浅谈无线电通信AIS系统在海洋渔业中的效能与管理

AIS（Automatic Identification System）全称为自动识别系统,是近几年来国际海事组织（IMO）、国际航标协会（IALA）、国际电信联盟（ITU）共同研究规定的船舶必须安装的设备之一。它集航行信息采集处理、无线电数据传输、电子海图信息系统于一体。装备有AIS的船舶或岸站可自动接收相关信息,在其显示器上显示,并能够按要求发送安全相关信息,是船与船、船与岸信息交换的桥梁,     

长江船舶自动识别系统（AIS）的现状和发展前景

船舶自动识别系统（AIS）作为助航安全设施,能在船与船、船舶与岸站之间交换船舶识别、船位、航向、航速等信息,提高船舶航行安全性。AIS能够为航行船舶、航运公司及航运管理部门提供助航和航行信息服务。《SOLAS公约》规定,所有客船均应装载AIS系统。     

航海雷达目标快速识别方法研究

以大连海事大学校船“育鲲”轮航行过程采集的雷达图像为数据基础,首先采用Prewitt算子、图像卷积、鲁棒自适应阈值法和线性内插,对雷达图像进行降噪处理;之后,在雷达警戒区范围内,采用多级阈值与面积阈值的双阈值法,提取对本船航行安全可能产生影响的目标;再利用船舶GPS信息与船首向信息,基于空间变换,将其映射到电子海图数据中。2种数据的融合不仅可以提供电子海图所需的基础信息,而且能显示本船、目标船以及其他物标的位置关系,从而在一定程度上提高雷达的避碰能力。这种多传感器数据的融合能够使驾驶员观察到更全面的航行信息,进一步提高航海安全水平。     

AIS地面测试系统设计概要

星载AIS系统通过对可视范围内的船舶信号进行监听和解调,并将解调后的信息打包下传至地面站,为海洋管理及船舶运营提供了大范围、高效率的状态数据。AIS分系统接收机主要实现对船载AIS信号的实时捕获和数据解调功能,为完成对AIS分系统接收机的综合测试,进行AIS地面测试系统信号源的研制。AIS地面测试系统信号源主要任务是通过对低轨卫星、船舶状态等的仿真和维持,依据国际电联无线电通讯部门ITU-RM.1371-5建议书规定的通信协议实时生成仿真数据、通信帧并模拟生成AIS信号,从而对AIS星载接收机功能和性能进行评估。     

基于LoRa的海上航行安全及应急救援系统设计

针对海上未配备AIS的小型船舶存在航行安全等问题,设计一种基于LoRa的海上航行安全及应急救援系统。该系统利用LoRa技术在大船-小船间进行AIS数据流的远距离传输,并通过设计AIS解析算法实时提取船舶的动静态信息,结合船舶的GPS信息和姿态传感信息,可在手机终端APP里实时显示未配备AIS的小型船舶信息,有效实现海上航行安全及应急救援。测试结果表明,该系统的有效通信距离可以满足安全航行需求。且与传统的互联网装置及手持式AIS设备相比,该系统突破了距离覆盖和电能消耗的制约,具有广泛的应用前景。     

基于Web的AIS／北斗导航系统研究

随着现代航运与互联网技术的快速发展,文中提出了一种基于web平台的船舶导航系统．以解决传统软件兼容性差与交互性不是很好的缺点,来满足现代航运的需求;本系统主要借助后台数据库的管理。实现对AIS、北斗信息采集与处理及实时建立船舶位置信息数据库,采用改进Kalman加权融合算法对AIS／北斗位置数据进行融合,将船舶位置信息精确及时的在Web平台上显示,用户可以方便的查询船舶所在位置及航行路径等。     

基于FPGA的星载AIS信号处理器的设计

针对星载AIS(船舶自动识别系统)接收系统提出了实现信号有效接收的总体方案。重点提供星载AIS信号处理器的硬件电路设计和基于FPGA信号处理软件设计。以AIS接收机整机为测试平台,通过仿真和试验验证了星载AIS接收机整机设计的有效性和可行性,此信号处理器可以满足星载AIS接收机的需求。     

基于多项式卡尔曼滤波的船舶轨迹预测算法

考虑到在船舶航行的实际过程中,船舶自动识别系统（AIS）设备提供的船舶运动点迹往往呈现出信息缺失、非线性、多机动的问题,导致利用AIS设备辅助海上指挥系统难以准确判断船舶位置。针对以上问题,本文在传统卡尔曼滤波理论的基础上构建多项式卡尔曼滤波器拟合非线性系统,补偿航迹定位数据信息缺失、更新较慢等问题,并基于经纬度信息预测船舶运动轨迹。结果表明,该方法实现简单且收敛迅速,能够有效解决实际过程中船舶轨迹的预测问题,满足基本的实效性与准确性,能够为相关海事部门预测船舶目的、行为提供较为可靠的辅助手段。      

基于运动属性约束的船舶AIS航迹去纠缠方法

航迹去纠缠处理是基于自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据进行船舶运动行为深入分析的基础。传统航迹去纠缠处理方法存在虚警率和漏警率均较高的问题,这会造成重要船舶运动特征信息缺失以及纠缠去除不彻底等,进而影响数据的可用性。基于此,通过分析船舶AIS原始定位数据特点以及船舶运动属性特征,提出基于运动属性约束的船舶AIS航迹去纠缠方法(A Method for Removing Entanglement of AIS Trajectory Based on the Constraints of Motion Attributes, CoMA),以瞬时航行速度和时间间隔约束船舶空间位置合理范围,以瞬时航向约束船舶转向的合理区间,双重约束下对航迹纠缠点进行去除。通过实例验证与对比可得,相较于传统航迹去纠缠方法,该方法能够在纠缠点彻底、精准、高效去除的前提下,最大程度地保留船舶运动行为特征,可为后续船舶航迹深入分析提供准确的数据输入。     

