Информационно - технические особенности АИС

 

Основные компоненты, виды информации и режимы работы. АИС является информационно-технической системой, обеспечивающей автоматический обмен навигационной и иной информацией, связанной с безопасностью мореплавания, между судовыми и другими станциями АИС по специальному каналу радиосвязи.

В состав АИС входят следующие основные компоненты:

мобильные станции (транспондеры), устанавливаемые на судах, а также на других объектах (поисково-спасательные летательные аппараты, средства навигационного оборудования - СНО).

канал связи АИС, обеспечивающий обмен информацией между мобильными и береговыми станциями АИС.

цепь береговых станций АИС, включающая базовые станции, симплексные и дуплексные репитеры.

информационная сеть АИС, связывающая базовые станции АИС с береговыми службами.

оборудование АИС, устанавливаемое в береговых службах (СУДС, системы судовых сообщений, береговая охрана, портовый контроль, МСКЦ, гидрографическая служба и другие).

Цепь станций АИС, информационная сеть и оборудование, устанавливаемое в береговых службах, объединяются понятием береговой сегмент АИС. Мобильные судовые станции АИС сопрягаются с навигационным приемником ГНСС/ДГНСС, гирокомпасом, датчиком угловой скорости, другими источниками информации, а также с одним или с несколькими навигационными дисплеями, где отображается информация АИС (РЛС/САРП, электронная картографическая система или навигационный комплекс). Кроме того, АИС активно взаимодействует с системами радионавигации и связи, такими как ГНСС (GPS/ГЛОНАСС), дифференциальные опорные станции и радиомаяки ДГНСС, система морской спутниковой связи Инмарсат- С.

Первостепенное значение в АИС имеет информация, передаваемая и принимаемая судовой аппаратурой, которая подразделяется на следующие виды:

статическая (идентификаторы, тип, длина и ширина судна, положение антенны ГНСС, высота над уровнем киля);

рейсовая (осадка, наличие опасного груза, порт назначения, ЕТА, план перехода, количество людей на борту);

динамическая (координаты судна, признак точности и время определения координат; вектор путевой скорости, курс, статус судна; угловая скорость).

Содержание статической, рейсовой и динамической информации приведено в таблице 1.1

 

Таблица 1.1

Вид и содержание информации	Особенности информации
Статическая
MMSI	Идентификатор морской подвижной радиослужбы. Вводится при установке аппаратуры.
Название и позывной сигнал судна	Вводится при установке аппаратуры. Может меняться только при перерегистрации судна.
IMO номер	Вводится при установке аппаратуры. Изменению не подлежит.
Тип судна	Вводится при установке аппаратуры. Изменению не подлежит.
Длина и ширина судна	Вводится совместно с положением антенны ГНСС.
Положение антенны датчика местоположения	Может меняться при наличии нескольких приемных антенн.
Тип датчика местоположения судна	Вводится при установке аппаратуры в зависимости от сопрягаемого навигационного оборудования
Высота над уровнем киля	Дополнительная информация о высоте мачт или других конструкций.
Динамическая
Координаты судна	Автоматически считываются с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС.
Признак точности координат	Характеризует точность определения координат - хуже 10 м или лучше 10 м (при использовании режима ДГНСС)
Время определения координат	Время по шкале UTC. Автоматически считывается с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС
Путевой угол, путевая скорость (относительно грунта)	Автоматически считывается с датчика местоположения, подключенного к аппаратуре АИС. (COG - Course over ground / SOG - Speed over ground).
Курс	Автоматически считывается с судового курсоуказателя (гирокомпаса), подключенного к аппаратуре АИС
Навигационный статус судна	Вводится вручную с выбором из списка. Изменения рекомендуется делать одновременно с включением огней или с подъемом знаков, предписанных МППСС
Угловая скорость	Скорость поворота (изменения курса). Автоматически считывается с соответствующего датчика, если он имеется на судне.
Рейсовые данные
Осадка	Вводится вручную и изменяется при необходимости.
Опасный груз	При наличии опасного груза вводится вручную перед началом рейса.
Пункт назначения, ЕТА	Вводится вручную перед началом рейса, изменяется при необходимости
План перехода	Определяется координатами путевых точек. Вводится вручную перед началом рейса, изменяется при необходимости.
Количество людей на борту	Дополнительная информация. Передается по инициативе судна или по запросу береговой станции

