– Dimensioni d'ingombro - 17x11x12 mm 3 .

4.7.3. Sensori dei parametri di rollio.

A Attualmente, sulla base delle moderne tecnologie, sono state realizzate diverse tipologie di strumenti per misurare i parametri di movimento dello scafo della nave in falda: inclinometri a coordinata singola e bicoordinata, rilevatori di movimento angolare, sensori di spostamento lineare e dispositivi combinati , compresi i misuratori di spostamento angolare e lineare per tutti e sei i gradi di libertà spaziali.

L'utilizzo di strumenti per ottenere i parametri del movimento della nave sul rollio, inclusi tre sensori di velocità angolare e tre accelerometri, permette di stimare le forze provocate dal rollio sullo scafo della nave e negli ancoraggi del carico, nonché di selezionare ragionevolmente la modalità tempesta. Sono già stati creati sistemi campione per il controllo dei carichi e la selezione delle modalità tempesta sulla base dei dati misurati sui parametri del movimento della nave in movimento.

Una serie di strumenti per la valutazione dei parametri di beccheggio si basano sull'uso di vibrogirometri e accelerometri al silicio. Forniscono informazioni per determinare tutte le componenti del movimento dello scafo della nave nelle onde (Beccheggio, Rollio, Imbardata, Surge, Sway, Heave). Come esempio di questo tipo di sensori, possiamo citare le apparecchiature della Silicon Sensing Systems Japan Ltd, costruite secondo

tecnologie strapdown. Ti permette di misurare:

Velocità angolari nell'intervallo da 0,1 a 1000 /s con una risoluzione di 0,10 /s, - angoli di imbardata, beccheggio e rollio con una precisione di 0,10,

Accelerazioni lineari con errore quadratico medio della radice 0,01 m/s2.

4.8. Sistemi di identificazione automatica.

4.8.1. Informazione Generale.

Sistema di identificazione automatica - AIS (Automatic Identification System - AIS) è un mezzo tecnico di navigazione che utilizza lo scambio reciproco di informazioni tra navi, tra una nave e una costa, nonché tra un ausilio alla navigazione e una nave (o stazione costiera). , in modo da:

identificazione della nave,

risolvere i problemi di prevenzione delle collisioni,

controllo del rispetto del regime di navigazione e monitoraggio delle navi in ​​mare,

migliorare le caratteristiche della recinzione di navigazione.

L'AIS è considerato il più grande successo nella sicurezza della navigazione dall'invenzione del radar. Si chiama anche AIS

identificazione automatica e sistemi informativi,

sottolineando con ciò che vengono utilizzati non solo a fini identificativi.

I sistemi di identificazione automatica consentono:

– scambiare informazioni tra le navi quando passano in mare;

– trasmettere informazioni sulla nave e il suo carico ai servizi costieri;

– inviare i dati di navigazione dalla nave ai sistemi di gestione del traffico terrestre (VTS) al fine di fornire un cablaggio più accurato e affidabile;

– VTS per fornire assistenza alla navigazione alle navi;

– trasmettere alla nave o alla stazione costiera informazioni dagli ausili alla navigazione della recinzione per la loro identificazione, rilevamento tempestivo, ottenimento di coordinate precise.

L'AIS può trasmettere allarmi di navigazione e meteorologici dalla costa alle navi che navigano nelle acque costiere.

L'AIS lavora su due Frequenze VHF: 161,975 MHz (AIS-1 canale 87) e 162,025 MHz (AIS-2 canale 88) assegnati dall'Unione internazionale delle telecomunicazioni. Lo scambio di dati tra le stazioni AIS avviene utilizzando la divisione del tempo auto-organizzata e la tecnologia ad accesso libero SOTDMA (Self-Organized Time Division Multiple Access). Questa tecnologia consente di trasmettere blocchi di messaggi multicast ad alta velocità, con la garanzia di uno scambio di dati simultaneo affidabile con molti altri AIS.

La portata dell'AIS dipende dall'altezza dell'antenna ed è di circa 20÷30 miglia.

Sulle navi, l'AIS dovrebbe essere operativo in ogni momento, tranne in situazioni e aree in cui è richiesta la sicurezza delle informazioni. In queste situazioni e aree, il comandante ha il diritto di spegnere l'AIS per evitare la possibilità di utilizzare i suoi dati per scopi sconvenienti.

4.8.2. Dotazioni di bordo AIS.

Tipi di apparecchiature di bordo AIS.L'attrezzatura AIS a bordo si chiama "transponder universale". Distinguere tra apparecchiature di bordo di classe A e di classe B.

Le apparecchiature di classe A devono essere pienamente conformi ai requisiti IMO per AIS ed essere installate sulle navi specificate nella norma 19 capitolo 5 della SOLAS.

Di seguito sono riportati i requisiti per la classe AIS B. Le apparecchiature di questa classe potrebbero non essere completamente conformi agli standard IMO. È più semplice, più economico del transponder universale di classe A ed è destinato alle piccole imbarcazioni non coperte dalla convenzione AIS.

Composizione dell'attrezzatura. Le apparecchiature AIS a bordo vengono utilizzate per lo scambio di dati, la sincronizzazione, la generazione e la commutazione dei flussi di informazioni.

Transponder universale AIS (Fig. 4.27) è costituito dall'unità principale (unità Transponder), dal modulo di controllo e visualizzazione

(unità display e tastiera multiplex), antenne VHF e GPS.

Unità principale

Unità di controllo e visualizzazione

Riso. 4.27. Set dotazioni di bordo AIS.

L'unità principale comprende un ricetrasmettitore, un processore di comunicazione, un ricevitore GPS interno, un mezzo per controllare l'affidabilità dei dati trasmessi e ricevuti e un sistema di controllo automatico delle prestazioni integrato.

nel ricetrasmettitore comprende tre ricevitori indipendenti (due SOTDMA, una chiamata digitale selettiva: DSC - Didital Selective Calling), un trasmettitore che emette dati selezionando uno dei due canali SOTDMA. Può anche essere utilizzato per rispondere a una richiesta su un canale di chiamata selettiva digitale.

Ricevitore GPS interno fornisce principalmente un'accurata sincronizzazione dell'ora della ricezione/trasmissione delle informazioni AIS. Può anche essere utilizzato come sensore di backup per posizione, angolo di traccia e velocità dell'imbarcazione in caso di guasto del ricevitore GPS esterno principale.

Processore di comunicazione crea e distribuisce nel tempo pacchetti di dati per la trasmissione di informazioni statiche e dinamiche sulla nave e informazioni sul viaggio. Controlla la ricezione dei dati sulla linea di comunicazione.

L'AIS le decodifica e le organizza, gestisce l'output delle informazioni sui dispositivi di visualizzazione, regola il processo di lettura delle informazioni dai dispositivi di navigazione, gestisce l'insieme delle frequenze marine e il cambio di canale.

Unità di controllo e visualizzazione contiene una tastiera con un piccolo display di testo per visualizzare le informazioni digitate e le informazioni minime richieste ricevute. Tramite la tastiera viene inserita una parte delle informazioni destinate alla trasmissione. I dati immessi vengono visualizzati sul display, che consente di controllarne la correttezza. La tastiera e il display AIS devono essere indipendenti da altri dispositivi di navigazione.

Apparecchiature interfacciate AIS. L'unità di controllo e visualizzazione è dotata di mezzi per l'aggancio ad apparecchiature che implementano il protocollo IEC 61162. Può essere collegata a: un ricevitore SNS, una bussola giroscopica, un log, un indicatore di velocità angolare giroscopico, sensori dei parametri di rollio e beccheggio, un Inmarsat-C stazione di comunicazione a lunga distanza, oltre a display di sistemi esterni, display: radar, ARPA, ECDIS, EX, RKDS, PC. I dati da un ricevitore SNS esterno vengono ricevuti nel sistema di coordinate geodetiche WGS84 con una risoluzione non peggiore di un decimillesimo di minuto d'arco.

Alimentazione elettrica. L'AIS e i sensori di informazioni associati sono alimentati dalla principale fonte di alimentazione della nave. Inoltre, devono disporre di alimentatori alternativi.

Funzioni delle apparecchiature di bordo. Il transponder universale AIS fornisce:

– identificazione automatica delle navi;

– autorganizzazione del sistema e controllo accessi ai canali radio;

– ricezione di dati via radio da AIS di altre navi, centri costieri e strutture di recinzione;

– trasferimento dei propri dati al canale radio per l'utilizzo da parte di altre navi e centri costieri;

– ricevere ed elaborare informazioni di sistemi e dispositivi collegati ad AIS a bordo della propria nave;

– immissione di dati statici, dinamici aggiuntivi e messaggi binari da inviare al canale radio;

– memorizzazione di dati statici destinati alla trasmissione automatica;

– emissione di informazioni ricevute sul canale radio per dispositivi di visualizzazione;

– rilascio di informazioni sulle sue prestazioni, sulla rilevazione di problemi e in caso di guasto;

– prevenzione della modifica non autorizzata dei dati inseriti o trasmessi;

– la capacità di disabilitare l'AIS da parte del capitano della nave in aree in cui le informazioni AIS possono essere utilizzate per scopi sconvenienti.

