专利名称：带北斗功能的ais船载设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称AIS)设备，尤其是涉及一种带北斗功能的AIS船载设备及北斗功能启停方法。
背景技术：
北斗卫星导航系统〔BeiDou(COMPASS)NavigationSatellite System〕是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯GL0NASS和欧盟的GALILEO并列为全球四大GNSS系统。2003年建成的北斗区域导航试验系统，又称北斗一号 系统，可在中国及周边地区提供有源定位、授时和短消息通信服务(简称北斗功能)；该系统能容纳的用户数是有限的。2012年建设覆盖亚太区域的区域导航定位系统，可向亚太区域提供无源定位、授时和短消息通信服务；到2020年建成覆盖全球的全球定位系统。无源定位用户数可无限，短消息通信服务用户数仍然是有限的。船舶自动识别系统(AIS)是工作在VHF海上移动频段的船舶和基站广播系统，是促进航行安全，提高航运交通管理效率的先进工具。AIS是一种VHF无线电收发信机，它能将诸如船舶识别信息(例如MMSI)、船位经纬度、航向、航速等船舶信息(简称AIS信息)同其它船舶和基站的AIS互相收发。AIS可使船舶和基站在显示器上“看到”船舶的运行状况，从而提高船舶的水上交通情景意识。但是，AIS设备的发送和接收信息的距离是有限的，大约30 50海里，超出了基站接收范围或在未建立基站的区域航行的船舶就无法监视。文献《基于“北斗”的船舶实时监控系统》(《航海技术》2011年第4期)提出“船舶只要装备有北斗卫星船载终端、船载AIS系统、Inmarsat船站等设备”，“当船舶行驶在AIS信号接收基站覆盖范围内时，就可以通过接收船载AIS设备播发的信息监控船舶；而当船舶驶出AIS接收基站覆盖范围后，可以利用船载北斗终端回报的船舶位置信息进行监控。”这里，“船载北斗终端回报的船舶位置信息”是一直有“回报”还是根据一些具体可操作的条件才“回报”，该文献没有说明。但是可以明确的是，该文献介绍的北斗卫星船载终端和船载AIS系统是分别独立的设备，互相之间没有联系，没有监测判别的措施，船载北斗终端也没有运行/关停的装置。由于北斗一号系统面向各行各业应用，而它能容纳的用户数和信道容量是有限的，如果一直同时运行过多用户会影响其反应速度，因此要在大量船舶上推广上述文献提出的方案还有很多具体技术问题需要解决。
发明内容本实用新型的目的是提供一种当船舶在超出了 AIS基站接收范围或在未建立AIS基站的区域航行时，使船舶监控中心得知船舶AIS信息的设备。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种带北斗功能的AIS船载设备，包括卫星无源定位装置，其特征在于还包括北斗卫星用户模块及其天线和AIS功能模块及其天线，北斗卫星用户模块及AIS功能模块分别与信息处理模块相连，信息处理模块还连接卫星无源定位装置，其中，信息处理模块包括北斗功能启停模块，该北斗功能启停模块能够关停或运行北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能。优选地，所述北斗功能启停模块包括AIS功能模块故障监测模块、卫星无源定位装置故障监测模块 、接收区域越界监测模块、北斗短消息监测模块、北斗启停开关信号监测模块、AIS功能模块接收指令监测模块、AIS功能模块基站接收监测模块及北斗转发指令监测模块中的至少一个模块及执行结果监测模块AIS功能模块故障监测模块，监测所述AIS功能模块，若有故障，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能；卫星无源定位装置故障监测模块，监测所述卫星无源定位装置，若有故障，则运行所述北斗卫星用户模块的有源定位功能；接收区域越界监测模块，监测所述信息处理模块得到的卫星定位信息，若根据卫星定位信息得到的位置经纬度在AIS基站接收区域外，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能；北斗短消息监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息，若有运行或关停北斗功能的短消息，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含Ais信息的短消息通信或有源定位功能；北斗启停开关信号监测模块，监测所述信息处理模块是否给出北斗启停开关信号，若有运行或关停北斗功能的开关信号，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能；AIS功能模块接收指令监测模块，监测所述AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停北斗功能的指令，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能；AIS功能模块基站接收监测模块，监测所述AIS功能模块接收的信息，若收不到AIS基站信息并超过预设时间长度，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能；北斗转发指令监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息和所述AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停通过北斗转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息通信；执行结果监测模块，检查所述北斗功能启停模块中所有其他监测模块的执行结果，若所监测的条件未满足，则分别关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能。