypen definieren. Die Spezifikation für jeden Produkttyp enthält detaillierte Angaben Technische Spezifikation die die Gesamtintegrität des globalen AIS-Systems gewährleistet, in dem alle Produkte betrieben werden müssen. Die wichtigsten Arten von Produkten, die in den AIS-Systemstandards beschrieben werden, sind:
Schiffsmontierter AIS-Transceiver der Klasse A (Senden und Empfangen), der mit SOTDMA arbeitet. SOTDMA wurde für große Handelsschiffe entwickelt und erfordert, dass der Transceiver eine ständig aktualisierte Slot-Karte in seinem Speicher bereithält, damit er im Voraus die Slots kennt, die für seine Übertragung verfügbar sind. SOTDMA-Transceiver kündigen dann ihre Übertragung im Voraus an und verlassen effektiv ihren Übertragungsschlitz. SOTDMA-Übertragungen haben daher innerhalb des AIS-Systems Priorität. Dies wird durch 2 Empfänger im Dauerbetrieb erreicht. Klasse A muss über ein integriertes Display verfügen, mit 12,5 Watt übertragen, mit mehreren Schiffssystemen verbunden werden können und eine ausgeklügelte Auswahl an Merkmalen und Funktionen bieten. Die Standard-Baudrate ist alle paar Sekunden. Mit Klasse A kompatible AIS-Typ-Geräte akzeptieren alle Arten von AIS-Nachrichten. Schiffsmontierter AIS-Transceiver der Klasse B (Senden und Empfangen), der entweder mit Carrier Polling Time Division Multiple Access (TCTDMA) oder SOTDMA arbeitet; Derzeit gibt es 2 separate IMO-Spezifikationen für Klasse B. Richtet sich an leichte kommerzielle und Freizeitmärkte. CSTDM-Transceiver hören kurz vor dem Senden auf die Slot-Karte und suchen nach einem Slot, in dem das "Rauschen" im Slot gleich oder ähnlich dem Hintergrundrauschen ist, wodurch angezeigt wird, dass der Slot nicht von einem anderen AIS-Gerät verwendet wird. Bs-Übertragungsklasse bei 2 W und kein eingebautes Display erforderlich: Klasse Bs können an die meisten Anzeigesysteme angeschlossen werden, bei denen empfangene Nachrichten in Listen angezeigt oder in Diagramme eingeblendet werden. Die Standard-Baudrate beträgt normalerweise alle 30 Sekunden, dies kann jedoch je nach Schiffsgeschwindigkeit oder Anweisungen von Basisstationen variieren. Der Standardtyp der Klasse B erfordert ein integriertes GPS und einige LED-Anzeigen. Geräte der Klasse B akzeptieren alle Arten von AIS-Meldungen. Basisstation Ein AIS-Landtransceiver (Senden und Empfangen), der mit SOTDMA arbeitet. Basisstationen haben komplexer Satz Funktionen und Funktionen, die im AIS-Standard das AIS-System und alle darin betriebenen Geräte steuern können. Möglichkeit, einzelne Transceiver nach Statusberichten abzufragen und die Frequenz zu senden oder zu ändern. Aids to Navigation (AtoN) oder Transceiver auf Bojenbasis an Land (Senden und Empfangen), der mit Fixed Time Division Multiple Access (FATDMA) arbeitet. Entwickelt zum Sammeln und Übertragen von Daten zu See- und Wetterbedingungen sowie zum Weiterleiten von AIS-Nachrichten zur Erweiterung der Netzwerkabdeckung. Such- und Rettungs-Transceiver (SART) Spezialisiertes AIS-Gerät, das als Notfallbake entwickelt wurde und mit Pre-Announce Time Division Multiple Access (PATDMA) arbeitet, manchmal auch als "modifiziertes SOTDMA" bezeichnet. Das Gerät wählt nach dem Zufallsprinzip einen Slot zum Senden aus und sendet einen Burst von acht Nachrichten pro Minute, um die Chance einer erfolgreichen Übertragung zu maximieren. Das SART muss bis zu einer maximalen Entfernung von fünf Meilen senden und sendet ein spezielles Nachrichtenformat, das von anderen AIS-Geräten erkannt wird. Das Gerät ist aufgrund seines PATDMA-Betriebs, der die Steckkarte mit Spannung versorgt, nur für den