Questo articolo discute le caratteristiche del transponder AIS, nonché i dati statici e dinamici ricevuti e trasmessi dalle apparecchiature AIS.

Progettato per visualizzare informazioni sulla situazione della superficie trasmettendo informazioni sia statiche che dinamiche sulla nave e altri oggetti a una frequenza di 161,975 MHz, oltre a ricevere queste informazioni e le relative indicazioni sulla nave e altri oggetti.

Questo sistema aumenta la sicurezza della navigazione informando i conduttori di barca e tutte le parti interessate sulla situazione in un particolare settore. Ciò migliora l'interazione tra i servizi portuali, le strutture preposte alla sicurezza nell'area marittima, i servizi di ricerca e soccorso, nonché direttamente gli equipaggi delle navi. Questo viene fatto ricevendo e convertendo il segnale AIS in una tabella informativa, oppure visualizzandolo direttamente su una carta del chartplotter o su uno speciale software di mappatura.

Informazioni trasmesse tramite AIS— sistema di identificazione automatica, includono: posizione dell'imbarcazione, velocità, stato attuale, rotta, direzione, velocità di virata e altre dinamiche; nome della nave, numero IMO, numero MMSI, dimensioni, bandiera, tipo di nave e altro statico. Queste informazioni vengono inviate automaticamente in onda tramite Risponditore AIS a intervalli di tempo regolari e fissi. Il sistema stesso sulla nave è costituito dai seguenti componenti:

Caratteristiche dell'utilizzo del transponder AIS

Vantaggi di un transponder AIS

I vantaggi di questo sistema sono nella sua implementazione a frequenze diverse dalle frequenze radar. Cioè, tutti gli svantaggi quando si utilizza un radar possono essere coperti dal vantaggio dell'utilizzo di un transponder AIS. Questo è un basso contenuto di informazioni, una zona d'ombra, più tempo per determinare l'EDC e altri. A sua volta, il transponder AIS non consente la visualizzazione e l'identificazione di bersagli che non sono trasportati dal trasmettitore operante nel sistema AIS. Di conseguenza, l'uso congiunto di questi dispositivi è attualmente l'elemento ottimale del sistema di illuminazione di superficie.

Requisiti della legislazione RF

Al momento secondo la legislazione della Federazione Russa, quasi tutte le navi di grandi e medie dimensioni sotto la supervisione del Russian Maritime Register of Shipping e del Russian River Register of Shipping devono essere dotate di un transponder AIS. Tali misure sono state adottate per migliorare il livello di sicurezza nell'area acquatica e consentire ai servizi costieri di controllare le attività e il rispetto della legge da parte dei tribunali.

Il resto delle imbarcazioni, comprese le navi vigilate dal GIMS del Ministero per le Situazioni di Emergenza, possono utilizzare questo sistema al fine di aumentare la propria sicurezza. È possibile ricevere segnali dai transponder AIS e visualizzarli sul monitor e/o utilizzare queste informazioni nel sistema informativo di navigazione. Oltre all'installazione di un vero e proprio transponder AIS per trasmettere informazioni su se stessi e tenerne conto dalle navi circostanti e dai servizi costieri, il che, ovviamente, è un migliore aumento del livello della propria sicurezza.

Composizione del sistema AIS

Tecnicamente, è costituito da un ricetrasmettitore: un transponder AIS, un cavo dell'antenna con due connettori, un'antenna marina VHF con un supporto e, se necessario, un display per indicare le informazioni in arrivo. Si tratta infatti di una stazione radio (o radio modem) che riceve e trasmette i dati impostati e in entrata in modalità automatica a frequenze impostate con un intervallo di tempo specificato.

Per inviare informazioni dinamiche, il transponder AIS deve essere collegato alla rete informativa di navigazione della nave o essere in grado di calcolare autonomamente i compiti di navigazione; per questo è inoltre dotato di un'antenna ricevente GNSS (GPS / GLONASS / Glonass) e di una modulo. Come qualsiasi altra stazione radio operante in questa gamma di frequenze, il transponder AIS è soggetto a tutti i fattori che influiscono sulla trasmissione del segnale radio.

Campo di funzionamento

La portata operativa del transponder AIS dipende dall'altezza delle antenne riceventi e trasmittenti, dallo stato dell'ambiente di propagazione delle onde radio, dagli ostacoli incontrati nel percorso, ecc. Pertanto, la portata del transponder AIS è paragonabile alla distanza operativa di una stazione radio marittima nell'intervallo 156-163 MHz ed è approssimativamente pari a 15-20 miglia nautiche, senza tener conto dell'influenza esterna di fattori diversi dalla normali condizioni di funzionamento dell'impianto radio.

I transponder AIS di base possono operare su un lungo raggio, data la posizione delle loro antenne ad altitudini superiori a quelle navali. Pertanto, la loro distanza di ricezione e trasmissione delle informazioni AIS raggiunge le 40-60 miglia nautiche, ovvero possono trasmettere e ricevere informazioni entro un raggio maggiore di quello delle barche. Questo vantaggio ti consente di lavorare dietro barriere naturali sotto forma di montagne, strutture e altri oggetti che creano zone d'ombra radio.

Informazioni ricevute e inviate, caratteristiche della sua visualizzazione

Nella maggior parte dei casi, le informazioni ricevute dal transponder AIS vengono visualizzate sul monitor sotto forma di simboli e tabelle separate. Quando queste informazioni vengono sovrapposte alla mappa, la situazione di navigazione risultante viene presentata in modo più completo e informativo. Nella maggior parte dei casi, le navi all'ancora, o che viaggiano a meno di mezzo nodo, o ormeggiate, sono indicate da un quadrato. Le navi in ​​movimento sono solitamente visualizzate come frecce. Gli elementi del sistema di supporto alla navigazione sono indicati da cerchi. Tutti gli oggetti sono codificati a colori in base alle capacità programmate del programma. È inoltre possibile indicare la traiettoria della nave, la sua rotta e la velocità.

Il transponder AIS può ricevere e inviare le seguenti informazioni:

informazioni statiche	Informazioni dinamiche	Segui le informazioni
Numero MMSI della nave ottenuto dal Centro RF Numero dell'Organizzazione marittima internazionale (IMO). Nome del vascello Indicativo di chiamata della nave Le dimensioni principali della nave Tipo di mestiere Posizione dell'antenna	Coordinate della nave Invia tempo Volta ultimo aggiornamento informazione Vero angolo di rotta e di rotta Velocità Angoli di rollio e beccheggio angolo di beccheggio Velocità angolare di svolta e altre informazioni da ripetitori e sensori di dispositivi e sistemi di navigazione elettro-radio	Porto di destinazione Tempo stimato di arrivo della nave al porto Brutta copia Informazioni sulla natura e il tipo di carico (se presente) Informazioni sull'equipaggio e sui passeggeri (se disponibili) Altri messaggi informativi

Il nostro catalogo contiene apparecchiature AIS (Automatic Identification System) dei principali produttori mondiali.

L'apparente vuoto dello spazio marino può solo fuorviare una persona ignorante. Tutte le persone che sono in un modo o nell'altro legate alla navigazione e alla navigazione sanno che il mare è piuttosto affollato. Un esempio di ciò può essere il caso in cui una petroliera si schianta contro una nave da carico secca o una barca si schianta contro uno yacht. Sfortunatamente, questi casi non sono rari. Per prevenire tali incidenti, un set di apparecchiature AIS è installato "a bordo".

Il sistema di identificazione automatica (AIS) fornisce lo scambio in tempo reale di informazioni di navigazione e altre informazioni relative alla sicurezza della navigazione tra navi e altre stazioni AIS tramite canale speciale comunicazioni radio. Per trasmettere e ricevere informazioni nell'AIS, viene utilizzato un transponder VHF, che fornisce una portata di 25-30 miglia, a seconda dell'altezza delle antenne. Una delle ragioni dell'emergere dell'AIS sono state le limitazioni esistenti del radar e dell'ARPA per risolvere il problema della prevenzione delle collisioni tra le navi. L'AIS, come il radar, è un sensore di informazioni sulla posizione dell'imbarcazione.