 

Для мобильных судовых станций АИС класса А интервалы передачи динамической информации приведены в таблице 1.2

 

Таблица 1.2

Состояние и параметры движения судов	Интервал передачи динамической информации
Суда на якоре или у причала со скоростью менее 3 узлов	3 минуты
Суда на якоре или у причала со скоростью более 3 узлов	10 секунд
Суда со скоростью от 0 до 14 узлов	10 секунд
Суда со скоростью от 0 до 14 узлов, изменяющие курс	3,33 секунды
Суда со скоростью от 14 до 23 узлов	6 секунд
Суда со скоростью от 14 до 23 узлов, изменяющие курс	2 секунды
Суда со скоростью более 23 узлов	2 секунды

 

Первая строка таблицы 2.2 учитывает практический факт, что приемник ГНСС для судна, стоящего у причала или на якоре, может вырабатывать вектор движения со скоростью до 1-2 узлов. Вторая строка предусмотрена для случаев, когда судно снялось с якоря или отошло от причала, но при этом навигационный статус (судно на якоре) не был изменен судоводителями.

Кроме регулярно передаваемой статической, рейсовой и динамической информации, в АИС предусмотрены эпизодические (нерегулярные) информационные сообщения, передаваемые по мере возникновения необходимости: текстовые сообщения, связанные с безопасностью мореплавания и бинарные сообщения, служащие для передачи дополнительной информации.

Передача текстовых сообщений, связанных с безопасностью мореплавания, осуществляется в случаях, предусмотренных Правилом 31 Главы 5 Конвенции SOLAS. Текстовые сообщения передаются циркулярным (всем станциям) или адресным (станции с указанным MMSI) методом. В последнем случае требуется подтверждение получения сообщения. Текстовые сообщения, связанные с безопасностью мореплавания, составляются в свободной форме и имеют длину до 161 символа (до 966 бит полезной информации), что требует для их передачи от 1 до 5 слотов.

Бинарные (двоичные) сообщения для передачи дополнительной информации, также как и текстовые сообщения, связанные с безопасностью, передаются циркулярным или адресным методом. В последнем случае от станции - получателя требуется передача подтверждающих сообщений. Главное отличие бинарных сообщений состоит в том, что их перечень и формат строго стандартизованы, а подготовка автоматизирована. На международной основе определено и зарезервировано на будущее 64 типа бинарных сообщений (International Function Messages - IFM). Бинарные сообщения занимают от 1 до 5 слотов и подразделяются на следующие группы:

сообщения общего назначения;

сообщения, связанные с деятельностью СУДС;

сообщения, связанные с работой СНО;

сообщения, связанные с поисково-спасательными операциями.

К сообщениям общего назначения относятся так называемые «текстовые телеграммы», а также стандартные запросы на получение дополнительной информации и соответствующие ответы.

Из бинарных сообщений, связанных с деятельностью СУДС, наибольший интерес представляет сообщение, используемое для циркулярной передачи Центром СУДС информации о судах, не оборудованных АИС, но сопровождаемых береговыми PJ1C в составе СУДС.

Такое сообщение содержит данные по нескольким (от 1 до 7) судам, включающие:

идентификатор судна (MMSI, IMO номер, или позывной сигнал);

координаты (широта и долгота):

вектор путевой скорости (курс и скорость относительно грунта -

COG/SOG);

время, прошедшее с момента определения координат судна.

Другой тип сообщений, связанных с деятельностью СУДС, используется для передачи информации о путевых точках или маршруте движения судна. Такая информация может передаваться судном в адрес Центра СУДС в качестве плана перехода, если таковой предусмотрен правилами плавания в районе действия СУДС или системы судовых сообщений. Аналогично, Центр СУДС может передать на судно предлагаемый план перехода. В одном таком сообщении может быть передана информация о маршруте, включающем до 14 путевых точек.