gelegentlichen und Notfallgebrauch vorgesehen. Spezielle AIS-Transceiver Trotz der Verfügbarkeit von IMO/IEC-veröffentlichten AIS-Spezifikationen haben eine Reihe von Behörden die Entwicklung von Hybrid-AIS-Geräten zugelassen und gefördert. Diese Geräte versuchen, die Integrität der AIS-Übertragungskernstruktur und des Designs für Betriebszuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, fügen jedoch eine Reihe von hinzu Zusatzfunktionen und funktioniert nach ihren spezifischen Anforderungen. Der „ID“-AIS-Transceiver ist ein solches Produkt, bei dem die CTDMA-Klasse-B-Kerntechnologie dafür ausgelegt ist, sicherzustellen, dass das Gerät in voller Übereinstimmung mit den IMO-Spezifikationen sendet, aber eine Reihe von Änderungen vorgenommen wurden, damit es batteriebetrieben ist, niedrig kostengünstiger und einfacher zu installieren und in großen Mengen bereitzustellen. Solche Geräte werden nicht international gemäß der IMO-Spezifikation zertifiziert, da sie den Proportionen der entsprechenden Spezifikation entsprechen. In der Regel führen die Behörden eigene detaillierte technische Bewertungen und Kontrollen durch, um sicherzustellen, dass der Betrieb des Device Core das internationale AIS-System nicht beeinträchtigt.
AIS-Empfänger sind in den AIS-Standards nicht spezifiziert, da sie nicht senden. Die Hauptbedrohung für die Integrität eines AIS-Systems sind unangemessene AIS-Übertragungen, daher eine sorgfältige Leistung aller AIS-Übertragungsgeräte. Es ist jedoch auch bemerkenswert, dass AIS-Transceiver gemäß den Anforderungen der AIS-Standards alle über mehrere Kanäle senden. Als solches Einzel- oder Multiplexing empfangen die Empfänger nicht alle AIS-Nachrichten. Nur Zweikanalempfänger empfangen alle AIS-Meldungen.
Tests und Zulassung
AIS ist eine Technologie, die unter der Schirmherrschaft der IMO durch ihre technischen Komitees entwickelt wurde. Die technischen Komitees haben eine Reihe von AIS-Produktspezifikationen entwickelt und veröffentlicht. Jede Spezifikation definiert ein bestimmtes AIS-Produkt, das sorgfältig entwickelt wurde, um präzise mit allen anderen klar definierten AIS-Geräten zusammenzuarbeiten und so die Interoperabilität von AIS-Systemen weltweit sicherzustellen. Die Wahrung der Integrität der Spezifikation gilt als entscheidend für den Betrieb des AIS-Systems und die Sicherheit von Schiffen und Behörden, die diese Technologie verwenden. Die meisten dieser Länder verlangen, dass AIS-Produkte unabhängig getestet und nach einer bestimmten veröffentlichten Spezifikation zertifiziert werden. Produkte, die nicht von einer zuständigen Behörde getestet und zertifiziert wurden, können die von der AISAM geforderten veröffentlichten Spezifikationen nicht erfüllen und können daher im Feld nicht die erwartete Leistung erbringen. Die am weitesten anerkannten und akzeptierten Zertifizierungen sind die R&TTE-Richtlinien der US Federal Communications and Industry Commission of Canada, die jeweils eine unabhängige Überprüfung durch eine qualifizierte und unabhängige Prüfstelle erfordern.
Nachrichtentypen
Es gibt 27 verschiedene Arten Upper-Layer-Meldungen definiert in ITU Rec. M.1371-4 (ab Capability 64), die über AIS-Transceiver gesendet werden können.
Die AIS-Meldungen 6, 8, 25 und 26 stellen „Application Specific Messages“ (ASM) bereit, die es „zuständigen Behörden“ ermöglichen, zusätzliche AIS-Meldungsuntertypen zu definieren. Es gibt sowohl "Name" (PRO) als auch "Broadcast" (BBM) Nachrichtenoptionen. Adressierte Nachrichten enthalten zwar die Ziel-IMSI, sind aber nicht privat und können von jedem Empfänger entschlüsselt werden.