基于星载SAR与AIS信息融合的海洋监视综述

首先,综述了星载合成孔径雷达(SAR)、自动识别系统(AIS)及基于二者信息融合的海洋监视技术的研究现状;然后,在分析星载SAR与AIS数据特性的基础上,建立了适于二者信息融合处理的特征层融合模型,并深入分析了星载SAR与AIS信息融合的主要关键技术——多目标数据关联技术,在对传统基于位置特征的多目标数据关联方法研究的基础上,提出了基于多特征信息融合的多目标数据关联方法;最后,指出了需要进一步研究的重点问题。     

基于信息熵的船舶航行与区域监控方法

针对内河与沿海日益复杂及巨量的船舶目标活动带来的监管挑战,开展了船舶AIS信息应用研究。通过数据清洗、目标编批实现AIS船舶目标的初步整编和区域划分,并基于信息熵方法评估船舶目标航行状态,进而提供区域目标密度、区域航行风险评估。研究成果有助于提高目标与区域精细管理能力,降低水面交通风险。     

船舶自动识别系统信息安全问题及对策

船舶自动识别系统（AIS）是现代船舶助航系统以及船舶交通管理服务系统的重要组成部分,其信息安全关乎船舶航行的安全.本文对AIS系统存在的安全漏洞进行了分析,指出了几种典型的攻击AIS系统的方法,并对其危害性进行了分析,探讨了检测AIS攻击的方法,最后提出了几种减轻AIS攻击危害的技术手段.     

基于虚拟现实的三维户型展示系统

通过3DStudio MAX结合Cosmo World、VrmlPad和Java语言制作虚拟场景,嵌入网页来展示小区户型及其周边环境,在二维导航图中实现视点跳转、实时导航,在虚拟环境中进行交互操作,使人们对三维小区户型和其周边环境具有强烈的身临其境感,增强了宣传效果。     

星载AIS接收冲突分析及仿真

对星载自动识别系统（AIS）所涉及的接收冲突问题及接收概率进行了分析和论证。首先, 建立 了基于星载AIS系统的观察、分析模型;然后,理论分析了星载AIS接收冲突概率并给出了接 收冲突概率公式;最后,对相关理论结果进行了Matlab仿真。     

海面目标高分辨率卫星成像仿真方法

海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面得到了广泛应用。舰船与海水流体交互作用在高分辨率下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。重点研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何形态和物性变化,提出了与海面方向辐射特性的耦合作用模型及海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法。通过频谱分析的方法构建海面三维模型,使用计算流体力学的方法构造了船只航行流场的三维几何模型。根据海面组分分布的不同将其辐射特性与三维结构关联,构建了亚米级海洋场景三维辐射模型。通过辐射传输计算、场景内部多次反射模拟及大气影响和传感器效应仿真,最终得到观测条件下的卫星遥感图像。结果表明,将GF-6卫星全色波段实测图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为9.17%,标准差误差为9.21%,在平均灰度值、灰度分布、纹理细节等方面都具有较好的一致性,可以较真实地模拟高分辨率卫星成像下的海洋目标场景。     

融合ω-K和BP算法的圆柱扫描毫米波三维成像算法

结合主动式圆柱扫描毫米波3维成像安检仪的实际应用需求,该文提出一种用于3维场景重建的新方法。该方法采用ω-K算法实现天线阵列方向和距离方向的解耦合与聚焦,再采用后向投影(BP)算法进行距离方向和角度方向的合成孔径处理实现聚焦,进而实现3维场景的重建。3维人体模型仿真和实测数据处理结果表明,该方法具备理论可行性和工程适用性,除此之外,该文方法在CUDA平台下可以实现快速精确3维人体成像,并且能够适应非理想圆柱扫描轨迹3维成像应用。      

AIS链路GPS/北斗区域差分精确引航系统设计

研究GPS/北斗区域差分技术在三峡库区船舶精确引航的应用,提出建立三峡大坝区域差分增强AIS岸基站,利用AIS船舶自动识别系统的通信链路传输GPS/北斗伪距差分信号,实现船载AIS终端高精度定位引航的设计方案。阐明了系统总体设计架构,描述了系统各单元的原理设计和主要功能,分析了AIS技术和DGPS技术的相关标准,提出了基于AIS播发GPS/北斗伪距差分信号的扩展标准建议,具有广泛的应用推广价值。     

计算机仿真GPS导航仪的设计与开发

利用计算机、仿真模拟等技术，虚拟船舶航行环境，仿真模拟 GPS 导航仪，以解决实装 GPS 导航仪在教学训练中存在的一些弊端。由于 GPS 导航仪版本升级换代快，采用软模拟技术代替硬模拟，以使仿真导航仪具有良好的移植性；采用图形显示技术，以逼真仿真导航仪外形；采用图形显示模拟技术和操作功能逻辑模拟技术，并结合实时计算模型，模拟导航仪显示和操作功能；通过建立船舶运动模型，人工输入船舶航向、航速等参数，虚拟船舶海上航行环境， 最终实现 GPS 导航仪的面板仿真、功能模拟与环境虚拟。仿真导航仪不仅具有实装导航仪相同的外型与功能，而且在虚拟航行环境下实现导航仪的综合操作，从而有效提高导航仪教学训练效果。     

只收不发--AIS技术在舰船上的应用

在分析和讨论了通导设备AIS的发射技术的基础上,分别就时分多址、时域和频域层面说明信道的有限性和电磁辐射特性。然后针对船舶终端的只收不发的需求,提出三个解决方案。