I vantaggi dell'AIS, che elimina alcune di queste limitazioni nella risoluzione dei problemi di prevenzione delle collisioni delle navi, sono i seguenti:

• Scambio reciproco di coordinate determinato con elevata precisione tramite GPS. In pratica, ciò significa che con una precisione di 10 metri è possibile determinare dove passerà la rotta della nave più vicina.
• Il funzionamento dell'AIS non è influenzato dalle precipitazioni e dalle onde del mare, come nel caso dell'uso del radar, che consente di osservare piccole imbarcazioni in condizioni di mare grosso.
• La prevenzione delle collisioni sarà inoltre facilitata dallo scambio reciproco di informazioni tra i partecipanti al traffico sul tipo di nave, il suo pescaggio, le dimensioni e i parametri di navigazione, nonché le manovre pianificate. La possibilità di perdere il tracciamento del bersaglio è praticamente esclusa, mentre ARPA e Radar consentono tale possibilità a determinate condizioni. La trasmissione dei nominativi o del nome della nave prevede la possibilità di rivolgersi alla nave via VHF in situazioni incomprensibili o pericolose
• La capacità di rilevare bersagli nei settori d'ombra dei radar (oltre l'isola, intorno alle anse del fiume, ecc.)
• Lo scambio reciproco di informazioni tra navi sul tipo di nave, il suo pescaggio, le dimensioni e i parametri di navigazione, nonché le manovre pianificate, garantisce la prevenzione delle collisioni tra navi
• Moderno applicazioni software consentire ai dispositivi mobili (smartphone, tablet, personal computer) di interagire con l'AIS, il che rende più comodo l'uso del complesso

Una possibile opzione per il montaggio e l'installazione delle apparecchiature necessarie per il sistema:

• AIS Seapilot AIS CTRX Grafene
• Chartplotter STANDARD HORIZON CPN700i
• Antenna VHF SCOUT KS-22
• Antenna GPS SCOUT NAV-6

Descrizione di AIS Seapilot AIS CTRX Graphene:

Seapilot CTRX Graphene AIS è un transponder AIS di classe B sviluppato dal marchio svedese True Heading come modello compatto adatto per l'installazione su qualsiasi tipo di imbarcazione, comprese imbarcazioni da diporto e yacht. Il dispositivo trasmette dati come nome, dimensioni, tipo di imbarcazione, MMSI, direzione e velocità ad altre imbarcazioni dotate di AIS e ne riceve i dati per la visualizzazione su chartplotter o display multifunzione. L'errore del ricevitore GPS durante la determinazione delle coordinate con l'aiuto di - non più di 3 metri. Il modello è molto facile da installare e facile da integrare con altre apparecchiature grazie ad un'ampia gamma di tipi di connessione.

Caratteristiche di AIS Seapilot AIS CTRX Graphene:

• Garantire la sicurezza della navigazione
• Ricevitore GPS a 50 canali
• Modalità silenziosa: disabilita il trasferimento dei dati
• Disponibilità di una porta mini-USB
• Dimensioni compatte
• Multiplexer NMEA integrato

Descrizione del chartplotter STANDARD HORIZON CPN700i

Lo Standard Horizon CPN700i è un chartplotter con un'antenna WAAS/GPS integrata certificata dal Russian Maritime Register of Shipping (RMRS). Il dispositivo è dotato di un display LCD touch da 7 pollici, dal quale è facile leggere le informazioni anche alla luce del sole.



Caratteristiche Standard Horizon CPN700i:

• Certificato da RMRS
• Compatibile con NMEA0183 e NMEA2000
• Alta risoluzione dello schermo 800x480, retroilluminazione brillante 1000 nits
• Wi-Fi, browser web e lettore multimediale integrati
• Porta USB: la possibilità di collegare una scheda di memoria per guardare film, immagini e riprodurre musica
• Cartografia C-Map 4D opzionale
• Antenna GPS WAAS interna a 50 canali
• Dividi lo schermo in due parti con cui visualizzare la mappa impostazioni diverse aumento
• Compatibile con ecoscandaglio FF525
• Un ingresso video NTSC o PAL
• Visualizzazione dei dati ricevuti da una radio VHF con DSC

Descrizione delle antenne VHF e GPS/GLONASS SCOUT: KS-22, NAV-6

SCOUT KS-22- una classica antenna a banda di frequenza marina del produttore italiano SCOUT. La lunghezza di questo modello è di 1,5 m; guadagno - 3 dB. Il pin dell'antenna è in fibra di vetro. La speciale vernice con filtro anti-ultravioletti evita lo scolorimento dell'antenna.
Questo modello Le antenne a banda marina sono ideali per l'uso su barche a motore.

Esploratore NAV-6- antenna GPS e GLONASS attiva, progettata specificatamente per l'utilizzo su imbarcazioni. L'antenna impermeabile compatta combina un'antenna GPS ad alte prestazioni e un amplificatore a basso rumore (27dB @ 5V DC).
Lo Scout NAV-6 è progettato per l'uso con sistemi AIS, chartplotter e altri dispositivi di navigazione navali che richiedono dati GPS.

Funziona anche a Ulyanovsk!

L'AIS è un sistema che viene utilizzato a bordo di una nave per l'identificazione in mare. L'AIS aiuta a risolvere la difficoltà di localizzare e identificare una nave quando non è visibile (ad esempio, di notte o a distanza) scambiando dati identificativi, posizione attuale, direzione, velocità e altri dati della nave con tutte le altre navi vicine, boe e stazioni costiere. L'Organizzazione marittima internazionale richiede l'installazione di sistemi AIS a bordo di tutte le navi di oltre 300 tonnellate di stazza lorda nei viaggi internazionali. Quasi tutte le navi mercantili devono avere un sistema AIS installato su di esse. I dati della nave vengono visualizzati sui display AIS e sui chartplotter compatibili con AIS.

L'AIS è un sistema di identificazione automatica progettato per aiutare le navi a evitare collisioni e aiuta anche le autorità portuali a migliorare la gestione del traffico marittimo. AIS è un sistema che trasmette e riceve dati identificativi su due canali dedicati di comunicazioni marittime VHF ( frequenza 161.975 MHz e 162.025 MHz - vecchi canali VHF 87 MHz e 88 MHz). Altre navi o stazioni costiere di base sono in grado di ricevere queste informazioni, elaborarle utilizzando un software speciale e visualizzare i dati su un chartplotter o un computer. Il sistema AIS trasmette dati dinamici (come posizione dell'imbarcazione, velocità, stato attuale, rotta e velocità di virata), statici (come nome dell'imbarcazione, numero IMO, numero MMSI, dimensioni) e dati di viaggio (come destinazione, ETA e progetto) in uguali intervalli di tempo.

Apertura della navigazione a Ulyanovsk

In genere, le navi con un transponder AIS collegato a un'antenna esterna situata a 15 metri sul livello del mare riceveranno informazioni AIS entro 15-20 miglia nautiche. Le stazioni base situate ad alta quota possono estendere il raggio di ricezione a 40-60 miglia nautiche, anche su montagne lontane, a seconda dell'altitudine, del tipo di antenna e delle condizioni meteorologiche. Il fattore più importante per una migliore ricezione è l'installazione dell'antenna della stazione base. Più alto è, meglio è. Le navi che sono all'ancora (o la loro velocità non supera 0,5 nodi) o ormeggiate sono visualizzate come quadratini. Icone e tracce sono colorate a seconda del tipo di nave (carico, petroliere, passeggeri, ecc.).

Esistono due tipi di transponder: classe A - progettati per navi SOLAS e classe B - per installazione su tutte le altre navi. E ci sono anche ricevitori AIS che ricevono dati dalle navi nell'area di copertura VHF. L'AIS opera nella gamma di frequenza VHF. I compiti principali dell'AIS sono:

– miglioramenti nella sicurezza marittima

– protezione dell'ambiente marino

- aiuta ad evitare le collisioni

- consente ai servizi portuali degli Stati costieri di controllare i movimenti nelle loro acque.

L'AIS trasmette automaticamente i dati ogni 2-10 secondi (mentre la nave è in navigazione) e ogni 3 minuti (mentre la nave è all'ancora). Questi dati includono:

- Coordinate e velocità della nave a intervalli regolari utilizzando la stazione radio VHF integrata nel transponder AIS

— La posizione e la velocità della nave. Questi dati provengono dal GPS della nave o, in mancanza, dal ricevitore GPS integrato nel transponder AIS. L'AIS riceve anche informazioni dalla direzione della bussola dell'imbarcazione e le trasmette allo stesso tempo

- Velocità di svolta - sinistra o destra, da 0 a 720 gradi al minuto

- Velocità su terra (SOG)

— Precisione di posizionamento

— Course Over Ground (COG)

- vero corso

- Timestamp - Ora UTC al secondo più vicino quando sono stati creati questi dati

- Stato navigazione - "all'ancora", "in movimento con l'uso del motore" o "non a comando"

— numero MMSI della nave — un identificatore univoco della nave

- Indicativo di chiamata VHF, inserito durante l'installazione dell'apparecchiatura e trasmesso a intervalli più rari.

