提升民用AIS冲突报文解析率的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法和系统，方法包括：利用至少两幅天线同时接收多个有组织区域发出的民用AIS信号，天线之间存在一定间隔；对不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号；根据多个合成信号幅度谱的增强与衰减区域，解调出不同有组织区域的信号。系统包括依次连接的天线模块、信道模块、信号及信息处理模块和显控模块。适用于重要任务平台对大区域海域舰船目标的识别和监视，信号接收后通过多路移相加权处理，每路加权值不同，实现对不同空域信号的增强和减弱；从而使完全交织冲突的报文存在在某一路加权处理通路中被解析处理。路中被解析处理。路中被解析处理。

【技术实现步骤摘要】
提升民用AIS冲突报文解析率的方法和系统


[0001]本专利技术涉及船舶自动识别系统信号的接收和处理
，具体而言，涉及一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法和系统。

技术介绍

[0002]船舶自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）是一种助航系统，基于自组织时分多址技术（SOTDMA）的海上无线通信系统，系统设备自动的以自组织的方式向其他设备广播船舶的动态和其他信息，AIS是实现对海上舰船目标识别监视，用于避撞、加强海上生命安全、提高航行安全效率的有效手段。AIS设备的主要组成为VHF天线、收发信道、导航天线、信息处理单元、显示器组成，具有外部接口获取的舰船目标信息可送其他系统使用。随着重点战略点位或军事化应用平台使用需求，船舶自动识别系统接收设备（简称AIS接收设备）可用于对AIS报文信号的接收处理，实现对海域目标监视。AIS接收设备由VHF天线、接收信道、导航天线、信息处理单元、显示器组成，只接收不发射。可获取海上舰船目标的识别号、船名、呼号、船舶类型等静态信息，获取对地航向、航速、转向速等动态信息，以及船舶吃水、危险货类、航线等与航行有关信息。
[0003]AIS标准报文工作在默认的AIS1频点（信道87B，161.975MHz）和AIS2频点（信道88B，162.025MHz），AIS设备同时在并列的AIS1和AIS2上接收，工作的正样模式应为双信道接收。采用双信道交替传输可增加链路容量、在AIS1和AIS2之间平衡信道负荷，还可以减轻射频（RF）干扰的有害影响。信道接入在两个并列信道上是各自独立进行的。在通视范围内的设备可同时进行时隙监听，并预约报文播报时隙。受地球曲面影响，海上较远距离的船舶设备不同通视，无法做好监听和准确预约，存在同时播报报文的情况。因此当接收设备安装位置较高，如配装飞机平台时，拥有更大的监视、跟踪覆盖区域，同时也面临一个更大的挑战：当同时接收到来自多个不同区域的消息时，会产生时隙碰撞冲突，从而导致报文消息的丢失，降低了设备对海域舰船目标的发现概率。
[0004]随着战略高地平台和军事化应用平台对海域舰船目标监视准确度及完备性要求的不断提升，亟待提出有效技术方法提升AIS接收设备的冲突报文解析概率，提高对海域舰船目标的有效监视能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在接收不同有组织区域发来的消息时，会产生时隙碰撞冲突，无法进行解析的技术问题。
[0006]为此，本专利技术第一方面提供了一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种提升民用AIS冲突报文解析率的系统。
[0008]本专利技术提供了一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法，包括：利用至少两幅天线同时接收多个有组织区域发出的民用AIS信号，天线之间存在间隔；
对不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号；根据多个合成信号幅度谱的增强与衰减区域，解调出不同有组织区域的信号。
[0009]根据本专利技术上述技术方案的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，还可以具有以下附加技术特征：在上述技术方案中，相邻两幅天线之间的间隔不小于0.5倍的波长。
[0010]在上述技术方案中，将多幅天线布置于同一水平面。
[0011]在上述技术方案中，当多幅天线处于不同平面时，对由方位不同引发的接收信号的幅度差和相位差进行补偿。
[0012]在上述技术方案中，在天线接收到民用AIS信号后，按报文工作频点将信号分为若干路，每路信号对应一个报文工作频点；然后对不同天线在同一时刻接收到的同一报文工作频点对应的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号。
[0013]在上述技术方案中，当天线的数量为两幅时，所述合成信号表示为：在上述技术方案中，当天线的数量为两幅时，所述合成信号表示为：在上述技术方案中，当天线的数量为两幅时，所述合成信号表示为：其中，表示合成信号，t表示时隙，N表示某一时隙内天线接收到的民用AIS信号数量，为第n个民用AIS信号到达两幅天线的幅度，表示第n个民用AIS信号调制数据对应的相位信息，表示第n个民用AIS信号收发之间的频偏，表示第n个民用AIS信号到一个天线的固定相位差，表示第n个民用AIS信号到另一个天线的固定相位差，表示移相角度，表示民用AIS信号波长，表示两天线之间的距离，和分别表示第n个民用AIS信号到达两幅天线的方位角。