Используя бинарные сообщения, СУДС может запросить от судовой станции данные о высоте судовых конструкций (мачт) над уровнем киля, что очень важно при прохождении судна под мостами или линиями электропередачи. При организации спасательных операций МСКЦ может аналогичным образом запросить у судовой станции количество людей на борту судна.

Процедуры обмена информацией по каналу АИС жестко регламентированы в Рекомендациях ITU-R М. 1371-1. Для передачи и приема информации станциями АИС любого вида предусмотрено 22 возможных сообщения, сводный перечень которых дан в Приложении 1. Там же приведен формат некоторых, наиболее часто используемых сообщений.

Для передачи информации станции АИС используют три основные режима работы:

Автономный (независимый) режим работы является основным, используется как в открытом море, так и «по умолчанию» в прибрежных районах. Передача динамической информации судовыми станциями осуществляется с интервалом, указанным в таблицах 2.2 и 2.3.

Назначенный (зависимый) режим работы используется в прибрежных районах под управлением базовых станций, которые могут назначить для мобильных станций интервал передачи и номера используемых слотов. Например, для судна, заходящего в гавань со скоростью 8 узлов, по инициативе Центра СУДС устанавливается интервал передачи динамической информации 3 с взамен стандартного интервала 10 с. Однако, мобильные станции должны игнорировать назначения интервала передачи, превышающие его стандартное значение.

Запросный режим работы используется в комбинации с автономным или назначенным. В этом режиме сообщение мобильной станции формируется и передается в ответ на запрос базовой или другой мобильной станции. Запросный режим работы может использоваться, например, для получения от судовой станции внеочередного сообщения со статической и рейсовой информацией.

Канал связи АИС

 

Канал связи АИС организуется в диапазоне ОВЧ/VHF (УКВ) морской подвижной радиослужбы (частота 156,25 - 162,25 МГц, средняя длина волны 1,8 м). Канал связи АИС, включающий передающее устройство, среду распространения радиоволн и приемное устройство, в нормативных документах получил условное название VDL (VHF Data Link - канал передачи данных). В канале связи АИС используется частотная модуляция с Гауссовской минимизацией сдвига (FM/GMSK - Frequency Modulation/Gaussian Minimum Shift Keying). В упрощенном представлении это означает, что на время передачи одного бита информации излучаемая частота несколько понижается, если передается «нуль», или несколько повышается, если передается «единица». Кодировка передаваемых символов (букв, цифр и других знаков, из которых формируется сообщение) осуществляется по шести битовому коду ASCII, в котором каждый из 64 возможных символов кодируется последовательной серией из шести «нулей» и «единиц».

Радиоволны в канале связи АИС практически распространяются в пределах видимого горизонта с учетом высоты установки передающей и приемной антенн. Так, в открытом море для двух судов с высотами установки антенн до 20 м дальность действия АИС составляет 20 миль. Дальность действия береговой (базовой) станции АИС с высотой установки антенны 100 м при высоте установки судовых антенн до 20 м лежит в пределах 30 миль. В прибрежных районах радиоволны АИС распространяются не только прямолинейно, но и с учетом эффектов огибания небольших препятствий и отражений от береговых массивов. Потому, работа АИС возможна при отсутствии прямой видимости между приемной и передающей антеннами, например, в архипелагах, извилистых проливах, фиордах или на реках.

В целях обеспечения унификации и стандартизации АИС в Международном Регламенте Радиосвязи закреплено для использования в целях АИС два канала: AIS- 1 (87В -161,975 МГц) и AIS-2 (88В -162,025 МГц), которые должны использоваться повсеместно, за исключением регионов с особым частотным регулированием. В ряде регионов (стран) каналы 87В и 88В традиционно используются другими радиослужбами и их освобождение для работы АИС практически невозможно. В подобных регионах предусматривается использование для работы АИС иных частот (региональных каналов АИС), выделенных для этой цели национальными или международными органами в области радиосвязи. Например, в США для целей АИС выделены канал 88В (международный канал AIS-2) и канал 87А (региональный канал с частотой 157,375 МГц в отличие от международного канала 87В с частотой 162,025 МГц). Региональные каналы АИС могут выделяться с разносом частот между соседними каналами 25 кГц и 12,5 кГц. Соответственно, каналы с разносом частот 12,5 кГц должны иметь более узкую полосу пропускания, которая определяет скорость передачи данных.

