挪威新型衛星AIS系統顯著增強艦船跟蹤能力

作者：蔣羅婷（中國電科10所）

2018年1月12日，據歐洲航空航天局（ESA）網站報道，在ESA「通信系統預先研究」（ARTES）子項目「衛星自動識別系統」（SAT-AIS）資助下，挪威Kongsberg Seatex公司研製的新型自動識別系統（NAIS）艦船跟蹤能力顯著提高。NAIS接收機搭載於兩顆挪威微小衛星NorSat-1和NorSat-2在2017年7月14日發射升空，目前為止跟蹤的艦船數量增長了70%，接收到的艦船位置的數量增長了3倍。

ESA的SAT-AIS計劃旨在實現岸海區域以外、更大範圍的海上船舶監視與跟蹤，其主要任務包括：海上安全、執法、搜救（SAR）、海上監視、敏感海域船舶活動監控、船舶交通管理等。完整的SAT-AIS架構包括海上船舶AIS部分、岸基AIS設施、天基AIS星座、IT系統架構等。

在SAT-AIS計劃資助下，挪威Kongsberg Seatex公司研製了一種新型星載AIS接收機，該接收機使用了最新的商用現貨零件以及更加複雜的軟硬體處理器，信號探測能力得到顯著提升。去年7月發射的NorSat-1和NorSat-2微小衛星上搭載了這種新型接收機，這兩顆衛星屬於挪威航天中心，由挪威Statsat衛星公司負責運營，運行在600 km的低地球軌道上。

挪威Kongsberg Seatex公司研製的新型AIS載荷

挪威有著漫長海岸線，為了更好地完成領海海域監測、尤其是對北冰洋海域的監測任務，挪威國防研究院（FFI）實施了基於微小衛星的AISSat計劃。AISSat為立方體衛星，邊長僅20厘米，重量僅6千克，但功能十分強大，可接收船舶AIS信號，監視挪威海上艦船目標，掌握北極的航運活動情況；同時在搜索救援行動以及其他事件中能提供更好的海域全景，也是打擊非法捕魚的利器。

瑞典 AISSat-1的艦船監視圖像

與AISSat衛星相比，NorSat衛星搭載的自動識別系統性能更佳。如下圖所示，左邊是AISSat-1和-2在北海每天探測到的艦船，右邊是NorSat-1和-2在北海每天探測到的艦船。Statsat公司首席執行官 Ivar Spydevold說：「至今為止，我們已經使用新型AIS接收機四個月了，結果非常令人滿意。我們從NorSat-1和-2接收到的消息數量已經達到了每天250萬條，而曾經AISSat-1和AISSat-2接收的消息數量只能達到每天90萬條，這幾乎是曾經的3倍之多。」

右圖色標表明每艘艦船在24小時觀測時間內被探測了多少次（紅色-＞黃色：更少探測，綠色-＞藍色：更多探測）

利用衛星來進行艦船跟蹤，覆蓋範圍將得到大幅增加（74 km（海平面）~2500 km（低地球軌道）），這意味著在任何時間都能觀測到更多的艦船。在海事交通繁忙的區域，艦船發送的AIS消息數量過多可能會干擾衛星的AIS接收機。解決方案是使用一種新型AIS消息（稱為27型），該消息在接收方面更加魯棒，能抵抗其他消息的干擾。Ivar Spydevold提到：「消息27型使我們的衛星在全球範圍內能識別比從前多20%的艦船，在一些關鍵區域，例如北海或者地中海，大多消息型都因為消息重疊而丟失，而消息27型使我們識別的艦船數量顯著增加。」

挪威航天中心衛星項目的項目經理Jon Harr提到：「每天能探測比曾經多60%~70%的艦船是一項壯舉，這完全得益於我們載荷的服務。」

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