[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

本發明提出了一種寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統，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。本發明通過寬窄波束同時接收、多通道并行處理、重要信息星上提取、報文秒信息與星時同步等手段，具有綜合提升船舶目標檢測率，提取船舶精簡信息，獲取報文精確時戳等特點。

技術領域

本發明涉及宇航飛行器技術領域。具體地，涉及一種寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統。

背景技術

自動識別系統(Automatic Identification System，簡稱AIS系統)是指一種應用于船和岸、船和船之間的海事安全與通信的新型助航系統。采用GMSK調制，以SOTDMA通信方式在海上VHF頻段自動連續發送靜態數據、航行相關信息和安全信息等，同時也自動接收周圍船舶發出的這些信息，并與海岸基站進行信息交換。SOTDMA協議規定了每一個SOTDMA通信小區都被限制在約20海里的范圍內，在同一小區內，用戶之間通信時隙不重疊，從而不會產生相互干擾。由于大范圍海域航行安全性、國防、環境保護的需要，近些年來提出了星載接收AIS信號的概念，通過星載手段接收AIS信號時，由于衛星覆蓋視場范圍很大，可覆蓋多個自組織區域，來自不同自組織區域中的船只在相同時隙發送的AIS信號在被衛星接收時，發生時隙沖突的概率很大；另外，由于衛星覆蓋區域內各船舶到衛星的距離不同，船只在不同時隙發送的AIS消息也有發生時隙沖突的可能。在發生時隙沖突的情況下，多重AIS信號完整解調難度很大，船舶檢測率降低，此問題在港口等船舶密集區域更為嚴重。為了提高星載對AIS報文接收處理的效能，提升船舶檢測率，需提出一種場景適應性強、船舶檢測率高、智能化水平高的AIS報文接收處理系統。

專利申請號為CN1089931A，發明名稱為“多天線天基AIS接收機”的專利，提出了一種采用多天線及多通道對AIS信號進行接收處理的系統，系統復雜度較低。但其天線波束覆蓋范圍固定，對不同船舶密度的區域適應性不強，同時不具備對報文重點信息提取能力，智能化程度較低。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明旨在提供一種寬窄波束協同的星載AIS報文實時接收處理系統。

根據本發明提供的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。

優選地，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°。

優選地，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；