Eine der ersten Anwendungen des RCC war die Verwendung von binären Nachrichten (Nachrichtentyp 8) durch das St. Lawrence AIS, um Informationen über Wasserstände, Sperrbefehle und das Wetter bereitzustellen. Der Panamakanal verwendet AIS-Nachrichten vom Typ 8, um Informationen über Regen entlang des Kanals und Wind an Schleusen bereitzustellen. Im Jahr 2010 hat die International Maritime Organization das Rundschreiben 289 herausgegeben, das die nächste Iteration des RCC für Meldungen vom Typ 6 und 8 definiert. Alexander, Schwehr und Zetterberg schlugen vor, dass die zuständige Behördengemeinschaft zusammenarbeitet, um ein regionales Register dieser Nachrichten und ihrer Verwendungsorte zu führen. Die International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouses (IALA-AISM) hat nun einen Prozess zum Sammeln regionalspezifischer Meldungsanträge eingerichtet.
Detaillierte Beschreibung: Blöcke der Klasse A
Jeder AIS-Transceiver besteht aus einem U-Sender, zwei UKW-TDMA-Empfängern, einem U-Digital Selective Call (DSC)-Empfänger und Verbindungen zu den Anzeige- und Sensorsystemen des Schiffs unter Verwendung von standardmäßiger elektronischer Seekommunikation (wie NMEA 0183, auch als IEC bekannt). 61162 ). Das Timing ist entscheidend für die richtige Synchronisation und Intervallanzeige (Übertragungsplanung) für einen Block der Klasse A. Somit muss jeder Block eine interne Zeitbasis haben, die mit dem Empfänger des globalen Navigationssatellitensystems (z. B. GPS) synchronisiert ist. Dieser interne Empfänger kann auch für Positionsinformationen verwendet werden. Die Position wird jedoch normalerweise von einem externen Empfänger wie GPS, Loran-C oder einem Trägheitsnavigationssystem bereitgestellt, und der interne Empfänger wird nur als Backup für Positionsinformationen verwendet. Weitere Informationen zu Luft-AIS, falls vorhanden, in im elektronischen Format von Schiffsausrüstung unter Verwendung von Standard-Marine-Datenverbindungen erhalten werden. Kursinformationen, Position (Breiten- und Längengrad), „Geschwindigkeit über Grund“ und Wendegeschwindigkeit werden im Allgemeinen von allen mit AIS ausgestatteten Schiffen bereitgestellt. Andere Informationen wie Ziele und ETAs können ebenfalls bereitgestellt werden.
Der AIS-Transceiver arbeitet normalerweise in offline und kontinuierlich, ob auf hoher See, an der Küste oder im Binnenland. AIS-Transceiver verwenden zwei verschiedene Frequenzen, die UKW-Seefunkkanäle 87b (161,975 MHz) und 88b (162,025 MHz), und verwenden eine 9,6-kbps-Gaußsche-Minimum-Keying-Modulation (GMSK) über die 25-kHz-Kanäle unter Verwendung des HDLC-Protokollpakets (High Level Data Link Control). Obwohl nur ein Funkkanal benötigt wird, sendet und empfängt jede Station über zwei Funkkanäle, um Probleme mit Interferenzen zu vermeiden und um Kanäle verschieben zu können, ohne die Kommunikation mit anderen Schiffen zu verlieren. Das System stellt eine automatische Konfliktlösung zwischen sich selbst und anderen Stationen bereit, und die Kommunikationsintegrität wird selbst in Überlastungssituationen aufrechterhalten.
Um sicherzustellen, dass UKW-Übertragungen von verschiedenen Transceivern nicht gleichzeitig stattfinden, werden die Signale mit einer Technologie namens SELF Time Division Multiple Access (SOTDMA) zeitgemultiplext. Das Design dieser Technologie ist patentiert, und ob dieses Patent für die Verwendung durch SOLAS-Schiffe widerrufen wurde, ist Gegenstand von Debatten zwischen den Herstellern von AIS-Systemen und dem Patentinhaber Hakan Lans. Darüber hinaus hat das Patent- und Markenamt der Vereinigten Staaten (USPTO) am 30. März 2010 alle Ansprüche aus dem ursprünglichen Patent annulliert.
