蒲 实，程广福，余桐奎

(大连测控技术研究所，辽宁 大连 116000)

0 引 言

无论船舶是靠泊还是在航状态，由船载设备以及岸基基站共同构成的船舶自动识别系统都会每隔2～360 s（报告频率随不同的船舶行为状态而定）更新播报一次。船舶自动识别系统由VHF通信机、船载显示器、GPS定位仪以及传感器等相连接的通信控制器组成[1]，结构如图1所示。由AIS系统的结构图可知，该系统能自动交换包括船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息，在发送这些信息的同时，接收VHF通信机覆盖范围内的其他船舶发送的信息，实现了自动应答。作为一种开放式数据传输系统，还可与雷达、电子海图与信息显示系统（ECDIS）等终端设备进行连接，实现信息交互，有效减少了船-船、船-岸的碰撞事故，在很大程度上避免了因海上碰撞事故造成的人员伤亡、财产损失以及海洋环境的污染[2]。

图1 船舶自动识别系统的组成结构图Fig. 1 Composition and structure of ship automatic identification system

1 轨迹分析原理

AIS信息依靠无线电波进行数据传输且具备时空特性，传输过程中易受系统数据丢包、船员操作不当、异常数据传输等因素影响，从而造成岸基基站接收到的数据在时间上不完整。因此，船舶的轨迹分析处理问题变成了AIS数据的恢复问题。现有的AIS数据分析处理方法大多基于AIS数据特性的插值分析法，例如结合AIS信息中的航速航向或时间的拉格朗日线性插值法、最邻近插值法、三次样条插值法等方法。具体步骤是将AIS报文按照AIS技术特性ITU-R M.1371标准进行解码，经过数据的预处理得到能够使用的点，这些点包含了船舶在各个时刻上的船位（经纬度）、航速、航向等信息。……