星载AIS接收信号碰撞分离技术研究文献综述

文 献 综 述

1. 引言

上世纪九十年代初，国际灯塔导航机构协会(IALA)海上设备联合会首次提出开发通用船舶识别系统的建议^[1]，随后在国际海事组织(IMO)、国际电信联盟(ITU)和国际电工委员会(IEC)的支持下，最终采用了船舶自动识别系统(AIS)^[2]，这是一种新型的船舶导航与避碰系统，其主要功能就是加强船舶与船舶之间、船舶与岸台之间的数据通信，进而保障海上船舶的航行安全和海上交通的监测与调控。鉴于AIS系统出色的工作性能，海上生命安全国际公约(SOLAS)随后要求凡是超过300吨的国际航行船舶必须安装和使用AIS系统^[3]，除此之外，我国于2008年也强制要求超过500吨的国内性航行船舶安装AIS系统。自安装应用以来，AIS系统很好的完成了IALA赋予的使命，有效地保证了海上交通安全秩序。

当今世界各国经济政治交流愈发频繁，海上航行环境愈发复杂，为了满足海上安全与海洋环境保护的需要，AIS系统功能被不断完善，以提高海事管理效率，但AIS只能对近岸船舶监督管理发挥作用，对远海船舶的探测、识别、追踪无能为力^[4]。星载AIS的出现，使远距离、大范围的船舶航运全程实时监管系统的建立成为可能^[5]。星载AIS系统是一种利用信息化手段解决海事管理问题的新技术，但我国在这方面的研究起步较晚，仍与世界发达国家之间存在一定差距^[6-9]。高效的海洋监视技术不仅可以有效监管海上交通，减少海上事故的发生，也对维护国家领海权益和加强国际合作具有重要意义^[10]。

1. 星载AIS介绍

星载AIS的关键是使用一颗或者多颗低轨道卫星搭载接收机来接收和解码AIS信

号，并将信息下传给地面基站(或直接将接收的信号下传给地面系统完成解码)^[11]。星载AIS示意如图1-1。

图1-1 星载AIS示意图

• 1. 星载AIS信号结构

AIS发射机中的信号处理机传感器采集到的数据进行信号处理，处理流程组帧、NRZI编码、GMSK调制^[12]等。AIS系统数据链路层采用面向比特的HDLC（High-Level Data Link Control）协议，所有帧均采用CRC校验^[13]，数据传输采用自组织时分多址（SOTDMA）通信方式，通信范围约为40海里（74公里），调制方式为GMSK调制^[14]。AIS通信标准^[15]如表2-1所示。

表2-1 AIS通信标准