Um die verfügbare Kapazität möglichst effizient zu nutzen, passieren angebundene oder langsam fahrende Schiffe seltener als schneller fahrende oder manövrierende Schiffe. Die Aktualisierungsrate reicht von 3 Minuten für verankerte oder festgemachte Schiffe bis zu 2 Sekunden für sich schnell bewegende oder manövrierende Schiffe, wobei letzteres dem herkömmlichen Seeradar ähnelt.
Jede AIS-Station bestimmt auf der Grundlage der Daten ihren eigenen Sendeplan (Slot), um die Bewegungshistorie und das Bewusstsein für mögliche zukünftige Aktionen anderer Stationen zu verknüpfen. Die Positionsmeldung einer Station passt in einen von 2250 Zeitschlitzen, die alle 60 Sekunden auf jeder Frequenz eingestellt werden. AIS-Stationen synchronisieren sich kontinuierlich untereinander, um überlappende Wildübertragungen zu vermeiden. Die Slot-Auswahl mit einer AIS-Station wird innerhalb eines bestimmten Intervalls randomisiert und mit einem zufälligen Timeout von 4 bis 8 Minuten markiert. Wenn eine Station ihre Schlitzzuweisung ändert, gibt sie sowohl den neuen Standort als auch die Zeitüberschreitung für diesen Standort bekannt. Somit werden neue Stationen, einschließlich solcher Stationen, die plötzlich in einem Funkbereich in der Nähe anderer Schiffe eintreffen, immer von diesen Schiffen empfangen.
Die erforderliche Schiffsmeldekapazität gemäß dem IMO-Leistungsstandard beträgt mindestens 2.000 Zeitschlitze pro Minute, obwohl das System 4.500 Zeitschlitze pro Minute bereitstellt. Der SOTDMA-Broadcast-Modus ermöglicht eine Überlastung des Systems um 400 bis 500 % durch Austauschen von Zeitschlitzen und bietet immer noch fast 100 % Durchsatz für Schiffe, die näher als 8 bis 10 NMI auf einem Schiff im Schiffsmodus sind. Im Falle einer Systemüberlastung werden nur weiter entfernte Ziele unterbrochen, um näheren Zielen den Vorzug zu geben, die für Schiffsbetreiber von größerer Bedeutung sind. In der Praxis ist die Kapazität des Systems praktisch unbegrenzt, was z eine große Anzahl Schiffe, die gleichzeitig sein können.
Die Reichweite des Systems ist ähnlich wie bei anderen UHF-Anwendungen.Die Reichweite jedes UKW-Funkgeräts wird durch mehrere Faktoren bestimmt, wobei die Hauptfaktoren sind: die Höhe und Qualität der Sendeantenne und die Höhe und Qualität der Empfangsantenne. Seine Ausbreitung ist aufgrund seiner größeren Wellenlänge besser als die von Radar, sodass es auch um Kurven und über Inseln hinweg erreicht werden kann, wenn die Landmassen nicht zu hoch sind. Proaktiv Die Entfernung auf See beträgt nominell 20 NMI (37 km). Mit Hilfe von Repeatern kann die Abdeckung sowohl für Schiffe als auch für VTS-Stationen erheblich verbessert werden.
Das System ist abwärtskompatibel mit digitalen Selektivrufsystemen, was es Küsten-GMDSS-Systemen ermöglicht, kostengünstig funktionierende AIS-Kanäle zu erstellen und mit AIS ausgestattete Schiffe zu identifizieren und zu verfolgen, und soll auch vorhandene transceiverbasierte DSC-Systeme vollständig ersetzen.