I segnali vengono immessi in transponder AIS installati su altre navi o presso stazioni costiere.

Non tutti i dati sopra indicati vengono visualizzati dal chartplotter. In genere, è possibile visualizzare i seguenti dati su un chartplotter:

— Numero della nave MMSI

— Velocità al suolo

— Rotta su terra

Inoltre, ogni 6 minuti vengono trasmessi i seguenti dati:

- Numero MMSI - identificazione univoca della nave

— Numero IMO

— Indicativo di chiamata radio assegnato alla nave

— Nome della nave, non più di 20 caratteri

— Tipo di nave

— Tipo di carico

— Dimensioni della nave

— Posizione (es. GPS) posizionamento del sistema di antenne a bordo della nave

— Pescaggio della nave

- Destinazione - non più di 20 caratteri

- Tempo stimato di arrivo a destinazione

Qual è il vantaggio di utilizzare insieme AIS e radar?

I radar stanno gradualmente diventando sempre più digitali. La loro parte analogica non va via, ma negli anni la funzionalità dei radar si è ampliata sempre di più. I radar analogici antiquati ci hanno fornito informazioni su ciò che ci aspettava. Il radar è stato quindi aggiornato con l'Automatic Radar Plotting (ARPA), che calcola la direzione e la velocità relative del target radar e le visualizza come vettore. Queste informazioni, a loro volta, sono state utilizzate per prevedere il punto di avvicinamento più vicino (CPA) e il punto di avvicinamento più vicino (TCPA). Successivamente, il GPS è stato collegato al radar, il che ha permesso di mostrare la situazione del traffico in termini assoluti piuttosto che relativi. Calcolando la rotta rispetto al suolo (COG) e la velocità rispetto al suolo (SOG). Inoltre, è stato possibile sovrapporre le schermate delle principali funzioni sulla mappa elettronica.

Ora i tribunali stanno iniziando a scambiarsi direttamente le informazioni di navigazione. Pertanto, invece di ottenere il COG target e il SOG della propria nave dai dati GPS, il transponder AIS invia le sue informazioni GPS alle navi con copertura VHF anche se altre navi si nascondono dietro un promontorio o un'isola. Il transponder AIS può farlo perché anche la comunicazione VHF è digitale. È apparso per la prima volta la chiamata selettiva digitale (DSC, DSC) sul canale 70, che ha permesso di trasmettere le proprie coordinate in situazioni di emergenza e di stabilire un contatto radio con una stazione specifica utilizzando il suo numero MMSI. Il transponder AIS, a sua volta, riceve informazioni anche da altre navi e trasforma la radio VHF in un modem regolare, anche se un po' lento. Invia e riceve dati come qualsiasi altro modem.

Insieme alle informazioni GPS, i transponder AIS sono programmati per scambiare molte informazioni, ma solo alcune soddisfano i criteri elevati. Per prima cosa, vediamo come l'AIS può essere utilizzato per migliorare ulteriormente il radar.

Ci sono cinque aree principali in cui il sistema AIS migliora il radar:

1. Aiuta il radar a trovare e identificare i bersagli sull'altro lato del promontorio (utile nelle acque costiere rocciose)

2. Traduce il nome della nave in un segnale radar per evitare confusione potenzialmente pericolosa (utile quando si saluta in VHF). L'AIS consente al radar di contrassegnare un bersaglio (abbreviandone il nome) o di mostrarne il nome quando viene selezionato.

3. Migliora la previsione del percorso tenendo conto della velocità di virata (ROT). Ciò aumenta la probabilità di una previsione più accurata della situazione del traffico.

4. Estende la portata del radar. La portata estesa e l'identificazione del bersaglio consentono di identificare altre imbarcazioni e di anticipare in anticipo la situazione del traffico

5. Chiarisce le intenzioni del target. AIS ti consentirà di specificare non solo la destinazione, ma anche il percorso previsto. Questo percorso può essere visualizzato temporaneamente per anticipare l'intento del bersaglio. Se il bersaglio ha una manovrabilità limitata, ad esempio a causa del suo progetto, l'AIS fornirà anche queste informazioni.

Nel momento in cui l'AIS non riceve più dati aggiornati sulla posizione del bersaglio, la sua icona sarà barrata da una linea lampeggiante. Se il bersaglio continua a inviare aggiornamenti sulla sua posizione, ma il suo GPS non funziona correttamente, la posizione esatta può essere trovata solo confrontando i dati ricevuti tramite l'AIS e i dati radar.

Un AIS dotato di un sistema a bordo di una nave presenta il rilevamento e la distanza dalle navi vicine in un formato di visualizzazione simile a un radar.

Visualizzazione grafica dei dati AIS a bordo.

Sistema di identificazione automatica (AIS) rappresenta sistema automatico tracking, che utilizza transponder sulle navi ed è utilizzato da Vessel Traffic Services (VTS). Quando i satelliti vengono utilizzati per rilevare le firme AIS, il termine satellitare AIS usato (S-AIS). Le informazioni AIS integrano il radar marittimo, che continua a essere il principale metodo di prevenzione delle collisioni per il trasporto per via navigabile.

Le informazioni fornite dalle apparecchiature AIS, come l'identificazione univoca, la posizione del percorso e la velocità, possono essere visualizzate su uno schermo o ECDIS. L'AIS è progettato per assistere il personale di guardia della nave e consentire alle autorità marittime di tracciare e controllare i movimenti della nave. L'AIS integra un ricetrasmettitore VHF standardizzato con un sistema di posizionamento, come un ricevitore GPS, con altri sensori elettronici di navigazione, come una bussola giroscopica o indicatori di velocità. Le navi dotate di ricetrasmettitori AIS possono essere tracciate dalle stazioni base AIS poste lungo le coste o, quando da più reti terrestri, dal numero crescente di satelliti dotati di ricevitori AIS dedicati in grado di decodificare un gran numero di firme.

Nel 2007, gli Stati Uniti hanno testato il tracciamento spaziale AIS dal satellite TacSat-2. Tuttavia, i segnali ricevuti sono stati danneggiati a causa della ricezione simultanea di molti segnali dal satellite successivo.

Nel luglio 2009 SpaceQuest ha lanciato AprizeSat-3 e AprizeSat-4 con ricevitori AIS. Questi ricevitori sono stati in grado di ricevere con successo i radiofari RELI della Guardia Costiera degli Stati Uniti al largo delle Hawaii nel 2010. Nel luglio 2010, SpaceQuest ed esattoEarth Canada hanno annunciato un accordo in base al quale i dati AprizeSat-3 e AprizeSat-4 sarebbero stati inclusi nel sistema esattoEarth e resi disponibili in tutto il mondo come parte del loro servizio esattoAIS(TM).

Il 25 febbraio 2013, dopo un anno di ritardo nel lancio, l'Università di Aalborg ha lanciato AAUSAT3. Questo è un CubeSat 1U altezza, peso 800 grammi, sviluppato solo dagli studenti del dipartimento sistemi elettronici. Trasporta due ricevitori AIS - uno tradizionale e un ricevitore SDR-on. Il progetto è stato proposto e sponsorizzato dall'amministrazione danese per la sicurezza marittima. È stato un enorme successo e ha scaricato oltre 800.000 messaggi AIS e diversi campioni radio grezzi da 1 MHz nei primi 100 giorni. Riceve contemporaneamente entrambi i canali AIS e riceve messaggi di classe A e di classe B. Il costo compreso il lancio è stato inferiore a € 200.000.

La rete satellitare AIS canadese esattaEarth fornisce una copertura globale utilizzando 8 satelliti. Questa rete sarà notevolmente ampliata con l'annuncio di una partnership con Harris Corp per utilizzare 58 payload ospitati sulla costellazione NEXT Iridium. Inoltre, exactEarth è coinvolta nello sviluppo della tecnologia ABSEA, che consentirà alla rete di rilevare in modo affidabile un'elevata percentuale di tipi di messaggi di classe B e di classe A.

ORBCOMM gestisce il globale rete satellitare, che comprende 18 AIS con supporto satellitare. I satelliti OG2 (ORBCOMM Generation 2) di ORBCOMM sono dotati di AIS (Automatic Payload Identification System) per ricevere e segnalare le trasmissioni da navi dotate di AIS per tracciare navi e altri sforzi di navigazione e sicurezza marittimi e caricare su 16 stazioni terrestri ORBCOMM esistenti in tutto il mondo.