Отсюда вытекает необходимость иметь в аппаратуре АИС приемники и передатчик с переключением рабочих частот и обеспечить стандартизованные способы управления частотными каналами АИС с переходом от международных к региональным и обратно. При входе в регион с особыми каналами, судовая станция АИС должна переключиться на региональные каналы, а при выходе из такого региона - на международные каналы или на каналы смежного региона. В целях исключения потери информации при пересечении границ регионов, предусмотрены так называемые транзитные зоны, примыкающие с обеих сторон к границам регионов. При работе в транзитных зонах станция АИС передает поочередно на каналах, принадлежащим разным регионам, одновременно и параллельно принимая информацию на этих каналах.

Управление каналами АИС обеспечивается тремя способами: передачей береговыми станциями АИС специального сообщения, командой с цифровым избирательным вызовом (ЦИВ), передаваемой базовыми станциями морского района А1 ГМССБ, и ручным переключением в судовой аппаратуре. Очевидно, что региональные каналы должны быть внесены в память судовой аппаратуры. Правительства государств, вводящих региональные частоты АИС, должны предоставить соответствующую информацию в IMO и в МСЭ/ITU до 1 апреля 2002 г.

Работа каждой станции АИС (мобильной или базовой) жестко синхронизирована по всемирному координированному времени (UTC) с погрешностью не более 10 мкс от встроенного приемника ГНСС (синхронизация АИС, используемых в Российской Федерации, осуществляется по сигналам встроенного комбинированного приемника ГНСС ГЛОНАСС/GPS). В случае отказа встроенного приемника ГНСС используются резервные варианты синхронизации по сигналам других станций АИС, обычно - базовых. Для передачи информации используются непрерывно повторяющиеся кадры длительностью 1 минута, которые разбиваются на 2250 слотов (временных интервалов) длительностью по 26,67 мс.

Работа станций АИС на двух частотных каналах (международных или региональных) позволяет повысить надежность канала связи АИС и увеличить его пропускную способность. Передатчик каждой станции АИС излучает поочередно на обеих частотах, а два приемника параллельно принимают и суммируют сообщения других станций на обеих частотах. Таким образом, обеспечивается возможность передачи за 1 минуту 4500 наиболее коротких сообщений, занимающих 1 слот. Некоторые виды сообщений могут занимать несколько последовательных слотов - от 2 до 5.

Скорость передачи цифровой информации в канале АИС выбрана 9600 бит/с, что обусловлено использованием как широкополосных международных каналов (с разносом частот между каналами 25 кГц), так и узкополосных каналов, выделяемых на региональной основе (с разносом частот 12,5 кГц). В принципе, если бы в АИС использовались только широкополосные каналы с разносом частот 25 кГц, скорость передачи информации и потенциальная пропускная способность системы могла быть вдвое выше. Тем не менее, выбранная скорость передачи заметно выше, чем при передаче информации по протоколу ЦИВ (1200 бит/с), и достаточна для обмена информацией, рассмотренной в п. 2.1

При скорости передачи 9600 бит/с в каждом слоте длительностью 26,67 мс теоретически можно передать 256 бит информации. Практически, пакет данных, передаваемых в слоте, имеет максимальную длину 168 бит и дополняется сигналом синхронизации, флагами начала и окончания данных, контрольной суммой битов.

Расчет реальной пропускной способности канала связи АИС выполняется с учетом особенностей данного района плавания и вероятного количества судов различного вида (стоящих на якоре, движущихся, высокоскоростных, маневрирующих и т.д.). Например, если в радиусе действия станции АИС находится 40 движущихся судов, передающих сообщение о местоположении размером в один слот и с интервалом 2 секунды, то в минутном кадре окажутся занятыми 1200 слотов из 4500 (для двух частотных каналов). Расчет, выполненный для районов с наибольшей интенсивностью судоходства (Дуврский и Сингапурский проливы), показал, что в теоретическом радиусе действия станции АИС, равном 40 миль, необходимо обеспечить возможность передачи 2400 - 3200 сообщений в минуту от различных судов. Тем не менее, некоторые морские администрации и специалисты выражают обеспокоенность, что пропускная способность АИС вскоре может оказаться недостаточной с учетом реальной и перспективной интенсивности судоходства, а также возможности установки АИС на СНО, прогулочных и маломерных судах.