AIS-Systeme für Küstennetze werden derzeit weltweit gebaut. Eines der größten voll funktionsfähigen Echtzeitsysteme mit vollständiger Routing-Unterstützung in China. Dieses System wurde zwischen 2003 und 2007 gebaut und von Saab TranspondereTech geliefert. Die gesamte chinesische Küste ist mit etwa 250 Basisstationen in Hot-Standby-Konfigurationen bedeckt, darunter siebzig Computerserver in drei Hauptregionen. Hunderte von Benutzern an Land, einschließlich etwa fünfundzwanzig Vessel Traffic Service (VTS)-Zentren, die mit dem Netzwerk verbunden sind und die Möglichkeit haben, das Seebild zu sehen, und die auch mit jedem Schiff über die SRS (Safety Related Messages) interagieren können ) . Alle Daten in Echtzeit. Dieses System wurde entwickelt, um die Sicherheit von Schiffen und Hafenanlagen zu verbessern. Es ist auch gemäß der Socket-basierten SOA-Architektur konzipiert und verwendet das standardisierte IEC-AIS-Protokoll bis hin zu VTS-Benutzern. Die Basisstationen verfügen über Hot-Standby-Einheiten (IEC 62320-1) und das Netzwerk ist eine Netzwerklösung der dritten Generation.
Anfang 2007 wurde ein neuer weltweiter Standard für AIS-Basisstationen genehmigt, der IEC 62320-1-Standard. Die alte IALA-Empfehlung und der neue IEC 62320-1-Standard sind in einigen Funktionen nicht kompatibel, daher müssen verbundene Netzwerklösungen aktualisiert werden. Dies hat keine Auswirkungen auf die Benutzer, aber Systementwickler müssen ihre Software aktualisieren, um sie an den neuen Standard anzupassen. Der Standard für AIS-Basisstationen war lange überfällig. Derzeit existieren Peer-to-Peer-Netzwerke mit Mobiltelefonen der Klasse A. Basisstationen können den AIS-Nachrichtenverkehr in der Region überwachen, was hoffentlich die Anzahl der Paketkollisionen reduzieren wird.
Broadcast-Informationen
Der AIS-Transceiver sendet die folgenden Daten je nach Geschwindigkeit dieser Schiffe alle 2 bis 10 Sekunden und alle 3 Minuten, während das Schiff vor Anker liegt:
- Maritime Mobile Service Vessel (MMSI) – eine eindeutige neunstellige Identifikationsnummer.
- Navigationsstatus – „vor Anker“, „unterwegs mit Motor(en)“, „nicht unter Kommando“ usw.
- Wendegeschwindigkeit – rechts oder links, von 0 bis 720 Grad pro Minute
- Bodengeschwindigkeit- 0,1 Knoten (0,19 km/h) Auflösung von 0 bis 102 Knoten (189 km/h)
- Positionsgenauigkeit:
- Längengrad - bis zu 0,000 1 Protokoll
- Breitengrad - bis zu 0,000 1 Protokoll
- Kurs über Grund- relativ zum geografischen Norden bis zu 0,1 °
- Wahrer Kurs - von 0 bis 359 Grad (z. B. von einem Kreiselkompass)
- Wahre Peilung in seiner eigenen Position. 0 bis 359 Grad
- UTC-Sekunden – Das Sekundenfeld der UTC-Zeit, als diese Daten erzeugt wurden. Es gibt keinen vollständigen Zeitstempel. .
- Schiffsdesign - 0,1 Meter bis 25,5 Meter
- Zweck - max. 20 Zeichen
- ETA (voraussichtliche Ankunftszeit) am Zielort – UTC Monat/Tag Stunde: Minute
- Optional: Zeitanfrage mit hoher Genauigkeit, Schiff kann anfordern, dass ein anderes Schiff UTC-Zeit und Zeitstempel mit hoher Genauigkeit liefert
Detaillierte Beschreibung: Blöcke der Klasse B
Transceiver der Klasse B sind kleiner, einfacher und kostengünstiger als Transceiver der Klasse A. Jeder besteht aus einem VHF-Sender, zwei VHF Sense Carrier Multiple Access Time Division Multiple Access (TCTDMA)-Empfängern sowie einem variablen VHF Digital Selective Call (DSC)-Empfänger und eine aktive GPS-Antenne. Obwohl das Datenausgabeformat Kursinformationen unterstützt, ist die gemeinsame Einheit nicht mit einem Kompass gekoppelt, sodass diese Daten selten übertragen werden. Die Ausgabe ist ein Standard-AIS-Datenstrom mit 38.400 kbps in Formaten wie RS232 und/oder NMEA. Um eine Überlastung der verfügbaren Bandbreite zu vermeiden, ist die Sendeleistung auf 2 W begrenzt, was eine Reichweite von etwa 5 bis 10 Meilen ergibt.
