船舶在海上利用雷達捕捉和識別周邊其他船舶的信號，進行安全行駛已經(jīng)有很長的歷史了。但是雷達不能有效地區(qū)分船舶的身份、性質、當前操作的意圖，不能發(fā)現(xiàn)海堤或港口建筑物背后的隱蔽目標，而且當兩個船出現(xiàn)在相距不遠的同一方位上時，雷達屏幕上往往產生混淆，特別在夜航、霧航、暴風雨等各種能見度十分惡劣的條件下，是造成許多海難事故的罪魁禍首。根據(jù)國際海事組織(IMO)導航安全委員會2000年年底批準的“關于通用船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)實施標準的建議”，2002年7月1日起，所有新下水的客運船舶不論其噸位大小，300長噸以上國際貨船及500長噸以上非國際航行的貨船都必須裝載AIS系統(tǒng)以后才允許投入運營。至于此前已經(jīng)投入運營的船舶也要根據(jù)其性質和噸位，分別在相應的期限前完成設備更新。只有那些將在實施新的導航安全保障技術后兩年內退役的船舶經(jīng)有關當局審批后可以免除安裝此項設備。AIS是GPS在航海領域里繼自主導航、指向標DGPS差分導航之后開發(fā)的一個嶄新的應用領域，也是有待開發(fā)的大市場。
AIS是英文自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System)的首字母縮寫詞。這種設備能夠不斷地向附近的船舶和負責海事監(jiān)督的岸臺播發(fā)自己的身份識別標志、船舶類型、噸位、載貨情況、航線、目的港、估計到達時間、當前船位與速度，同時接收來自岸臺的查詢和附近船舶的AIS信息，并把有關信息以圖形和電文方式顯示在自己設備的屏幕上。AIS系統(tǒng)克服了雷達導航的種種弊端，而且免除了頻繁的對話、復雜的計算和不確定性很大的推理工作，全部實現(xiàn)自動化，把船舶海上航行和進出港的安全保障提高到一個新的境界。
船載AIS系統(tǒng)的工作原理和核心成分為一臺或多臺GPS/DGPS接收機，借助于它的精密定位、測速功能，并提供高精度的時間基準，實現(xiàn)由計算機自動控制的時分多路(STDMA)數(shù)據(jù)通信技術。此外，系統(tǒng)還包含一臺帶兩個VHF信號接收和一個發(fā)射機的STDMA無線電發(fā)射應答器。除此之外，還要有一個能夠連接主機和各種船載外部設備，進行人機對話、數(shù)據(jù)采集與交換(包括發(fā)送信息給海岸及港口管理監(jiān)督部門，或海事衛(wèi)星系統(tǒng))的控制顯示單元。徠卡開發(fā)并研制的MX420導航儀系統(tǒng)就是集GPS、DGPS及AIS于一體的整體解決方案。
所有有關船舶的靜態(tài)數(shù)據(jù)(如船舶的標識、類型、長度、噸位、貨物性質和數(shù)量、目的港、估計到達時間和航行計劃等)可以事先通過鍵盤輸入并駐留在系統(tǒng)的存儲器中，各種動態(tài)信息分別由GPS接收機和其它船載傳感器通過接口實時輸入。為了保證信息的時效，系統(tǒng)根據(jù)信息的類型，船舶的運動速度和狀態(tài)，自動選擇不同的更新速率進行播發(fā)。在時分多路數(shù)據(jù)通信方案的約定下，每分鐘時間被分解為2250個“時間窗口”，每一個需要發(fā)送的AIS報告內容被安置在一個或幾個這樣的時間窗口內。接收和發(fā)送信息的時間窗口選擇是隨機的，并根據(jù)作業(yè)區(qū)中通信的繁忙程度自動調整與完成的。通常采用縮小它的跟蹤區(qū)半徑，忽略遠處信號微弱的臺站 ，優(yōu)先接收來自附近臺站的信號。
AIS系統(tǒng)不僅可以使每一艘船的船長和值班人員隨時隨地做到知己知彼，甚至在十分惡劣的條件下，也能為航行安全起到良好的保障作用。同時，AIS系統(tǒng)為國家與地區(qū)海岸線，港口與航道的監(jiān)督管理提供了一個十分重要的工具。例如：
- 海監(jiān)部門可以有效地監(jiān)控載有易燃、易爆、有毒、放射性等有害物質的船舶過境和出入港口；
- 港口員可以把安裝了航道信息的便攜式計算機登上正在準備進港的外輪，同船載AIS系統(tǒng)相連接，安全、迅速、準確、幾乎無須人工干預地將船舶引導到的泊位或錨地；
- 海洋漁船和水產管理部門可以借助于AIS系統(tǒng)實現(xiàn)捕撈作業(yè)的協(xié)調與管理，以及對進入領水范圍內的其它商業(yè)漁船的捕撈活動進行監(jiān)控；
- 海事部門可以借助于AIS系統(tǒng)的信息記錄用于海難事故、油料泄漏和其它海事糾紛的調查；
- 同時AIS系統(tǒng)在海上搜救、打撈、海底考古等等領域發(fā)揮全場監(jiān)督和協(xié)調作用；
- 港監(jiān)部門的AIS系統(tǒng)除了以上種種作用，并對管理范圍內的船舶發(fā)送查詢信息外，還可以發(fā)送有關潮汐和當?shù)氐奶鞖忸A報，船舶的注意事項。
國內外專家認為AIS系統(tǒng)在不久的將來，不僅會在海輪上廣泛應用，還會迅速地將應用范圍推廣到內河航行及其它領域。
信息標題：GPS應用的新領域
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