[0014]在上述技术方案中，所述对不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号，包括：根据天线安装位置生成若干个移相加权参数，每个移相加权参数对应一个移相角度；将不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号合成后叠加移相加权参数得到若干个合成信号。
[0015]在上述技术方案中，所述根据多个合成信号幅度谱的增强与衰减区域，解调出不同有组织区域的信号，包括：对合成信号进行解扩、码元提取后再进行报文信息解析检测，提取目标的静态和动态信息，送平台显控单元进行目标报文及点航迹显示。
[0016]本专利技术还提供了一种提升民用AIS冲突报文解析率的系统，包括：天线模块，至少包括两幅天线，两幅天线之间存在间隔，两幅天线同时接收多个有组织区域发出的民用AIS信号；信道模块，与天线模块相连，至少用于对民用AIS信号进行滤波、放大从而生成采样信号；信号及信息处理模块，与信道模块相连，用于将不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号对应的采样信号进行多次移相加权合成，得到多个合成信号；再对合成信号进行解扩、码元提取，根据多个合成信号幅度谱的增强与衰减区域，解调出不同有组织区域的信号，然后进行报文信息解析检测，提取目标的静态和动态信息；显控模块，与信号及信息处理模块相连，用于显示和控制目标报文及点航迹。
[0017]根据本专利技术上述技术方案的提升民用AIS冲突报文解析率的系统，还可以具有以下附加技术特征：在上述技术方案中，所述信道模块还用于按民用AIS信号的报文工作频点将每个天线接收的民用AIS信号功分为若干路信号，每路信号对应一个报文工作频点；所述信号及信息处理模块用于将对不同天线在同一时刻接收到的同一报文工作频点对应的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术特征，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法和系统，旨在利用双天线接收民用AIS信号，通过移相加权合成，冲突报文信号分区增强，分别处理，解决不同区域报文冲突无法解析的问题，从而提升接收设备对覆盖海域不同区域目标的报文检测和目标监视能力。
[0019]一方面相对与传统的单天线AIS设备，本方法中的AIS设备可采用双天线实现对海域AIS报文射频信号的双路接收，根据双天线的间距产生移相加权参数，可并行多路移相加权处理，实现对区域信号分别的加强或衰减，实现区域化的信号幅度增强，利于多个区域冲突报文信号的分离；另一方面通过对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，包括：利用至少两幅天线同时接收多个有组织区域发出的民用AIS信号，天线之间存在间隔；对不同天线在同一时刻接收到的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号；根据多个合成信号幅度谱的增强与衰减区域，解调出不同有组织区域的信号。2.根据权利要求1所述的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，相邻两幅天线之间的间隔不小于0.5倍的波长。3.根据权利要求1所述的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，将多幅天线布置于同一水平面。4.根据权利要求1所述的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，当多幅天线处于不同平面时，对由方位不同引发的接收信号的幅度差和相位差进行补偿。5.根据权利要求1所述的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，在天线接收到民用AIS信号后，按报文工作频点将信号分为若干路，每路信号对应一个报文工作频点；然后对不同天线在同一时刻接收到的同一报文工作频点对应的民用AIS信号进行多次移相加权合成得到多个合成信号。6.根据权利要求1所述的提升民用AIS冲突报文解析率的方法，其特征在于，当天线的数量为两幅时，所述合成信号表示为：数量为两幅时，所述合成信号表示为：数量为两幅时，所述合成信号表示为：其中，表示合成信号，t表示时隙，N表示某一时隙内天线接收到的民用AIS信号数量，为第n个民用AIS信号到达两幅天线的幅度，表示第n个民用AIS信号调制数据对应的相位信息，表示第n个民用AIS信号收发之间的频偏，表示第n个民用AIS信号到一个天线的固定相位差，表示第n个民用AIS信号到另一个天线的固定相位差，表示移相角度，表示民用AIS信号波长，表示两天线之间的距离，和分别表示第n个民用AIS信号到达两幅天线的方位角。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：康振梅，李禧强，江涛，龚玉超，王波，柳兵，王谊，闫善勇，刘玉斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：