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一文读懂:北斗三号短报文和AIS的区别

在广袤无垠的海洋上,信息的可靠传递是安全与效率的生命线。当我们谈论船与岸、船与船之间的通信时,北斗三号短报文和AIS是两

在广袤无垠的海洋上,信息的可靠传递是安全与效率的生命线。当我们谈论船与岸、船与船之间的通信时,北斗三号短报文和AIS是两个高频出现的技术。

然而,它们虽同涉海事通信,却在本质上天差地别。理解它们的区别,是读懂现代海洋信息化的一把钥匙。

一、本质定位

(一)北三短报文

1、本质定位

北三短报文是北斗三号卫星导航系统特有的核心功能,本质是通过北斗GEO(静止轨道)、IGSO(倾斜地球同步轨道)、MEO(中圆地球轨道卫星)等构成的天基网络,实现用户与地面控制中心、用户与用户之间的双向短数据传输。

它并非独立设备,而是集成于北斗终端(如北斗盒子、船载终端)中的通信模块,需搭配北斗卡完成身份认证与服务接入。

2、核心价值

其核心价值在于突破地面网络限制:无论在远洋、极地等公网盲区,还是地震、海啸等导致地面通信瘫痪的极端场景,只要终端能接收到北斗卫星信号,就能实现定位与报文传输。

3、法律定位

从法律定位上,北三短报文终端被归入“无线电导航设备”中的“电子定位设备”,同时兼具无线电通信功能。

(二)AIS

1、本质定位

AIS(Automatic Identification System)即船舶自动识别系统,由岸基、星基接收设施和船载设备共同组成,是国际海事组织(IMO)强制要求船舶配备的标准化设备。本质是基于VHF(甚高频)无线电波的“船-船”“船-岸”近程信息交互系统。

它通过集成GNSS定位模块、VHF收发机和数据处理单元,实现船舶身份、位置、航向等信息的自动广播与接收。

2、核心价值

其核心价值在于保障近程航行安全:通过实时交换周边船舶的动态数据,帮助船员规避碰撞风险,同时为海事监管部门提供沿海及内河船舶的动态监控手段。

3、法律定位

法律上,AIS被明确划入“避碰仪器”范畴,是船舶航行的法定安全设备。根据国际海事组织(IMO)规定,300总吨及以上的国际航行船舶和500总吨及以上的非国际航行船舶必须安装AIS系统。

简单比喻:北三短报文是覆盖国内各点位的“紧急传声筒+坐标信使”,而AIS是海洋上的“交警指挥系统+车辆鸣笛示位”。

二、核心功能

(一)北三短报文

1、区域短报文通信:支持求救、报平安、指令传达等自定义信息传输;

2、定位与轨迹上报;

3、数据信息采集回传。

(二)AIS

1、船舶自动识别:广播MMSI码(海上移动业务标识)、船名、呼号等身份信息;

2、动态数据交换:实时共享航向、航速、转向率等航行数据;

3、避碰预警:通过分析周边船舶数据生成碰撞风险提示。

4、海事监管:岸基AIS基站实时监控港口船舶流量,识别非法锚泊、航道入侵等行为。积累船舶航行数据,用于航线优化、港口规划。

三、系统架构

两者的工作方式截然不同,下图清晰地展示了这一核心差异:

(一)北三短报文

北三短报文工作流程(星地闭环):

1、信息上行用户A的北斗终端将短报文信息(如“船位正常,一切安好”)发送至北斗GEO/IGSO卫星。

2、星地传输卫星将信号转发至北斗地面站。

3、信息路由地面站对信息进行处理和路由,确定其目标地址(用户B或某个监控平台)。

4、信息下行地面中心通过卫星将信息下发至目标用户B的终端。整个过程构成一个安全、可控的“星-地-星”闭环。

(二)AIS

AIS工作流程(本地广播):

1、信息获取AIS终端从连接的外部设备(通常是GPS或北斗等GNSS接收机)获取本船的精确位置,同时从电罗经、计程仪等获取航向、航速。

2、VHF广播终端将这些信息打包,在特定的VHF海事频道上,像广播电台一样,自动、周期性地向四周“喊话”。

3、信息接收周围视距范围内的其他船只和岸基AIS基站,只要调到了这个“频道”,就能收到广播,并在电子海图上显示出来。这是一个“船船”或“船岸”的本地广播网络。

4、通信链路工作在VHF(甚高频)161.975MHz(AIS1频道)和162.025MHz(AIS2频道),采用视距传播(LOS),依赖岸基基站或卫星AIS(S-AIS)扩展覆盖。