Nel luglio 2014, ORBCOMM ha lanciato i primi 6 satelliti OG2 a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9 da Cape Canaveral, in Florida. Ogni satellite OG2 trasporta un carico utile del ricevitore AIS. Tutti i 6 satelliti OG2 sono stati schierati con successo in orbita e hanno iniziato a inviare telemetria a ORBCOMM poco dopo il lancio. Nel dicembre 2015, la società ha lanciato altri undici satelliti OG2 abilitati AIS a bordo di un razzo SpaceXFalcon 9. Questo lancio speciale ha segnato la seconda e ultima missione OG2 di ORBCOMM per completare la sua costellazione di satelliti di prossima generazione. Rispetto ai suoi attuali satelliti OG1, i satelliti OG2 di ORBCOMM sono progettati per essere di più consegna veloce messaggi, messaggi di grandi dimensioni e migliore copertura alle latitudini più elevate, aumentando la capacità della rete.

Nell'agosto 2017, Spire Global Inc. ha rilasciato un'API che fornisce dati S-AIS avanzati di apprendimento automatico (Suds e Predict), supportati dalla sua costellazione di oltre 40 nano-satelliti.

Correlazione origine dati

La correlazione di immagini ottiche e radar con le firme S-AIS consente all'utente finale di identificare rapidamente tutti i tipi di navi. Il grande punto di forza di S-AIS è la facilità con cui può essere correlato con informazioni aggiuntive provenienti da altre fonti come radar, ottiche, ESM e strumenti SAR più correlati come GMDSS SARSAT e AMVER. Radar Satellite e altre sorgenti possono contribuire alla sorveglianza marittima rilevando tutte le navi in ​​specifiche aree marine di interesse, un attributo particolarmente utile quando si cerca di coordinare gli sforzi di soccorso su lunghe distanze o quando si affrontano problemi STS.

Applicazioni

Il testo AIS mostra solo una nave, un elenco di distanze, direzioni e nomi di progetti di navi vicine

Lo scopo originale di AIS era puramente per evitare le collisioni, ma da allora molte altre applicazioni sono state sviluppate e continuano ad essere sviluppate. L'AIS è attualmente utilizzato per:

L'AIS per evitare le collisioni è stato sviluppato dai comitati tecnici dell'IMO come tecnologia per evitare collisioni tra grandi navi in ​​mare che non si trovano nel raggio di azione dei sistemi costieri. La tecnologia identifica ogni nave individualmente, insieme alla sua posizione e movimento specifici, consentendo di creare un'immagine virtuale in tempo reale. Gli standard AIS includono una varietà di calcoli automatici basati su questi rapporti di posizione, come i punti di avvicinamento più vicino (CPA) e gli allarmi di collisione. Poiché l'AIS non è utilizzato da tutte le navi, l'AIS viene solitamente utilizzato insieme al radar. Quando una nave sta navigando in mare, le informazioni sul movimento e l'identità di altre navi nell'area sono fondamentali affinché i navigatori prendano decisioni per evitare collisioni con altre navi e pericoli (secchi o scogli). La sorveglianza visiva (come il binocolo e gli occhiali per la visione notturna senza aiuto), le comunicazioni audio (come il fischietto, il clacson e la radio VHF) e il radar o il radar automatico per la tracciatura sono stati storicamente utilizzati per questo scopo. Questi meccanismi preventivi, tuttavia, a volte falliscono a causa di ritardi, limitazioni radar, calcoli errati e errori di visualizzazione e possono provocare collisioni. Mentre i requisiti AIS per la visualizzazione sono solo molto semplici informazioni di testo, i dati acquisiti possono essere integrati con un display grafico elettronico cartografico o radar, fornendo informazioni di navigazione consolidate su un'unica schermata. Monitoraggio della flotta Pesca e controllo L'AIS è ampiamente utilizzato dalle autorità nazionali per monitorare e controllare le attività delle rispettive flotte pescherecce nazionali. L'AIS consente alle autorità di monitorare in modo affidabile ed economico le attività dei pescherecci lungo la loro costa, in genere entro un raggio di 100 km (60 miglia), a seconda della posizione e della qualità dei ricevitori/stazioni base a terra con reti di dati satellitari complementari. Sicurezza marittima L'AIS consente alle autorità di identificare specifiche navi e le loro attività all'interno o in prossimità della zona economica esclusiva di una nazione. Quando i dati AIS vengono fusi con i sistemi radar esistenti, le autorità possono distinguere più facilmente tra le navi. I dati AIS possono essere elaborati automaticamente per creare modelli di attività normalizzati per le singole navi, che, se disturbate, creano un avviso, evidenziando così potenziali minacce per un uso più efficiente delle caratteristiche di sicurezza. L'AIS aumenta la consapevolezza dell'area marittima e consente misure di sicurezza e controllo rafforzate. Inoltre, l'AIS può essere applicato a sistemi di acqua dolce, fiumi e laghi. Aiuti alla navigazione Il prodotto standard AIS Navigation Aid (AtoN) è stato sviluppato con la capacità di trasmettere posizioni e nomi di oggetti diversi dalle navi, come aiuti alla navigazione e posizioni marker e dati dinamici che riflettono ambiente indicatori (ad esempio condizioni attuali e climatiche). Queste strutture possono trovarsi a terra, come in un faro, o su piattaforme d'acqua o boe. La guardia costiera degli Stati Uniti ha suggerito che l'AIS potrebbe sostituire i Racon (fari radar) attualmente utilizzati per gli aiuti elettronici alla navigazione. Gli AtoN consentono alle autorità di monitorare a distanza lo stato della boa, come lo stato della lanterna, nonché di trasmettere i dati operativi dai sensori (come le condizioni meteorologiche e del mare) situati sulla boa alle navi dotate di ricetrasmettitori AIS o alle autorità locali , AtoN trasmetterà la sua posizione e identità insieme a tutte le altre informazioni. Lo standard AtoN consente anche di trasmettere posizioni ATON "virtuali" per cui un dispositivo può trasmettere messaggi da una posizione "falsa" in modo tale che su carte elettroniche un segnale di indicatore AtoN appare anche se un AtoN fisico non può essere presente in quella posizione. Ricerca e salvataggio Per coordinare le risorse di ricerca e salvataggio marittima (SAR) sul posto, è necessario disporre di dati sulla posizione e sullo stato di navigazione di altre navi nelle immediate vicinanze. In questi casi, l'AIS può provvedere Informazioni aggiuntive e sensibilizzare sulle risorse disponibili, anche se la portata dell'AIS è limitata alla banda radio VHF. Lo standard AIS prevede anche l'uso su aeromobili SAR e include un messaggio (messaggio AIS 9) per consentire agli aeromobili di comunicare la propria posizione. Per facilitare la ricerca e il salvataggio di navi e aeromobili in cerca di persone in pericolo, la IEC ha sviluppato una specifica (IEC 61097-14 Ed 1.0) per un trasmettitore SAR basato su AIS (AIS-SART) gruppo di lavoro TC80 AIS. AIS-SART è stato aggiunto alle regole del sistema globale di sicurezza in caso di emergenza marittima dal 1 gennaio 2010. Gli AIS-SART sono disponibili sul mercato dal 2009, almeno le ultime normative hanno autorizzato l'installazione di sistemi AIS in tutta la sicurezza della vita a Corte del mare (SOLAS) e più 300 tonnellate. indagini sugli incidenti Le informazioni AIS ricevute da VTS sono essenziali per le indagini sugli incidenti in quanto forniscono dati storici accurati su ora, identità, posizione basata sul GPS, rotta della bussola, rispetto al suolo, velocità (log/SOG) e tassi a turno, e non meno accurate informazioni fornito dal radar. Un quadro più completo degli eventi può essere ottenuto dai dati Voyage Data Recording (VDR), se disponibili e mantenuti a bordo, dai dettagli dei movimenti della nave, dalle comunicazioni vocali e dalle immagini radar durante gli incidenti. Tuttavia, i dati VDR non sono supportati a causa di un'archiviazione limitata di dodici ore per requisito IMO. Stime attuali oceaniche Le attuali stime della superficie oceanica basate sull'analisi dei dati AIS sono disponibili dalla società francese Electronic Odyn da dicembre 2015: Le informazioni AIS sulla protezione delle infrastrutture possono essere utilizzate dai proprietari dei fondali marini di infrastrutture offshore, come cavi o condutture, per monitorare le attività delle navi vicine alle loro risorse quasi in tempo reale. Queste informazioni possono essere utilizzate per attivare un avviso per informare il proprietario ed evitare potenzialmente un incidente in cui potrebbero verificarsi danni alle risorse. Monitoraggio della flotta e del carico L'AIS online è comune e può essere utilizzato dai gestori di flotte o navi per tenere traccia della posizione globale delle loro navi. Gli spedizionieri di merci, o proprietari di merci in transito, possono seguire lo stato di avanzamento del carico e anticipare l'orario di arrivo al porto.