Основополагающий принцип универсальной АИС состоит в том, что любая станция, включившись в работу или оказавшись в радиусе действия других работающих станций, должна найти для себя свободные слоты (не занятые другими станциями) и использовать их для их для своей передачи. Методом, позволяющим множеству станций АИС находить свободные слоты для передачи и избежать блокирования системы при перегрузках, является специальный метод доступа к каналу ОВЧ связи - TDMA (Time Division Multiple Access), в русскоязычной терминологии - множественный доступ с временным разделением (МДВР).

В АИС используется несколько разновидностей (протоколов или алгоритмов) TDMA:

RATDMA (Random - случайный) - используется для выбора первого слота после включения станции в работу, а также при начале передачи нерегулярных сообщений, например, связанных с безопасностью мореплавания;

TDMA (Incremental - инкрементный) - используется для резервирования слотов в первом минутном кадре, например, после включения станции в работу, а также, когда судно должно увеличить частоту передачи при изменении курса;

SOTDMA (Self-Organized - самоорганизующийся) - используется как продолжение ITDMA для резервирования слотов для передачи в последующих 3-7 минутных кадрах;

FATDMA (Fixed - фиксированный) - используется базовыми станциями в целях обеспечения их работы с установленным периодом повторения и в фиксированных объявленных слотах, которые не могут занимать мобильные станции.

Станции АИС после включения в работу до начала передачи в течение минутного кадра принимают и анализируют сообщения в канале АИС для определения свободных слотов и выбора потенциальных слотов для своей передачи в следующем минутном кадре. Первый слот в начале передачи выбирается с использованием протокола RATDMA. Последующие слоты в данном минутном кадре выбираются посредством протокола ITDMA, о выбранных слотах объявляется в первом переданном станцией сообщении. Если судно не меняет свой режим движения и продолжает передавать регулярные сообщения с неизменным периодом повторения, то далее используется протокол SOTDMA, обеспечивающий резервирование слотов в предстоящих 3-7 кадрах. Если же период повторения сообщений должен измениться, например, когда судно меняет курс, то станция кратковременно переход ит на протокол ITDMA, а затем возвращается к SOTDMA с новым периодом повторения. Если судну необходимо передать нерегулярное сообщение, то станция использует протокола RATDMA для выбора первого слота под это сообщение. Последующие слоты для передачи этого сообщения выбираются посредством протокола ITDMA. Выбранный ранее порядок передачи регулярных сообщений, например, позиционных, при этом не нарушается.

Например, судно должно регулярно передавать позиционное сообщение, содержащее динамическую информацию, с периодом повторения 6 секунд. Частота передачи сообщения RR для данного примера равна 10, то есть, сообщение должно повторяться 10 раз в течение минутного кадра, состоящего из 2250 слотов. Номинальное приращение N1, равное 225, означает, что данное сообщение должно повторяться, в среднем, каждые 225 слотов. Слот для передачи сообщения должен случайным образом выбираться из 45 слотов, лежащих в интервале выбора SI, но не занятых другими станциями. Таким образом, фактический интервал передачи сообщений каждой судовой станции АИС изменяется случайным образом вокруг среднего значения, определяемого параметрами движения судов и установленного стандартами.

Алгоритмы TDMA также обеспечивают устойчивость канала АИС к перегрузкам, когда почти все слоты в минутном кадре заняты, и некоторая станция А не может выбрать свободный слот для передачи своего сообщения в интервале выбора. В этом случае, станция А выбирает для передачи слот, в котором уже ведет передачу наиболее удаленная от нее станция В. Тем самым, для других станций, находящихся вблизи станции А, передача станции В будет подавлена в данном слоте сигналом станции А. Однако, станция А может подавить сигнал станции В только один раз за минутный кадр. Для передачи следующего сообщения в данном кадре станция А должна выбрать слот, где ведет передачу другая удаленная станция С. Аналогично ведут себя и другие танции, окружающие станцию А.