优选地，所述北斗功能启停模块还包括遇险呼救监测模块，若监测到信息处理模块给出遇险呼救启动信息，则运行所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的遇险呼救的短消息通"[目。优选地，所述信息处理模块还包括AIS转发指令监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息或AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停通过AIS转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停所述AIS功能模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息报文。本实用新型对比现有技术有如下有益效果本实用新型提供一种带北斗功能的AIS船载设备，当AIS基站不能收到船载设备AIS发送的信息时，该船载设备才通过运行北斗卫星用户模块的有源定位、收发包括含AIS信息的短消息通信功能，解决失去监视的问题，也减少对北斗信道资源不必要的占用。并且，当卫星无源定位装置、AIS功能模块发生故障时，该船载设备也能运行北斗卫星用户模块的有源定位、收发包括含AIS信息的短消息通信功能，为普通AIS船载设备提供备份，整体提高AIS船载设备的可靠性。该船载设备还具有按监控中心指令转发周边船舶AIS信息的功能。
图I示出了本实用新型的带北斗功能的AIS船载设备实施例的组成示意图； 图2示出了本实用新型的带北斗功能的AIS船载设备实施例的信息处理模块组成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。以下实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本实用新型的，但并非用以限定本实用新型，任何不脱离本实用新型的精神和范围所作的修改，仍包括在本实用新型的专利保护范围内。本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为准。如图I所示，为本实用新型提供的一种带北斗功能的AIS船载设备的实施例的组成示意图。卫星无源定位装置即采用无源定位的卫星导航定位系统(GNSS)用户设备，包括美国GPS、俄罗斯GL0NASS、欧盟的GALILEO、北斗无源定位装置都可以。该装置可以装入本实用新型的带北斗功能的AIS船载设备，也可以通过其他设备将本船位置信息等卫星导航信息连接输入于本实用新型的带北斗功能的AIS船载设备。卫星无源定位装置的含本船定位的信息送入信息处理模块后按现行规范形成报文，包括船舶识别信息(例如丽SI)、船位经纬度、航向、航速等船舶信息(简称AIS信息)，送入AIS功能模块，以AIS规范的周期向基站和其他船舶广播发送，达到监视(“看到”)本船的目的。AIS功能模块还可以接收其他船舶发送的或基站发送的AIS信息，为船舶运行提供支持。当然，送入信息处理模块的含本船定位的卫星导航信息也通过北斗功能启停模块形成含AIS信息的短消息，再送入北斗卫星用户模块以较慢的周期(因北斗系统限制)点对点地向船舶监控中心发送，达到监视的目的。北斗卫星用户模块也接收船舶监控中心或其他船舶发送的含AIS信息的短消息，为船舶运行提供支持。并且，在运行北斗短消息通信的同时运行或者只运行北斗卫星用户模块的有源定位功能，也能使北斗卫星地面中心站得知用户船舶的位置，把北斗卫星地面中心站连接到船舶监控中心并向其传送用户船舶位置信息，也能达到监视的目的。因此在北斗卫星覆盖区域，可以解决船舶超出AIS基站接收范围或在未建立AIS基站的区域航行时失去AIS监视的问题。但是，考虑到北斗系统信道容量有限，能同时容纳的短消息通信、有源定位业务有限，并且有源定位和短消息发送因系统限制周期较慢以及不是广播发送，因此，AIS信息优选通过AIS功能模块保持发送，北斗卫星用户模块的接收功能也保持运行，但不运行北斗短消息发送和有源定位功能。那么，在什么条件下运行或关停北斗短消息发送或有源定位功能呢？这通过北斗功能启停模块来完成，例如根据AIS基站能否收到AIS功能模块的信息，关停或运行北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，两者可以同时运行也可以只运行一个。如图2所示，为本实用新型的信息处理模块组成示意图，所包括的模块实现方法之一是编写计算机程序实现。图中涉及的监测模块根据具体使用需要可以删减。该北斗功能启停模块包括的部分功能模块和工作叙述如下。AIS功能模块故障监测模块31 :监测所述船载设备的AIS功能模块，若有故障，则运行北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，两者可以同时运行也可以只运行一个，达到船舶监视的目的。