Come funziona

Panoramica del sistema dalla US Coast Guard

recensione generale

I ricetrasmettitori AIS trasmettono automaticamente informazioni, come posizione, velocità e stato di navigazione, a intervalli regolari tramite un trasmettitore integrato nel ricetrasmettitore VHF. Le informazioni provengono dai sensori di navigazione della nave, in genere dal ricevitore (GNSS) e dalla girobussola. Altre informazioni come il nome della nave e l'identificativo di chiamata VHF sono programmate durante l'installazione dell'apparecchiatura e trasmesse regolarmente. I segnali vengono ricevuti da ricetrasmettitori AIS installati su altre navi o su sistemi a terra come i sistemi VTS. Le informazioni ricevute possono essere visualizzate su uno schermo o un plotter, mostrando le posizioni di altre navi più o meno allo stesso modo di un display radar. I dati vengono trasmessi tramite un sistema di tracciamento che utilizza il collegamento dati SELF-ORGANIZED Division of Time Multiple Access (SOTDMA) sviluppato dall'inventore svedese Hakan Lans.

Lo standard AIS include diversi sottostandard chiamati "tipi" che definiscono i singoli tipi di prodotti. La specifica per ogni tipo di prodotto fornisce dettagliati specifica tecnica che garantisce l'integrità complessiva del sistema AIS globale all'interno del quale tutti i prodotti devono operare. Le principali tipologie di prodotti descritte nelle norme di sistema AIS sono:

Ricetrasmettitore AIS di classe A montato sull'imbarcazione (trasmissione e ricezione) che funziona tramite SOTDMA. Progettato per grandi navi mercantili, SOTDMA richiede che il ricetrasmettitore mantenga una mappa degli slot costantemente aggiornata nella sua memoria in modo che abbia una conoscenza preliminare degli slot disponibili per la sua trasmissione. I ricetrasmettitori SOTDMA annunceranno quindi in anticipo la loro trasmissione, lasciando effettivamente il loro slot di trasmissione. Le trasmissioni SOTDMA sono quindi una priorità all'interno del sistema AIS. Ciò è ottenuto da 2 ricevitori in funzionamento continuo. Classe A, deve avere un display integrato, trasmettere a 12,5 watt, essere in grado di interfacciarsi con più sistemi navali e offrire una sofisticata selezione di caratteristiche e funzioni. La velocità di trasmissione predefinita è ogni pochi secondi. I dispositivi di tipo AIS compatibili di Classe A accettano tutti i tipi di messaggi AIS. Ricetrasmettitore AIS di classe B montato su nave (trasmissione e ricezione) che opera utilizzando il Carrier Polling Time Division Multiple Access (TCTDMA) o il SOTDMA; Attualmente ci sono 2 specifiche IMO separate per la Classe B. Rivolto ai mercati commerciali e ricreativi leggeri. I ricetrasmettitori CSTDM ascoltano la scheda slot appena prima di trasmettere e cercano uno slot in cui il "rumore" nello slot è uguale o simile al rumore di fondo, indicando così che lo slot non è utilizzato da un altro dispositivo AIS. Classe di trasmissione Bs a 2W e nessun display integrato richiesto: Classe Bs può essere collegata alla maggior parte dei sistemi di visualizzazione in cui i messaggi ricevuti verranno visualizzati in elenchi o sovrapposti a grafici. La velocità di trasmissione predefinita è in genere ogni 30 secondi, ma può variare a seconda della velocità dell'imbarcazione o delle istruzioni delle stazioni base. Il tipo standard di classe B richiede GPS integrato e alcuni Indicatori LED. Le apparecchiature di classe B accettano tutti i tipi di messaggi AIS. Stazione base Un ricetrasmettitore da terra AIS (trasmissione e ricezione) che opera utilizzando SOTDMA. le stazioni base hanno insieme complesso funzioni e funzioni che nello standard AIS sono in grado di controllare il sistema AIS e tutti i dispositivi in ​​esso operanti. Possibilità di interrogare singoli ricetrasmettitori per rapporti sullo stato e trasmettere o modificare la frequenza. Aiuti alla navigazione (AtoN) O ricetrasmettitore basato su boa lato terra (trasmissione e ricezione) che opera utilizzando l'accesso multiplo a divisione di tempo fissa (FATDMA). Progettato per raccogliere e trasmettere dati relativi al mare e alle condizioni meteorologiche, nonché messaggi di trasmissione AIS per espandere la copertura della rete. Dispositivo AIS specializzato per ricetrasmettitori di ricerca e salvataggio (SART) creato come segnale di emergenza che opera utilizzando l'accesso multiplo a divisione di tempo pre-annuncio (PATDMA) o talvolta indicato come "SOTDMA modificato". Il dispositivo seleziona casualmente uno slot da trasmettere e trasmetterà una raffica di otto messaggi al minuto per massimizzare le possibilità di una trasmissione riuscita. Il SART è tenuto a trasmettere fino ad un massimo di cinque miglia e trasmette uno speciale formato di messaggio riconosciuto da altri dispositivi AIS. Il dispositivo è inteso solo per un uso occasionale e di emergenza a causa del suo funzionamento di tipo PATDMA, che immette tensione sulla scheda slot. Ricetrasmettitori AIS specializzati Nonostante la disponibilità di specifiche AIS pubblicate dall'IMO/IEC, numerose autorità hanno consentito e incoraggiato lo sviluppo di dispositivi AIS ibridi. Questi dispositivi cercano di mantenere l'integrità della struttura del nucleo di trasmissione AIS e del design per l'affidabilità operativa, ma ne aggiungono un certo numero caratteristiche aggiuntive e funzioni secondo le loro specifiche esigenze. Il ricetrasmettitore AIS "ID" è uno di questi prodotti, in cui la tecnologia di base CTDMA di classe B è progettata per garantire che il dispositivo trasmetta nel pieno rispetto delle specifiche IMO, ma sono state apportate numerose modifiche per consentirne l'alimentazione a batteria, costo e più facile da installare e distribuire in grandi quantità. Tali dispositivi non saranno certificati a livello internazionale rispetto alla specifica IMO poiché seguiranno le proporzioni della specifica pertinente. Di norma, le autorità effettueranno le proprie valutazioni e verifiche tecniche dettagliate per garantire che il funzionamento del Device Core non danneggi il sistema AIS internazionale.

I ricevitori AIS non sono specificati negli standard AIS perché non trasmettono. La principale minaccia per l'integrità di qualsiasi sistema AIS è rappresentata dalle trasmissioni AIS inadeguate, quindi da un'attenta prestazione di tutti i dispositivi di trasmissione AIS. Tuttavia, è anche degno di nota il fatto che i ricetrasmettitori AIS trasmettono tutti su più canali in conformità con i requisiti degli standard AIS. In quanto tali single o multiplexing, i ricevitori non riceveranno tutti i messaggi AIS. Solo i ricevitori a doppio canale riceveranno tutti i messaggi AIS.

Prove e approvazione

L'AIS è una tecnologia che è stata sviluppata sotto gli auspici dell'IMO attraverso i suoi comitati tecnici. I comitati tecnici hanno sviluppato e pubblicato una serie di specifiche di prodotto AIS. Ogni specifica definisce un prodotto AIS specifico che è stato accuratamente realizzato per funzionare in modo preciso con tutti gli altri dispositivi AIS ben definiti, garantendo così l'interoperabilità del sistema AIS in tutto il mondo. Il mantenimento dell'integrità delle specifiche è considerato fondamentale per il funzionamento del sistema AIS e per la sicurezza delle navi e delle autorità che utilizzano questa tecnologia. La maggior parte di questi paesi richiede che i prodotti AIS siano testati e certificati in modo indipendente in base a specifiche specifiche pubblicate. I prodotti che non sono stati testati e certificati da un'autorità competente non possono soddisfare le specifiche pubblicate richieste dall'AISAM e quindi non possono funzionare come previsto sul campo. Le certificazioni più ampiamente riconosciute e accettate sono le Direttive R&TTE, la Federal Communications and Industry Commission of Canada degli Stati Uniti, ognuna delle quali richiede una verifica indipendente da parte di un'agenzia di test qualificata e indipendente.

tipi di messaggi

Ce ne sono 27 vari tipi messaggi di livello superiore definiti in ITU Rec. M.1371-4 (dalla capacità 64) che possono essere inviati tramite ricetrasmettitori AIS.

I messaggi AIS 6, 8, 25 e 26 forniscono "Messaggi specifici dell'applicazione" (ASM), che consente alle "autorità competenti" di definire sottotipi di messaggi AIS aggiuntivi. Sono disponibili entrambe le opzioni di messaggio "nome" (PRO) e "trasmissione" (BBM). I messaggi indirizzati, sebbene contengano l'IMSI di destinazione, non sono privati ​​e possono essere decifrati da qualsiasi destinatario.