В результате, при перегрузке канала связи АИС на 400-500% (когда для нормальной работы всех станций потребовалось бы в 4-5 раз увеличить число слотов в кадре) реальная дальность приема каждой судовой станцией сообщений от других станций уменьшается до 8-10 миль, то есть до дальности уверенного радиолокационного сопровождения судов-целей средних размеров. Следовательно, в районах с высокой интенсивностью судоходства реальная дальность действия АИС всегда меньше, чем дальность обычной радиосвязи на ОВЧ, определяемая высотами установки антенн.

Специфические особенности канала связи АИС накладывают существенные ограничения на технические характеристики передающих и приемных устройств. Мощность передатчика АИС стандартизована на уровне 12,5 Вт (в режиме полной мощности) и 2 Вт (в режиме пониженной мощности). Предусмотрено ступенчатое переключение мощности передатчика (пониженная/полная) по сигналу базовой станции. Пониженная мощность может использоваться, например, на акватории порта, чтобы уменьшить перегрузку канала связи на подходных фарватерах. Ввиду необходимости работы в коротких временных интервалах (слота) длительностью 26,67 мс, время нарастания излучаемой мощности до уровня 80% от максимальной, а также спада мощности не должно превышать 1 мс.

 

Судовая аппаратура

 

Мобильные станции АИС в зависимости от назначения и места установки подразделяется на следующие виды:

судовые станции класса А;

судовые станции класса В;

портативные (носимые) станции, используемые лоцманами на борту судна;

станции, устанавливаемые на средствах навигационного оборудования (СНО).

станции, устанавливаемые на воздушных судах, участвующих в поисково- спасательных операциях.

Судовые станции класса А полностью соответствуют международным требованиям и стандартам и устанавливаются на судах согласно требований Главы 5 Конвенции SOLAS.

В состав судовой станции (транспондера) АИС класса А входят:

два приемника каналов AIS-1 и AIS-2, обеспечивающие переключение на региональные каналы (частоты);

передатчик, переключаемый на каналы AIS-1 и AIS-2 и на региональные каналы;

приемник с цифровым избирательным вызовом (канал 70);

антенный переключатель (АП);

антенна ОВЧ (УКВ);

антенна ГНСС (ДГНСС);

встроенный приемник ГНСС (ДГНСС);

декодеры (декодирующие устройства) сигналов ЦИВ и TDMA;

кодеры (кодирующие устройства) сигналов ЦИВ и TDMA;

микропроцессорный контроллер, управляющий работой аппаратуры;

минимальный дисплей и клавиатура;

встроенное устройство интегрального контроля работоспособности (ВИТ - Built-in Integrity Test);

блок питания.

Для сопряжения оборудования АИС с судовыми навигационными приборами (датчиками и дисплеями) предусмотрены следующие порты:

порт 1 - для подключения к судовому (внешнему) навигационному приемнику ГНСС или ДГНСС (или наземных радионавигационных систем);

порт 2 - для подключения к гирокомпасу;

порт 3 - для подключения к датчику угловой скорости;

порты 4 и 6 - для подключения к судовому навигационному дисплею (РЛС/САРП, ЭКС или интегрированная навигационная система);

порт 5 - для подключения вспомогательного оборудования или портативного лоцманского прибора;

порт 8 - для подключения к терминалу Инмарсат - С;

порт 9 - для ввода поправок ДГНСС во внутренний приемник от внешнего источника, а также для вывода поправок ДГНСС, принятых по каналу связи АИС, на внешний навигационный приемник;

порт 10 - для подключения к системе тревожной сигнализации на мостике.

Порты 6 и 9 являются необязательными и могут отсутствовать в отдельных видах судовой аппаратуры. Порты 1-8 должны соответствовать требованиям Стандарта МЭКЛЕС 61162 к интерфейсам обмена информацией.

