船舶在海上利用雷達(dá)捕捉和識(shí)別周邊其他船舶的信號(hào)，進(jìn)行安全行駛已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了。但是雷達(dá)不能有效地區(qū)分船舶的身份、性質(zhì)、當(dāng)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(biāo)，而且當(dāng)兩個(gè)船出現(xiàn)在相距不遠(yuǎn)的同一方位上時(shí)，雷達(dá)屏幕上往往產(chǎn)生混淆，特別在夜航、霧航、暴風(fēng)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?zhǔn)?。根?jù)國(guó)際海事組織(IMO)導(dǎo)航安全委員會(huì)2000年年底批準(zhǔn)的“關(guān)于通用船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的建議”，2002年7月1日起，所有新下水的客運(yùn)船舶不論其噸位大小，300長(zhǎng)噸以上國(guó)際貨船及500長(zhǎng)噸以上非國(guó)際航行的貨船都必須裝載AIS系統(tǒng)以后才允許投入運(yùn)營(yíng)。至于此前已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的船舶也要根據(jù)其性質(zhì)和噸位，分別在相應(yīng)的期限前完成設(shè)備更新。只有那些將在實(shí)施新的導(dǎo)航安全保障技術(shù)后兩年內(nèi)退役的船舶經(jīng)有關(guān)當(dāng)局審批后可以免除安裝此項(xiàng)設(shè)備。AIS是GPS在航海領(lǐng)域里繼自主導(dǎo)航、指向標(biāo)DGPS差分導(dǎo)航之后開發(fā)的一個(gè)嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域，也是有待開發(fā)的大市場(chǎng)。
AIS是英文自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System)的首字母縮寫詞。這種設(shè)備能夠不斷地向附近的船舶和負(fù)責(zé)海事監(jiān)督的岸臺(tái)播發(fā)自己的身份識(shí)別標(biāo)志、船舶類型、噸位、載貨情況、航線、目的港、估計(jì)到達(dá)時(shí)間、當(dāng)前船位與速度，同時(shí)接收來自岸臺(tái)的查詢和附近船舶的AIS信息，并把有關(guān)信息以圖形和電文方式顯示在自己設(shè)備的屏幕上。AIS系統(tǒng)克服了雷達(dá)導(dǎo)航的種種弊端，而且免除了頻繁的對(duì)話、復(fù)雜的計(jì)算和不確定性很大的推理工作，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，把船舶海上航行和進(jìn)出港的安全保障提高到一個(gè)新的境界。
船載AIS系統(tǒng)的工作原理和核心成分為一臺(tái)或多臺(tái)GPS/DGPS接收機(jī)，借助于它的精密定位、測(cè)速功能，并提供高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的時(shí)分多路(STDMA)數(shù)據(jù)通信技術(shù)。此外，系統(tǒng)還包含一臺(tái)帶兩個(gè)VHF信號(hào)接收和一個(gè)發(fā)射機(jī)的STDMA無線電發(fā)射應(yīng)答器。除此之外，還要有一個(gè)能夠連接主機(jī)和各種船載外部設(shè)備，進(jìn)行人機(jī)對(duì)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(dǎo)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(guān)船舶的靜態(tài)數(shù)據(jù)(如船舶的標(biāo)識(shí)、類型、長(zhǎng)度、噸位、貨物性質(zhì)和數(shù)量、目的港、估計(jì)到達(dá)時(shí)間和航行計(jì)劃等)可以事先通過鍵盤輸入并駐留在系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，各種動(dòng)態(tài)信息分別由GPS接收機(jī)和其它船載傳感器通過接口實(shí)時(shí)輸入。為了保證信息的時(shí)效，系統(tǒng)根據(jù)信息的類型，船舶的運(yùn)動(dòng)速度和狀態(tài)，自動(dòng)選擇不同的更新速率進(jìn)行播發(fā)。在時(shí)分多路數(shù)據(jù)通信方案的約定下，每分鐘時(shí)間被分解為2250個(gè)“時(shí)間窗口”，每一個(gè)需要發(fā)送的AIS報(bào)告內(nèi)容被安置在一個(gè)或幾個(gè)這樣的時(shí)間窗口內(nèi)。接收和發(fā)送信息的時(shí)間窗口選擇是隨機(jī)的，并根據(jù)作業(yè)區(qū)中通信的繁忙程度自動(dòng)調(diào)整與完成的。通常采用縮小它的跟蹤區(qū)半徑，忽略遠(yuǎn)處信號(hào)微弱的臺(tái)站 ，優(yōu)先接收來自附近臺(tái)站的信號(hào)。
AIS系統(tǒng)不僅可以使每一艘船的船長(zhǎng)和值班人員隨時(shí)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(shí)，AIS系統(tǒng)為國(guó)家與地區(qū)海岸線，港口與航道的監(jiān)督管理提供了一個(gè)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(zhì)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(jì)算機(jī)登上正在準(zhǔn)備進(jìn)港的外輪，同船載AIS系統(tǒng)相連接，安全、迅速、準(zhǔn)確、幾乎無須人工干預(yù)地將船舶引導(dǎo)到的泊位或錨地；
- 海洋漁船和水產(chǎn)管理部門可以借助于AIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)捕撈作業(yè)的協(xié)調(diào)與管理，以及對(duì)進(jìn)入領(lǐng)水范圍內(nèi)的其它商業(yè)漁船的捕撈活動(dòng)進(jìn)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(diào)查；
- 同時(shí)AIS系統(tǒng)在海上搜救、打撈、海底考古等等領(lǐng)域發(fā)揮全場(chǎng)監(jiān)督和協(xié)調(diào)作用；
- 港監(jiān)部門的AIS系統(tǒng)除了以上種種作用，并對(duì)管理范圍內(nèi)的船舶發(fā)送查詢信息外，還可以發(fā)送有關(guān)潮汐和當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)，船舶的注意事項(xiàng)。
國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為AIS系統(tǒng)在不久的將來，不僅會(huì)在海輪上廣泛應(yīng)用，還會(huì)迅速地將應(yīng)用范圍推廣到內(nèi)河航行及其它領(lǐng)域。
信息標(biāo)題：GPS應(yīng)用的新領(lǐng)域
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