卫星无源定位装置故障监测模块32 :监测所述船载设备的卫星无源定位装置，若有故障，则运行北斗卫星用户模块的有源定位功能，获得卫星定位信息。接收区域越界监测模块33 :监测所述船载设备的信息处理模块得到的卫星定位信息，若位置经纬度在AIS基站能可靠接收的区域之外，就判定为船舶超出AIS基站接收范围或在未建立AIS基站的区域航行，则运行北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，两者可以同时运行也可以只运行一个，达到船舶监视的目的。所述信息处理模块通过连接于其上的卫星定位装置得到卫星定位信息。北斗短消息监测模块34，监测所述船载设备的北斗卫星用户模块接收的短消息，若有运行或关停北斗功能的短消息，则运行或关停北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，北斗短消息接收等功能通常继续运行。AIS基站收不到船舶AIS信息并超过预设时间长度或者有其他需要(例如AIS基站因维修暂停工作)，船舶监控中心就会对该船舶北斗卫星用户模块发送运行北斗功能的短消息，以便通过北斗功能继续达到船舶监视的目的；AIS基站能收到船舶AIS信息，船舶监控中心就会对该船舶北斗卫星用户模块发送关停北斗功能的短消息。北斗启停开关信号监测模块35，监测所述船载设备的信息处理模块是否给出北斗启停开关信号，若有运行或关停北斗功能的开关信号，例如监测到启停北斗的开关量信号，或者操作者收听到监控中心人员的指令而拨动所述船载设备的北斗启停按钮或开关，信息处理模块就给出北斗启停开关信号，则运行或关停北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，北斗短消息接收等功能通常继续运行。AIS功能模块接收指令监测模块36 :监测所述船载设备的AIS功能模块接收到的信息，若有运行或关停北斗功能的指令，则运行或关停北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，北斗短消息接收等功能通常继续运行。AIS基站收不到船舶AIS信息并超过预设时间长度或者有其他需要(例如AIS基站因维修暂停工作)，船舶监控中心通过最后收到该船舶信息的AIS基站对该船舶AIS船载设备发送运行北斗功能的指令，以便通过北斗功能继续达到船舶监视的目的；AIS基站能收到船舶AIS信息，船舶监控中心通过该AIS基站对该船载设备发送关停北斗功能的指令。AIS功能模块基站接收监测模块37 :监测所述船载设备的AIS功能模块接收的信息，若收不到AIS基站信息并超过预设时间长度，则运行北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，两者可以同时运行也可以只运行一个，达到船舶监视的目的。AIS基站为船舶广播相关交通信息，以及天气、风、浪、水域限制等航行信息，船舶若收不到基站信息并超过预设时间长度，就判定为船舶可能超出AIS基站接收范围或在未建立AIS基站的区域航行，则运行北斗功能达到自动相关监视的目的。[0032]北斗转发指令监测模块38，监测所述船载设备的北斗卫星用户模块接收的短消息和AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停通过北斗转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停北斗卫星用户模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息通信。当船舶监控中心通过北斗或AIS基站发出运行北斗转发指令，该船就把通过AIS功能模块接收到的周边船舶AIS信息，通过北斗卫星用户模块的短消息通信发送出去。这相当于使该船成为移动的区域船舶AIS信息转发中心，使船舶监控中心能将船舶监控范围按需要随船舶移动扩展。不需要时，船舶监控中心发出关停北斗转发指令，该船就关停北斗卫星用户模块的发送含周边船舶AIS彳目息的短消息通/[目。执行结果监测模块40 :检查北斗功能启停模块中所有其他监测模块的执行结果， 若所监测的条件未满足，即若卫星无源定位装置无故障，则关停北斗卫星用户模块的有源定位功能；若其他监测的条件全部未满足，则关停北斗卫星用户模块正在运行的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能，北斗短消息接收等功能通常继续运行。本实施例的北斗功能启停模块还包括遇险呼救监测模块39，请参见图2，若监测到信息处理模块给出遇险呼救启动信息，例如操作者打开呼救按钮盖并较长时间按下所述船载设备的遇险呼救按钮，信息处理模块就给出遇险呼救启动信息，则运行北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的遇险呼救的短消息通信。含AIS信息的遇险呼救短消息包含遇险标志、船舶识别信息(例如丽SI)、船位经纬度、航向、航速等船舶信息，向船舶监控中心呼救。本实施例的信息处理模块还包括AIS转发指令监测模块51，请参见图2，监测所述船载设备的北斗卫星用户模块接收的短消息或AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停通过AIS转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停AIS功能模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息报文。当船舶监控中心通过北斗或AIS基站发出运行AIS转发指令，该船就把通过AIS功能模块接收到的周边船舶AIS信息，通过AIS功能模块的短消息报文发送出去。这相当于使该船成为移动的区域船舶AIS信息转发中心，使船舶监控中心能将船舶监控范围按需要随船舶移动扩展。不需要时，船舶监控中心发出关停AIS转发指令，该船就关停AIS功能模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息报文。