Минимальный (текстовый) дисплей и клавиатура обеспечивают возможность ввода в аппаратуру АИС статической и рейсовой информации, а также ввода и отображения текстовых сообщений, связанных с безопасностью мореплавания. Конструктивно минимальный дисплей и клавиатура объединяются с основным прибором АИС, либо выполняются в виде отдельного малогабаритного прибора. Минимальный дисплей должен отображать данные не менее, чем по трем судам, включая пеленг, дальность и название судна-цели. Другие данные о судне могут быть отображены с помощью горизонтальной «прокрутки» текста. При этом данные о пеленге и дальности сохраняются на экране. Путем вертикальной «прокрутки» можно отобразить данные о других судах-целях. При сопряжении аппаратуры АИС с судовым навигационным дисплеем все функции ввода и отображения информации реализуются на сопрягаемом дисплее.

Устройство контроля работоспособности обеспечивает обнаружение ошибок в передаваемой информации и в принимаемых данных. Если данные какого-либо датчика (например, гирокомпаса) не поступают в аппаратуру АИС, то выдается сигнал «нет данных». При неисправности оборудования АИС выдается тревожный сигнал и прекращается передача данных.

Встроенный приемник ГНСС или ДГНСС обеспечивает временную синхронизацию аппаратуры АИС и является резервным источником информации о местоположении судна. Основным источником информации о местоположении судна в АИС является внешний судовой приемник ГНСС или ДГНСС, используемый в навигационных целях и сопрягаемый с АИС. Дифференциальные поправки, передаваемые береговыми опорными станциями ДГНСС в радиомаячном диапазоне, могут транслироваться от внешнего приемника ДГНСС во внутренний приемник ГНСС. Дифференциальные поправки могут также передаваться по каналу связи АИС, приниматься судовой аппаратурой АИС и транслироваться во внутренний и внешний приемники ГНСС.

 

Таблица 1.3

Приоритет	Источник информации о местоположении судна	Признак точности	Примечание
1	Внешний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы	1
2	Внутренний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы	1	Используются поправки, передаваемые базовой станцией АИС.
3	Внутренний приемник ГНСС в дифференциальном режиме работы	1	Используются поправки, передаваемые радиомаяком ДГНСС.
4	Внешний приемник ГНСС в стандартном режиме работы или внешний приемник наземных РНС	0
5	Внутренний приемник ГНСС в стандартном режиме работы	0
6	Не используются автоматические средства определения (нет информации, ручной ввод, счисление)	0	Передается флаг нарушения целостности

 

Из таблицы 2.3 следует, что станция АИС должна отдавать предпочтение приемникам ГНСС, работающим в дифференциальном режиме. В этих случаях станция АИС включает в сообщение о местоположении признак высокой точности. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают в дифференциальном режиме, предпочтение отдается внешнему приемнику. При использовании внутреннего приемника ГНСС, работающего в дифференциальном режиме, предпочтение отдается использованию поправок, полученных от базовой станции АИС. Если и внутренний и внешний приемники ГНСС работают в обычном режиме, предпочтение отдается внешнему приемнику. Возможность использования совместно с АИС внешнего приемника наземной радионавигационной системы (РНС), например, Лоран-С, не представляет практического интереса. Хотя такой вариант оборудования судов допускается Главой 5 Конвенции SOLAS и конструкцией оборудования АИС.

Если состояние источников информации о местоположении (доступность, работоспособность) изменяется, АИС должна автоматически переключаться на источник, имеющий более высокий приоритет. При смене источников должно быть немедленно передано сообщение, содержащее статическую и рейсовую информацию, и выдана соответствующая информация на судовой дисплей АИС. Данные о путевом угле и скорости (относительно грунта) должны получаться от используемого источника информации о местоположении.

Среди судовых станций класса А выделяется аппаратура ограниченного класса А, устанавливаемая по решению национальных или местных морских Администраций на судах, где установка АИС прямо не предусмотрена в требованиях Главы 5 SOLAS: рыболовные суда, суда вместимостью менее 300, оперирующие во внутренних морских водах, лоцманские, буксирные и другие. Для станций АИС ограниченного класса А допускаются некоторые отступления от международных требований и стандартов в отношении сопрягаемых судовых приборов, использования режимов ЦИВ, управления частотными каналами и дальней связи.