Für die Anteilsklasse In sind vier Meldungen definiert:
Nachricht 14 Sicherheitsbezogene Nachricht: Diese Nachricht wird auf Anfrage an den Benutzer gesendet – einige Transceiver haben eine Taste, die es ermöglicht, sie zu senden, oder sie kann über eine Softwareschnittstelle gesendet werden. Es sendet eine vordefinierte Sicherheitsnachricht. Nachricht 18 Standard Class B CS Position Report: Diese Nachricht wird alle 3 Minuten gesendet, wobei Bodengeschwindigkeit(SOG) ist weniger als 2 Knoten oder alle 30 Sekunden für höhere Geschwindigkeiten. MMSI, Zeit, SOG, COG, Längengrad, Breitengrad, True Heading Message 19 Enhanced Class B Equipment Position Report: Diese Meldung ist für das SOTDMA-Protokoll und zu lang, um als STDMA übertragen zu werden. Die Küstenstation kann jedoch den Transceiver nach dieser zu sendenden Nachricht abfragen. MMSI, Zeit, SOG, COG, Längengrad, Breitengrad, wahrer Kurs, Schiffstyp, Abmessungen. Nachricht 24 Class B CS Static Data Report: Diese Nachricht wird alle 6 Minuten gesendet, das gleiche Zeitintervall wie für Transceiver der Klasse A. Aufgrund ihrer Länge wird diese Nachricht in zwei Teile aufgeteilt, die jeweils innerhalb einer Minute von einem Freund gesendet werden. Diese Nachricht wurde nach der ursprünglichen AIS-Spezifikation definiert, daher benötigen einige Geräte der Klasse A möglicherweise ein Firmware-Update, um diese Nachricht entschlüsseln zu können. MMSI, Bootsname, Schiffstyp, Rufzeichen, Abmessungen und Ausrüstung Anbieter-ID.
Detaillierte Beschreibung: AIS-Empfänger
Eine Reihe von Herstellern bieten AIS-Empfänger zur Überwachung des AIS-Verkehrs an. Sie können zwei Empfänger haben, um beide Frequenzen gleichzeitig zu überwachen, oder sie können zwischen den Frequenzen wechseln (wodurch Nachrichten auf einem anderen Kanal fehlen, aber zu geringeren Kosten). Im Allgemeinen geben sie RS232-, NMEA-, USB- oder UDP-Daten zur Anzeige auf elektronischen Kartenplottern oder Computern aus.
Datenblatt
HF-Eigenschaften
AIS verwendet die Globally Harmonized Designated Marine Band-Kanäle 87 und 88.
AIS verwendet High-Side-Duplex von zwei UKW-Funkkanälen (87B) und (88B)
- Kanal A 161,975 MHz (87B)
- Kanal B 162,025 MHz (88B)
Die Simplex-Kanäle 87A und 88A verwenden eine niedrigere Frequenz, so dass sie nicht unter dieser Zuweisung leiden und dennoch wie vorgesehen für den maritimen Mobilfunkfrequenzplan verwendet werden können.
Die meisten AIS-Übertragungen bestehen aus mehreren Nachrichtenwarteschlangen. In diesen Fällen muss der AIS-Sender zwischen den Nachrichten den Kanal wechseln.
Bevor AIS-Nachrichten übertragen werden, müssen sie NRZI-codiert werden.
AIS-Nachrichten werden mit GMSK-Modulation übertragen. Das zur Datenübertragung verwendete GMSK-Modulator-BT-Produkt sollte maximal 0,4 betragen (hoher Nennwert).