Uno dei primi usi dell'RCC è stato l'uso da parte dell'AIS di San Lorenzo di messaggi binari (tipo di messaggio 8) per fornire informazioni sui livelli dell'acqua, gli ordini di blocco e il tempo. Il Canale di Panama utilizza i messaggi AIS di tipo 8 per fornire informazioni sulla pioggia lungo il canale e il vento alle chiuse. Nel 2010, l'Organizzazione marittima internazionale ha emesso la circolare 289 che definisce la prossima iterazione dell'RCC per i messaggi di tipo 6 e 8. Alexander, Schwehr e Zetterberg hanno proposto che la comunità delle autorità competenti collabori per mantenere un registro regionale di questi messaggi e dei loro luoghi di utilizzo. L'Associazione internazionale degli aiuti marini alla navigazione e ai fari (IALA-AISM) ha ora stabilito un processo per la raccolta di applicazioni di messaggi specifici regionali.

Descrizione dettagliata: blocchi di classe A

Ogni ricetrasmettitore AIS è costituito da un trasmettitore U, due ricevitori VHF TDMA, un ricevitore U-Digital Selective Call (DSC) e si collega al display della nave e ai sistemi di sensori che utilizzano comunicazioni elettroniche marittime standard (come NMEA 0183, noto anche come IEC 61162). La tempistica è fondamentale per una corretta sincronizzazione e visualizzazione dell'intervallo (programmazione della trasmissione) per un blocco di classe A. Pertanto, ogni blocco deve avere una base dei tempi interna, sincronizzata con il ricevitore del Global Navigation Satellite System (es. GPS). Questo ricevitore interno può essere utilizzato anche per informazioni sulla posizione. Tuttavia, la posizione è solitamente fornita da un ricevitore esterno come GPS, Loran-C o un sistema di navigazione inerziale e il ricevitore interno viene utilizzato solo come backup per le informazioni sulla posizione. Altre informazioni sull'AIS aereo, se disponibili, in in formato elettronico ottenuto da apparecchiature di bordo utilizzando connessioni dati marittimi standard. Le informazioni sulla direzione, la posizione (latitudine e longitudine), la "velocità rispetto al suolo" e la velocità di virata sono generalmente fornite da tutte le navi dotate di AIS. Possono essere fornite anche altre informazioni come destinazioni ed ETA.

Il ricetrasmettitore AIS normalmente opera in disconnesso e continuo, sia operante in alto mare che costiero o nell'entroterra. I ricetrasmettitori AIS utilizzano due diverse frequenze, i canali marittimi VHF 87b (161,975 MHz) e 88b (162,025 MHz) e utilizzano la modulazione GMSK (Gaussian Minimum Keying) a 9,6 kbps sui canali a 25 kHz utilizzando il pacchetto di protocollo HDLC (High Level Data Link Control). Sebbene sia necessario un solo canale radio, ogni stazione trasmette e riceve su due canali radio per evitare problemi di interferenza e per consentire lo spostamento dei canali senza perdere la comunicazione con le altre navi. Il sistema fornisce la risoluzione automatica dei conflitti tra se stesso e le altre stazioni e l'integrità della comunicazione viene mantenuta anche in situazioni di congestione.

Per garantire che le trasmissioni VHF da diversi ricetrasmettitori non avvengano contemporaneamente, i segnali vengono multiplexati nel tempo utilizzando una tecnologia denominata SELF Time Division Multiple Access (SOTDMA). Il design di questa tecnologia è brevettato e se questo brevetto sia stato revocato per l'uso da parte delle navi SOLAS è oggetto di dibattito tra i produttori di sistemi AIS e il titolare del brevetto, Hakan Lans. Inoltre, l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti (USPTO) ha annullato tutte le rivendicazioni nel brevetto originale il 30 marzo 2010.

Per sfruttare al meglio la capacità disponibile, le navi che sono legate o che si muovono lentamente passano meno spesso di quelle che si muovono più velocemente o stanno manovrando. La velocità di aggiornamento varia da 3 minuti per le navi ancorate o ormeggiate, a 2 secondi per le navi in ​​rapido movimento o in manovra, quest'ultima simile al radar marittimo convenzionale.

Ogni stazione AIS determina il proprio programma di trasmissione (slot) in base ai dati per collegare lo storico del movimento e la consapevolezza delle possibili azioni future di altre stazioni. Il rapporto di posizione di una stazione rientra in una delle 2250 fasce orarie impostate ogni 60 secondi su ciascuna frequenza. Le stazioni AIS si sincronizzano continuamente tra loro per evitare la sovrapposizione delle trasmissioni di gioco. La selezione degli slot utilizzando una stazione AIS viene randomizzata entro un determinato intervallo e contrassegnata da un timeout casuale compreso tra 4 e 8 minuti. Quando una stazione cambia la sua assegnazione di slot, annuncia sia la nuova posizione che il timeout per quella posizione. Pertanto, le nuove stazioni, comprese quelle che arrivano improvvisamente in un raggio radio vicino ad altre navi, saranno sempre ricevute da queste navi.

La capacità di segnalazione della nave richiesta secondo lo standard di prestazione dell'IMO è un minimo di 2.000 intervalli di tempo al minuto, sebbene il sistema fornisca 4.500 intervalli di tempo al minuto. La modalità di trasmissione SOTDMA consente al sistema di essere sovraccaricato dal 400 al 500% scambiando gli intervalli di tempo e fornisce comunque quasi il 100% di throughput per le navi più vicine di 8 a 10 NMI tra loro su una nave in modalità nave. In caso di sovraccarico del sistema, solo i bersagli più lontani saranno soggetti a dropout per dare la preferenza a bersagli più vicini, che destano maggiore preoccupazione per gli operatori navali. In pratica, la capacità del sistema è praticamente illimitata, il che lo consente un largo numero navi che possono essere allo stesso tempo.

La portata del sistema è simile a quella di altre applicazioni UHF La portata di qualsiasi radio VHF è determinata da diversi fattori, i principali sono: l'altezza e la qualità dell'antenna trasmittente e l'altezza e la qualità dell'antenna ricevente. La sua propagazione è migliore del radar grazie alla sua lunghezza d'onda più lunga, quindi può essere raggiunto dietro le curve e sulle isole se le masse terrestri non sono troppo elevate. Proattivi la distanza in mare è nominalmente di 20 NMI (37 km). Con l'aiuto dei ripetitori, la copertura sia per le navi che per le stazioni VTS può essere notevolmente migliorata.

Il sistema è retrocompatibile con i sistemi di chiamata selettiva digitale, consentendo ai sistemi GMDSS costieri di creare a buon mercato canali AIS funzionanti e identificare e tracciare le navi dotate di AIS, ed è anche destinato a sostituire completamente i sistemi DSC basati su ricetrasmettitore esistenti.

Reti costiere I sistemi AIS sono attualmente in costruzione in tutto il mondo. Uno dei più grandi sistemi in tempo reale completamente operativi con supporto di routing completo in Cina. Questo sistema è stato costruito tra il 2003 e il 2007 ed è stato consegnato da Saab TranspondereTech. L'intera costa cinese è coperta da circa 250 stazioni base in configurazioni hot standby, inclusi settanta server di computer in tre regioni principali. Centinaia di utenti basati a terra, inclusi circa venticinque centri Vessel Traffic Service (VTS), che sono collegati alla rete e hanno la possibilità di vedere l'immagine del mare, e possono anche interagire con ciascuna nave utilizzando i messaggi SRS (Safety Related Messages ). Tutti i dati in tempo reale. Questo sistema è stato sviluppato per migliorare la sicurezza delle navi e delle strutture portuali. È inoltre progettato secondo l'architettura SOA basata su socket e utilizzando il protocollo IEC AIS standardizzato fino agli utenti VTS. Le stazioni base dispongono di unità hot standby (IEC 62320-1) e la rete è una soluzione di rete di terza generazione.

