[發明專利]一種寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統

在審

• 申請號: 202010786947.5
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111934749A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王瀚霆;徐侃;陳占勝;成飛;范凱;游月輝;范迎春;宋玉亭;桑峰
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，包括：

寬窄波束協同模塊：多副VHF頻段天線組成天線陣，多波束形成網絡使天線陣形成多個寬、窄波束對AIS信號進行接收；

多通道并行處理模塊：采用多通道AIS接收機，每個通道處理單個波束接收到的AIS信號，完成信號的濾波、放大、采樣以及報文的解調和船舶重要信息提取，同時具備解信號時隙沖突能力；

AIS報文實時解調解析模塊：對收到的采用GMSK調制的AIS信號進行解調，得到原始報文，對其中包含重要信息的報文進行解析形成精簡的船舶信息，同時提取報文中的秒信息與星上時間廣播同步可得到船舶發送AIS報文的精確時間。

2.根據權利要求1所述的寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，所述寬窄波束協同模塊：

4副八木天線組成天線陣，多波束形成網絡使天線陣形成1個寬波束和4個窄波束，寬波束指向星下點，通過bulter矩陣網絡形成4個指向不同的窄波束，分別指向偏離星下點方向一定角度的4個位置，寬波束3dB波束寬度大于60°，窄波束6dB波束寬度小于60°。

3.根據權利要求1所述的寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，所述寬窄波束協同模塊：

寬波束視場較大，用于對遠海等船舶稀疏區域廣域接收；

窄波束視場較小，用于近海、繁忙航道等船舶密集區域，減少單波束視場內船舶數量，改善時隙沖突情況，提升系統在船舶密集區域的目標檢測率，4個窄波束指向星下點不同方向，窄波束視場間相互拼接，擴展覆蓋范圍；

寬窄波束同時進行偵收，后端通道獨立進行解調處理。

4.根據權利要求1所述的寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，所述多通道并行處理模塊：

多通道AIS接收機包括：射頻前端模塊、數字處理模塊及二次電源模塊；

二次電源模塊將衛星平臺母線轉換為多種電壓輸出；

射頻前端模塊完成信號的預選、放大、濾波；

數字處理模塊完成信號的采樣、報文解調和船舶重要信息提取；

多通道AIS接收機接收機配置5個獨立工作的通道，對5個波束的信號并行接收處理，同時具備對兩重時隙沖突的信號解調的能力。

5.根據權利要求1所述的寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，所述AIS報文實時解調解析模塊：

令AIS接收機完成對AIS信號的解調，得到AIS原始報文，對報文中的消息ID字段進行解析獲取其ID號，對消息ID為：1、2、3、5、18、19、27的消息進行解析；

根據不同消息ID對應的格式，對消息中的重要信息進行提取，生成統一格式的船舶重要信息；

所述完成對AIS信號的解調包括：通過對接收到的信號進行載波同步、符號同步、GMSK信號解調以及AIS幀解析校驗；

所述重要信息包括：

船舶MMSI號、位置、航速、航向以及尺寸。

6.根據權利要求1所述的寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，其特征在于，所述AIS報文實時解調解析模塊：

獲取以48位0.1ms計數的星上時間廣播可以計算得到UTC時間的年，月，日，時，分信息，結合報文中的UTC秒信息，精確得到AIS報文的發送時間。