Bei GMSK müssen die verschlüsselten Daten die Frequenz des UKW-Senders modulieren. Der Modulationsindex sollte 0,5 betragen.
Übertragungsbitrate 9600bit/s
Normale UKW-Empfänger können AIS mit deaktivierter Filterung empfangen (die Filterung zerstört GMSK-Daten). Allerdings müsste dann die Audioausgabe des Radios dekodiert werden. Es gibt mehrere PC-Anwendungen, die dies tun können.
Nachrichtenorganisation
Da es viele automatische AIS-Meldegeräte gibt, ist der HF-Raum zur Vermeidung von Konflikten in Frames organisiert. Jeder Frame ist genau 1 Minute lang und beginnt jede Minute an der Grenze. Jeder Frame ist in 2250 Slots unterteilt. Da die Übertragung auf 2 Kanälen erfolgen kann, stehen pro Minute 4500 Slots zur Verfügung. Je nach Art und Zustand der Ausrüstung und dem Zustand des AIS-Kartensteckplatzes sendet jeder AIS-Sender Nachrichten nach einem der folgenden Schemata:
- ITDMA (Incremental Time Division Multiple Access)
- RATDMA (Random Access Time Division Multiple Access)
- FATDMA (Fixed Access Multiple Access Time Division)
- SOTDMA (Selbstorganisierender Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex)
Das ITDMA-Zugriffsschema ermöglicht es einem Gerät, Übertragungsintervalle einer sich nicht wiederholenden Art vorab anzukündigen, ITDMA-Slots müssen so markiert werden, dass sie für einen zusätzlichen Rahmen reserviert sind. Dadurch kann das Gerät seine Belegung für den Offline- und Dauerbetrieb vorab ankündigen.
ITDMA wird in drei Fällen verwendet:
- Netzwerkzugangsdatenkanal;
- vorübergehende Änderungen und Übergänge in periodischen Berichtsintervallen;
- Vorankündigung von Sicherheitshinweisen.
RATDMA wird verwendet, wenn ein Gerät einen Steckplatz zuweisen muss, der zuvor nicht angekündigt wurde. Dies erfolgt normalerweise für das erste Übertragungsintervall oder für Nachrichten, die sich nicht wiederholen.
FATDMA wird nur von Basisstationen verwendet. Zugeteilte FATDMA-Slots werden für sich wiederholende Nachrichten verwendet.
SOTDMA im Einsatz mobile Geräte Offline und kontinuierlich arbeiten. Das Ziel des Zugriffsschemas besteht darin, einen Zugriffsalgorithmus vorzuschlagen, der Konflikte schnell ohne Eingreifen der steuernden Stationen löst.
Nachrichtenformat
Der AIS-Slot ist 26,66 ms lang. Die Datenmodulation beträgt 9600 bps, so dass jeder Slot eine maximale Kapazität von 256 Bit hat. Die Rahmung stammt aus dem in ISO/IEC 13239:2002 beschriebenen HDLC-Standard.
Jeder Slot ist wie folgt strukturiert:<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 Präambelbits: Dies ist die Sequenz 01...
- Startflag: 0x7E
- 168-Bit-Nutzlast, dies ist der AIS-Nachrichtentext. Für Nachrichten, die mehr Daten erfordern, müssen mehrere Slots verwendet werden (maximal 5).
- 16 Bit CRC-16-CCITT : 16 Bit Polynom zur Prüfsummenberechnung.
- Beenden-Flag: 0x7E
- 24-Bit-Puffer, der zum Füllen von Bits verwendet wird
Alle AIS-Nachrichten übermitteln 3 grundlegende Informationen:
- MMSI-Nummer des Schiffs oder der Ausrüstung, über die der Sender verfügt (Basisstation, Boje usw.)
- Nachrichtenidentifikation wird übertragen (siehe Tabelle unten)
- Ein Wiederholungsindikator, der entwickelt wurde, um wiederholte Nachrichten über ein Hindernis hinweg mit Relaisgeräten zu verwenden.
Die folgende Tabelle zeigt Kurzbeschreibung aller aktuell verwendeten AIS-Meldungen.
Eis Nachricht Verwendungszweck