权利要求1.一种带北斗功能的AIS船载设备，包括卫星无源定位装置，其特征在于还包括北斗卫星用户模块及其天线和AIS功能模块及其天线，北斗卫星用户模块及AIS功能模块分别与信息处理模块相连，信息处理模块还连接卫星无源定位装置，其中，信息处理模块包括北斗功能启停模块，该北斗功能启停模块能够关停或运行北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能。
2.如权利要求I所述的一种带北斗功能的AIS船载设备，其特征在于所述北斗功能启停模块包括AIS功能模块故障监测模块、卫星无源定位装置故障监测模块、接收区域越界监测模块、北斗短消息监测模块、北斗启停开关信号监测模块、AIS功能模块接收指令监测模块、AIS功能模块基站接收监测模块及北斗转发指令监测模块中的至少一个模块及执行结果监测模块 AIS功能模块故障监测模块，监测所述AIS功能模块，若有故障，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； 卫星无源定位装置故障监测模块，监测所述卫星无源定位装置，若有故障，则运行所述北斗卫星用户模块的有源定位功能； 接收区域越界监测模块，监测所述信息处理模块得到的卫星定位信息，若根据卫星定位信息得到的位置经纬度在AIS基站接收区域外，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； 北斗短消息监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息，若有运行或关停北斗功能的短消息，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； 北斗启停开关信号监测模块，监测所述信息处理模块是否给出北斗启停开关信号，若有运行或关停北斗功能的开关信号，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； AIS功能模块接收指令监测模块，监测所述AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停北斗功能的指令，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； AIS功能模块基站接收监测模块，监测所述AIS功能模块接收的信息，若收不到AIS基站信息并超过预设时间长度，则运行所述北斗卫星用户模块的收发包括含AIS信息的短消息通信或有源定位功能； 北斗转发指令监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息和所述AIS功能模块接收的信息，若有运行或关停通过北斗转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停所述北斗卫星用户模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息通信； 执行结果监测模块，检查所述北斗功能启停模块中所有其他监测模块的执行结果，若所监测的条件未满足，则分别关停所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能。
3.如权利要求I所述的一种带北斗功能的AIS船载设备，其特征在于所述北斗功能启停模块还包括遇险呼救监测模块，若监测到信息处理模块给出遇险呼救启动信息，则运行所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的遇险呼救的短消息通信。
4.如权利要求I所述的带北斗功能的AIS船载设备，其特征在于所述信息处理模块还包括AIS转发指令监测模块，监测所述北斗卫星用户模块接收的短消息或AIS功能模块接收的信息，若有运 行或关停通过AIS转发周边船舶AIS信息的指令，则运行或关停所述AIS功能模块的发送含周边船舶AIS信息的短消息报文。
专利摘要本实用新型提供一种带北斗功能的AIS船载设备，包括卫星无源定位装置，还包括北斗卫星用户模块及其天线和AIS功能模块及其天线，分别连接于信息处理模块；其中，所述信息处理模块包括北斗功能启停模块，能够关停或运行所述北斗卫星用户模块的发送含AIS信息的短消息通信或有源定位功能。本实用新型的有益效果是当船舶在超出了AIS基站接收范围航行时，或当卫星无源定位装置、AIS功能模块发生故障时，该船载设备通过运行北斗卫星导航的有源定位、收发包括含AIS信息的短消息通信功能达到纳入监视的目的，也减少对北斗信道资源不必要的占用。该船载设备还具有按监控中心指令转发周边船舶AIS信息的功能。
文档编号G01S19/42GK202533585SQ20122013077
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者夏华龙, 孙强, 陈涤非 申请人:上海埃威航空电子有限公司