船舶终端通过SOTDMA(自组织时分多址)协议自动分配时隙,广播船舶动态信息(位置、航向、航速)和静态信息(船名、IMO编号)。

关键点:AIS系统要工作,必须依赖GPS或北斗这样的卫星导航系统为其提供位置信息。没有后者,AIS不知道自己在哪里,也就无法正确广播。

四、业务能力对比

(一)AIS 设备分类

(1)根据安装使用环境角度的不同分为:固定设施和移动设备;

(2)根据系统控制能力角度的不同分为:数据传输链路可控站(全功能基站)和非控站(其它AIS设备)。

五、覆盖范围

这是决定其应用场景的关键因素。

(一)北三短报文

全球覆盖(包括海洋、荒漠、极地),在无地面网络的极端环境仍可工作。

(二)AIS

基于VHF频段,其传播是“视距传播”。受地球曲率影响,其有效范围取决于天线高度,一般仅为20-30海里。要想监控远海船只,必须依赖岸基AIS基站网络或造价高昂的卫星AIS。

六、应用场景

(一)北三短报文

北三短报文的核心应用场景集中在地面通信覆盖不到的区域,以应急保障和数据回传为核心。

1、远海作业通信

远洋渔船、科考船在中远海作业时,通过北三短报文向岸上管理部门报告船位、渔获、设备状态,同时接收天气预警、渔业政策等信息,解决“远海失联”问题。

2、应急救援保障

船舶遭遇碰撞、搁浅等险情时,通过北三短报文发送包含精准定位的求救信号,即便在AIS信号覆盖不到的远海,也能确保救援中心快速获取险情信息。

3、偏远数据监测

海上浮标、石油钻井平台等设施通过北三短报文将海洋环境数据(水温、盐度、浪高)、设备运行参数实时回传至监测中心,无需铺设海底通信电缆。

除了海上场景以外,北三短报文产品还可以应用在森林消防、电力巡检、户外探险、野外作业、水文水利、资源勘探、畜牧业定位追踪等领域。

(二)AIS

AIS的应用场景集中在船舶密集的沿海、内河及港口区域,以航行安全和动态监管为核心。

港口调度

通过AIS获取到港船舶的实时位置与ETA(预计到达时间),优化泊位分配与装卸作业计划,避免船舶拥堵,提升港口周转效率。

2、船舶避碰

在狭水道、港口锚地等区域,船员通过AIS终端实时查看周边船舶的航向、航速,提前预判碰撞风险,尤其在雾天、夜间等能见度差的场景中,是保障航行安全的核心工具。

3、海事监管

海事部门通过岸基AIS基站组成监控网络,实现对沿海及内河船舶的动态追踪,打击非法采砂、违规航行等行为,提升通航管理效率。

七、协同应用

在实际海事场景中,北三短报文与AIS并非替代关系,而是形成“近程避碰+远海通信”的立体安全网络。

依据法规《国内航行海船法定检验技术规则》:20m及以上国内航行海船要求配备的A级和B级AIS应基于北斗技术。

例如:远洋渔船在远海作业时,通过北三短报文向岸上报告船位与渔获,同时接收天气预警;进入沿海海域后,AIS自动开启,与周边船舶交换动态数据,规避碰撞风险。

海事监管部门通过AIS监控沿海船舶动态,对超出AIS覆盖范围的远洋船舶,则通过北三短报文终端获取其定位与状态数据,实现“全域监管无死角”。

八、互补共生

北三短报文与AIS虽同属海事通导领域,却走着截然不同的技术路径:北三短报文以卫星通信的广覆盖与强抗灾能力,筑牢远洋应急通信防线;

AIS以无线电通信的高实时性与标准化体系,守护近岸航行安全。二者没有优劣之分,只有场景之别。

在北斗系统全球组网与智慧航运建设加速的背景下,二者的协同应用日益深化。

理解二者的差异与协同逻辑,不仅能厘清海事通信技术的核心脉络,更能深刻认识到“天基+地基”融合通信在保障海上安全、推动海洋经济发展中的关键价值。