文 献 综 述
1 研究背景及意义
近年来，随着全球经济的飞速发展，各国之间的贸易往来趋于频繁。船舶是运输货物的主要载体，虽然和平是当今世界的主题，但某些海域仍然事故频出，而且海上环境较陆地更为复杂。为了保证船舶及船员的安全，需要对船舶进行实时监控，以便在第一时间采取行动维护海上船舶安全。虽然船舶可与地而基站进行信息传输，但传输距离有限，在远离海岸线的海域内无法实现信息交换，故而必须发展新的技术以实现对所有海域船舶的有效监控。星载自动识别系统（AIS）是近些年出现的一种新兴技术，正在从根本上改变传统的海上任务模式。
1.1 星载自动识别系统的相关背景
随着海上交通的发展，船舶的数量和速度不断增长，船舶间的事故频繁发生，威胁着船舶的航行安全。现有导航设备存在一定的局限性，虽然雷达和自动雷达标绘仪( Automatic Radar Plotting Aid, ARPA )[1]可避免船舶间发生碰撞，但不能识别船舶信息，且受环境因素影响较大;甚高频(Very High Frequency, VHF)无线电话[2]可以实现基站与船舶间的信息交流，但受限于语言表达等人为因素的影响，无法实现对船舶的有效监控。
为了解决传统导航设备的诸多弊端，AIS应运而生。AIS通信系统是一种广播式自动报告系统，是集多学科相关技术于一体的高科技新型助航系统[3]。ITU-R M.1371建议书[4]详尽描述了AIS系统的技术特性。AIS自主连续地播发消息，主要使用自组织时分多址接入(self-organized time division multiple access, SOTDMA)技术[5]，在船舶、岸基和助航设备间自动交换信息。
虽然AIS可实现船舶之间和船岸间的数据交换，可有效增强船舶航行安全;但是AIS覆盖范围有限，只能有效监控20到40海里内的海域，而无法对远离海岸线的海域进行监控[6]。因此，需要开发新的系统以实现对远海进行监控，随着卫星技术的飞速发展，基于卫星的AIS系统能更好地解决问题。
星载AIS系统由一颗或多颗低轨道卫星构成[7], AIS接收机被搭载在卫星上以实现对船舶AIS信号的接收、解调和解码AIS报文。星载AIS系统的示意图如图1所示。
图 1 星载自动识别系统示意图
从图1可以看出，星载AIS系统由星上接收系统，岸上处理系统和AIS船载系统等三部分组成。
虽然在卫星上装备AIS设备可实现对远海进行监控，但星载AIS接收机也而临着诸多难题[8]，比如严重的时隙冲突、较大的多普勒频偏、难以接受的传输时延以及较低的信噪等因素。
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