文 献 综 述
- 研究背景及现状
随着世界海运的快速发展，海上船舶日益增多，航线越来越拥挤，海上航行安全正日益成为世界各国所必须面对的难题。为了解决这一难题，必须增强对海上航运的管理，所以世界各国研发出多种设备帮助海事部门进行船舶航行管理。而通用船舶自动识别系统（AIS）正是被人们开发出来的这类设备之一。《国际海上人命安全公约》中要求海上船舶必须安装该船载系统，用于近岸航线管理和避免船舶碰撞。
由于AIS系统受到通信距离约束，只能对近岸的船舶实施管理，无法实现对远海域船舶的探测、识别以及追踪。一个基于卫星的AIS系统方案可以实现上述目标。这将可以实现全球范围的覆盖，甚至可以进一步提高导航和安全监测的水平；还可以在全球范围内实现船舶的本地化，允许建立一个实时船舶位置数据库。
AIS一经提出，便受到了广泛的重视,世界各国都在引进和使用AIS系统，国际组织也给予了足够的支持。虽然AIS增强了船舶航行的避碰能力、方便了船舶之间的相互通信、提高了船舶航行的安全性、增强了相关海事部门的监管能力，但是AIS的很多功能仍然没有得到广泛的应用，其主要原因是很多功能没有制定统一标准。IMO正在完善AIS的各种功能并将其制定为统一的国际标准，增加AIS的通用性。我国的AIS体系建设己经处于世界先进前列，强大的AIS系统己经基本建立完成，但是其中也还存在一些问题，我国AIS设备的船舶安装率不够高，AIS系统中的很多电文信息也没有得到充分利用，而且目前国内虽然能够生产AIS设备，但是由于功能完善性和价格等问题，船舶所使用的AIS设备还大多是外国进口。因此，国内的AIS技术还需要更进一步的提高，同时在功能和创新性上也需要进一步发展。
- 星载AIS系统概述
2.1 AIS系统组成
星载AIS系统是从船载系统基础上发展而来，是为了适应新需求的一种技术上的重大进步。系统主要有两部分组成，船载发射机与星载接收机，如图1所示。
图1 星载AIS示意图
船载AIS发射机通过航行数据传感器将船舶航行的信息收集起来，发送给AIS信号处理机。AIS信号处理机按照通信协议规定的帧结构进行组帧。将组帧后的信号发给VHF通信机进行GMSK调制，然后变频到射频向周围发射。
星载接收机通过天线将船舶发射的信号接收下来，并直接在射频采样。然后对数字信号进行数字下变频、信道分离、突发检测、频偏估计、符号定时同步、解调、信号参数估计和信号恢复等处理，实现对于AIS信号的解调和碰撞分离。
2.2 AIS帧结构
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