基于AIS岸站的DGNSS修正电文播发系统研究

【摘要】船舶自动识别系统AIS(AIS:AutomaticIdentificationSystem)由岸基(基站)设施和船载设备共同组成,是一种新型的数字助航系统。AIS工作在VHF频段,采用SOTDMA多址通信,将船舶的动态信息和静态信息向附近水域船舶以及岸台广播。AIS受外界干扰小,能够有效提高船舶的航行安全,在船舶导航、通信、避碰、海上救援、海事调查等方面起着十分重要的作用。GNSS定位模块向AIS系统提供了定位信息。在近海和狭窄的航道,较高的定位精度可以提高AIS的可靠性和可依赖性。GNSS定位技术受诸多因素影响,存在一定误差,利用DGNSS差分技术可减小误差提高精度。目前由于现有沿岸DGNSS系统差分信号广播使用中频信道,中频接收机不是船舶强制安装设备,因此使其应用范围受到限制,而AIS船站是IMOSOLAS公约强制安装的设备,研究利用AIS基站扩大DGNSS使用范围十分必要且可行。本文针对这一需求,主要研究了基于AIS基站的DGNSS系统,包括三个主要方面,一是基于IALAA-124建议案设计计算基站所在位置地理网格小区号软件,用以确定FATDMA时隙安排表；二是设计FATDMA时隙占用规则,用于发送DGNSS信息,确保DGNSS信息的发送满足时间和频率要求；三是将AIS移动站通过AIS信道接收到的二进制DGNSS电文恢复成RTCM格式,直接提供给船载DGNSS设备使用,提高船舶定位精度。本系统的设计中,应用软件包括两部分,一是在windows环境下,利用QT软件,开发基站地理网格小区号计算软件,二是利用Keil软件,基于ARM处理器开发将移动站AIS电文恢复成RTCM格式信息的处理软件。在AIS基站,将差分参考台提供的RTCMSC-104格式信号,按照ITU-RM.1371AIS电文编码,利用FATDMA所占用的时隙,进行二进制电文播发。在AIS移动站,将已经译码的AIS二进制电文,按照RTCMSC-104格式恢复成DGNSS信息,直接提供给船载DGNSS设备,提高GNSS接收机的定位精度。本论文的研究内容是导航研究所国家支撑计划课题”AIS/GNSS船载导航设备关键技术与系统研制”(2012BAH36B02)研究内容的一部分。
【作者】彭飞宇；
【导师】胡青；吴凤君；
【作者基本信息】大连海事大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】AIS；DGNSS；FATDMA；时隙安排；

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