All'inizio del 2007 è stato approvato un nuovo standard mondiale per le stazioni base AIS, lo standard IEC 62320-1. La vecchia raccomandazione IALA e la nuova norma IEC 62320-1 sono incompatibili in alcune funzioni, pertanto le soluzioni di rete connesse devono essere aggiornate. Ciò non influirà sugli utenti, ma gli sviluppatori di sistemi devono aggiornare il loro software per adattarsi al nuovo standard. Lo standard per le stazioni base AIS era atteso da tempo. Attualmente esistono reti peer-to-peer con telefoni cellulari di classe A. Le stazioni base possono monitorare il traffico di messaggi AIS nella regione, il che si spera riduca il numero di collisioni di pacchetti.

trasmettere informazioni

Il ricetrasmettitore AIS invia i seguenti dati ogni 2-10 secondi a seconda della velocità di queste navi in ​​navigazione e ogni 3 minuti mentre la nave è all'ancora:

• Maritime Mobile Service Vessel (MMSI): un numero di identificazione univoco di nove cifre.
• Stato di navigazione - "all'ancora", "in corso utilizzando il/i motore/i", "non sotto comando", ecc.
• Velocità di svolta - destra o sinistra, da 0 a 720 gradi al minuto
• velocità al suolo- 0,1 nodi (0,19 km/h) Risoluzione da 0 a 102 nodi (189 km/h)
• Precisione posizionale:
  • Longitudine - fino a 0.000 1 minuti
  • Latitudine - fino a 0.000 1 minuti
• Corso su terra- rispetto al nord geografico fino a 0,1°
• Vera rotta - da 0 a 359 gradi (ad esempio, da una bussola giroscopica)
• Rilevamento vero nella propria posizione. Da 0 a 359 gradi
• Secondi UTC - Il campo dei secondi dell'ora UTC in cui sono stati prodotti questi dati. Non esiste un timestamp completo.
.
• Design della nave: da 0,1 metri a 25,5 metri
• Scopo - max. 20 caratteri
• ETA (ora prevista di arrivo) a destinazione - ora mese/giorno UTC: minuti
• Opzionale: richiesta di tempo ad alta precisione, la nave può richiedere un'altra nave fornisce ora UTC e timestamp ad alta precisione

Descrizione dettagliata: blocchi di classe B

I ricetrasmettitori di classe B sono più piccoli, più semplici e meno costosi dei ricetrasmettitori di classe A. Ciascuno è costituito da un trasmettitore VHF, due ricevitori VHF Sense Carrier Multiple Access Time Division Multiple Access (TCTDMA), nonché un ricevitore VHF a chiamata selettiva digitale (DSC) variabile e antenne GPS attive. Sebbene il formato di output dei dati supporti le informazioni sulla direzione, l'unità comune non è associata a una bussola, quindi questi dati vengono trasmessi raramente. L'output è un flusso di dati AIS standard a 38.400 kbps, in formati come RS232 e/o NMEA. Per evitare di sovraccaricare la larghezza di banda disponibile, la potenza di trasmissione è limitata a 2 W, fornendo una gamma di circa 5-10 miglia.

Per la classe In unità sono definiti quattro messaggi:

Messaggio 14 Messaggio relativo alla sicurezza: questo messaggio viene inviato su richiesta all'utente: alcuni ricetrasmettitori hanno un pulsante che ne consente l'invio, oppure può essere inviato tramite un'interfaccia software. Invia un messaggio di sicurezza predefinito. Messaggio 18 Rapporto posizione CS standard di classe B: questo messaggio viene inviato ogni 3 minuti, dove velocità al suolo(SOG) è inferiore a 2 nodi, o ogni 30 secondi per velocità maggiori. Messaggio MMSI, ora, SOG, COG, longitudine, latitudine, direzione reale 19 Rapporto posizione attrezzatura di classe B avanzata: questo messaggio è per il protocollo SOTDMA ed è troppo lungo per essere trasmesso come STDMA. Tuttavia, la stazione costiera può interrogare il ricetrasmettitore per inviare questo messaggio. MMSI, ora, SOG, COG, longitudine, latitudine, prua reale, tipo di imbarcazione, dimensioni. Messaggio 24 Rapporto dati statici CS Classe B: Questo messaggio viene inviato ogni 6 minuti, lo stesso intervallo di tempo dei ricetrasmettitori di Classe A. A causa della sua lunghezza, questo messaggio è diviso in due parti inviate entro un minuto ciascuna dall'amico. Questo messaggio è stato definito dopo la specifica AIS originale, quindi alcune unità di Classe A potrebbero richiedere un aggiornamento del firmware per poter decifrare questo messaggio. MMSI, nome della barca, tipo di nave, nominativo, dimensioni e equipaggiamento Vendor ID.

Descrizione dettagliata: ricevitori AIS

Numerosi produttori offrono ricevitori AIS progettati per monitorare il traffico AIS. Possono avere due ricevitori per monitorare entrambe le frequenze contemporaneamente, oppure possono passare da una frequenza all'altra (mancando così messaggi su un altro canale, ma a un costo ridotto). In generale, emetteranno dati RS232, NMEA, USB o UDP per la visualizzazione su plotter cartografici elettronici o computer.

Scheda dati

Caratteristiche RF

AIS utilizza i canali 87 e 88 della banda marina designata armonizzata a livello globale.

AIS utilizza il duplex laterale alto da due "canali" radio VHF (87B) e (88B)

• Canale A 161.975 MHz (87B)
• Canale B 162.025 MHz (88B)

I canali Simplex 87A e 88A utilizzano una frequenza più bassa, quindi non risentono di questa allocazione e possono comunque essere utilizzati come previsto per il piano di frequenza mobile marittimo.

La maggior parte delle trasmissioni AIS è costituita da più code di messaggi. In questi casi, tra un messaggio e l'altro, il trasmettitore AIS deve cambiare canale.

Prima che i messaggi AIS vengano trasmessi, devono essere codificati NRZI.

I messaggi AIS vengono trasmessi utilizzando la modulazione GMSK. Il prodotto BT del modulatore GMSK utilizzato per la trasmissione dei dati deve essere 0,4 massimo (valore nominale elevato).

In GMSK, i dati codificati devono modulare la frequenza del trasmettitore VHF. L'indice di modulazione dovrebbe essere 0,5.

Trasferimento bit rate 9600 bit/s

I normali ricevitori VHF possono ricevere AIS con il filtro disabilitato (il filtro distrugge i dati GMSK). Tuttavia, l'uscita audio dalla radio dovrebbe quindi essere decodificata. Esistono diverse applicazioni per PC che possono farlo.

organizzazione del messaggio

Poiché ci sono molti dispositivi di segnalazione AIS automatici, per evitare conflitti, lo spazio RF è organizzato in frame. Ogni fotogramma dura esattamente 1 minuto e inizia ogni minuto del bordo. Ogni frame è diviso in 2250 slot. Poiché la trasmissione può avvenire su 2 canali, sono disponibili 4500 slot al minuto. A seconda del tipo e delle condizioni dell'apparecchiatura e dello stato dello slot della scheda AIS, ciascun trasmettitore AIS invierà messaggi utilizzando uno dei seguenti schemi:

1. ITDMA (Accesso multiplo a divisione di tempo incrementale)
2. RATDMA (Accesso multiplo a divisione di tempo ad accesso casuale)
3. FATDMA (divisione del tempo ad accesso multiplo ad accesso fisso)
4. SOTDMA (Accesso multiplo a divisione del tempo auto-organizzante)

Lo schema di accesso ITDMA consente a un dispositivo di preannunciare intervalli di trasmissione di natura non ripetitiva, gli slot ITDMA devono essere contrassegnati in modo tale da essere riservati per un frame aggiuntivo. Ciò consente al dispositivo di preannunciare la sua assegnazione per il funzionamento offline e continuo.

ITDMA viene utilizzato in tre casi:

• canale dati di ingresso in rete;
• modifiche temporanee e transizioni negli intervalli di rendicontazione periodica;
• annuncio anticipato dei messaggi di sicurezza.

RATDMA viene utilizzato quando un dispositivo deve allocare uno slot che non è stato precedentemente pubblicizzato. Questo di solito viene fatto per il primo intervallo di trasmissione o per messaggi di natura non ripetitiva.

FATDMA è utilizzato solo dalle stazioni base. Gli slot allocati FATDMA vengono utilizzati per i messaggi ripetitivi.

SOTDMA in uso dispositivi mobili lavorando offline e continuo. L'obiettivo dello schema di accesso è offrire un algoritmo di accesso che risolva rapidamente i conflitti senza l'intervento delle stazioni di controllo.

formato del messaggio

Lo slot AIS è lungo 26,66 ms. La modulazione dei dati è di 9600 bps, in modo che ogni slot abbia una capacità massima di 256 bit. L'inquadratura deriva dallo standard HDLC descritto in ISO/IEC 13239:2002.

Ogni slot è così strutturato:<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 bit di preambolo: questa è la sequenza 01...
• Bandiera di inizio: 0x7E
• Payload a 168 bit, questo è il corpo del messaggio AIS. Per i messaggi che richiedono più dati, è necessario utilizzare più slot (massimo 5).
• 16 bit CRC-16-CCITT : polinomio a 16 bit per il calcolo del checksum.
• Termina flag: 0x7E
• Buffer a 24 bit utilizzato per riempire i bit

  Tutti i messaggi AIS trasmettono 3 informazioni di base:

  1. Numero MMSI della nave o dell'attrezzatura di cui è dotato il trasmettitore (stazione base, boa, ecc.)
  2. Viene trasmessa l'identificazione del messaggio (vedi tabella sotto)
  3. Un indicatore di ripetizione progettato per utilizzare messaggi ripetuti attraverso un ostacolo utilizzando dispositivi di inoltro.

  La tabella seguente mostra breve descrizione di tutti i messaggi AIS attualmente utilizzati.

  messaggio di ghiaccio	utilizzo