 

Береговой сегмент

 

Полная реализация всех функциональных возможностей АИС возможна только при развертывании в районах интенсивного судоходства берегового сегмента АИС, в состав которого входят:

цепь береговых станций АИС, включающая базовые станции, симплексные и дуплексные репитеры;

сеть передачи данных АИС (AIS Network), связывающая базовые станции и береговые службы;

оборудование, установленное в береговых службах в целях отображения информации АИС, а также формирования сообщений, передаваемых через базовые станции и канал связи АИС.

В отдельных регионах береговой сегмент АИС может выполнять различные функции - от пассивного режима работы (только получение информации от судов) до выполнения в полном объеме всех следующих функций:

получение береговыми службами информации о судах, их местоположении и движении;

двусторонний обмен береговых служб с судами навигационной и иной информацией, связанной с безопасностью мореплавания;

передача на суда поправок ДГНСС по каналу связи АИС; передача на суда информации о местоположении и движении судов, не оборудованных АИС и сопровождаемых PJIC в составе СУДС;

контроль за местоположением и состоянием плавучих средств навигационного оборудования (СНО);

управление режимами работы мобильных судовых станций (назначение региональных частотных каналов АИС, интервала передачи сообщений и слотов для их передачи);

обеспечение резервной временной синхронизация судовых станций.

Цепь береговых станций проектируется таким образом, чтобы обеспечить максимальное покрытие прибрежных морских вод, акваторий портов и подходов к ним рабочими зонами. В частном случае, цепь береговых станций может состоять из одной базовой станции, устанавливаемой в небольшом порту, расположенном на малоосвоенном побережье с низкой интенсивностью судоходства. В большинстве случаев цепь береговых станций состоит из нескольких базовых станций и репитеров, перекрывающих рабочими зонами участок побережья протяженностью 60 - 300 и более миль.

Обычно, для каждой цепи береговых станций АИС организуется центр управления и обработки информации. При образовании непрерывных рабочих зон береговых станций АИС вдоль побережья морских государств также преобладает региональный принцип организации - подразделение станций АИС на несколько цепей с выделением для каждой из них своего центра.

Базовые станции АИС соединяются радиорелейными, проводными или волоконно-оптическими линиям связи с центром управления и обработки информации. Репитеры, входящие в цепь береговых станций, взаимодействуют с ближайшей базовой станцией по каналу связи АИС и предназначены для расширения рабочих зон АИС там, где затруднена прокладка линий связи. Симплексные репитеры принимают сообщения на частотных каналах АИС и ретранслируют их по этим же частотным каналам, резервируя для своей работы дополнительные слоты. Таким образом, применение симплексных репитеров существенно увеличивает загруженность канала связи АИС и должно быть обосновано расчетами. Дуплексные репитеры принимают сообщения на одних частотных каналах АИС и одновременно ретранслируют их по другим частотным каналам. Применение дуплексных репитеров предполагает выделение дополнительных региональных частот АИС на национальной или региональной основе. Конфигурация цепи береговых станций АИС (количество, расположение и тип станций, высоты установки и диаграммы направленности антенн, рабочие зоны) определяется географическим особенностями района и местными характеристиками судоходства (типы судов, интенсивность и пути движения).

Радиус действия береговых станций (в режиме «судно-берег») при высоте установки антенн от 100 до 250 м составляет 30-45 миль и значительно превышает радиус действия судовых станций (в режиме «судно-судно»). Следовательно, в радиусе действия береговой станции могут оказаться суда (или группы судов), которые не имеют «радиоконтакта» друг с другом и выбирают для передачи своих сообщений те же самые слоты. Кроме того, в районах интенсивного судоходства при перегрузке канала связи АИС (см. п. 3.2) судовые станции часть своих сообщений передают в слотах, где также передают сообщения наиболее удаленные судовые станции. В этом случае береговая станция будет принимать наложенные друг на друга сообщения и часть информации от судов будет потеряна. Чем больше радиус действия базовой станции и выше интенсивность судоходства, тем больше вероятность такой ситуации.