AIS gør det muligt for skibe og landstationer automatisk at udveksle oplysninger som identitet, position, kurs og fart via radio.
Systemet bruges sammen med GPS og VHF-radio og kan vise andre fartøjer som symboler på blandt andet kortplottere og navigationssystemer. AIS kan derfor give et hurtigt overblik over skibstrafikken omkring et fartøj – også når man endnu ikke visuelt har identificeret de enkelte skibe.
AIS er et automatisk digitalt radiosystem til skibstrafik. Et fartøj kan udsende sin identitet, position, kurs og fart på særlige VHF-frekvenser. Andre AIS-modtagere kan derefter vise oplysningerne på et kort eller display.
Hvad betyder AIS?
AIS står for Automatic Identification System.
Systemet blev udviklet til automatisk udveksling af information mellem maritime stationer.
AIS kan blandt andet bruges mellem:
- skib og skib
- skib og landstation
- skib og havn
- skib og navigationssystem
Kommunikationen foregår automatisk, uden at besætningen behøver foretage et traditionelt talekald.
Hvilke oplysninger sender AIS?
En AIS-transmission kan indeholde flere forskellige typer information.
De mest almindelige er:
- MMSI-nummer
- fartøjets navn
- position
- kurs
- fart over grunden
- fartøjets retning
- skibstype
- dimensioner
- destination
- forventet ankomsttid på systemer, hvor oplysningerne er indtastet
Et fartøj på kortplotteren kan eksempelvis identificeres som MV EXAMPLE med oplysninger om kurs, fart, position og MMSI. Dermed får man langt mere information end blot et radarekko.
Hvor kommer positionen fra?
AIS-systemet får normalt fartøjets position fra et satellitbaseret navigationssystem som GPS eller andre GNSS-systemer.
Positionen indgår derefter i de digitale AIS-meddelelser, som udsendes over radio.
Satellitnavigation fortæller fartøjet, hvor det befinder sig. VHF-radio bruges derefter til at sende denne information videre til andre AIS-stationer.
Læs mere om satellitbaseret kommunikation og navigation i Hvordan satellitter holder verden forbundet.
AIS bruger VHF
AIS arbejder i det maritime VHF-område.
To centrale AIS-kanaler er:
- AIS 1 – 161,975 MHz
- AIS 2 – 162,025 MHz
Her sendes korte digitale datapakker mellem stationerne.
Selv om AIS bruger VHF-frekvenser, sendes der digitale data og ikke almindelig tale. En almindelig analog VHF-modtager kan derfor ikke omsætte AIS-signalet til forståelig tale.
Hvorfor bruges to AIS-kanaler?
Skibstrafikken kan være tæt, især nær større havne og sejlruter.
Ved at anvende flere radiokanaler og et avanceret tidsdelingssystem kan mange fartøjer udveksle data uden konstant at sende oven i hinanden.
AIS-systemet organiserer transmissionerne, så stationerne sender deres korte datapakker på bestemte tidspunkter.
Hvordan undgår hundredvis af skibe at sende samtidig?
AIS anvender forskellige former for TDMA – Time Division Multiple Access.
Tiden på radiokanalen opdeles i meget korte intervaller, så forskellige stationer kan sende efter tur.
I stedet for at alle fartøjer sender kontinuerligt, får hver AIS-station meget korte tidsrum til sine data. På den måde kan et stort antal fartøjer dele de samme radiofrekvenser.
Hvor ofte sender et skib AIS?
Det afhænger blandt andet af:
- AIS-type
- fartøjets fart
- om fartøjet ændrer kurs
- om fartøjet ligger stille
- den aktuelle systemtilstand
Et fartøj i bevægelse kan sende dynamiske oplysninger hyppigere end et fartøj, der ligger stille.
Opdateringsintervallet er ikke nødvendigvis konstant. Systemet kan udsende information oftere, når fartøjets bevægelse gør hurtigere opdateringer relevante.
Hvad er dynamiske AIS-data?
Dynamiske oplysninger ændrer sig løbende under sejlads.
Det kan blandt andet være:
- position
- fart over grunden – SOG
- kurs over grunden – COG
- heading
- drejehastighed på systemer, der understøtter den
Disse oplysninger opdateres automatisk fra fartøjets navigationssystemer.
Hvad betyder SOG?
SOG står for Speed Over Ground.
Det er fartøjets hastighed i forhold til jordoverfladen.
SOG er derfor ikke nødvendigvis det samme som fart gennem vandet, fordi strøm og andre forhold kan påvirke fartøjets bevægelse over grunden.
Hvad betyder COG?
COG står for Course Over Ground.
Det beskriver den retning, fartøjet faktisk bevæger sig hen over jordoverfladen.
Et fartøj kan pege i én retning, mens strøm eller vind får det til faktisk at bevæge sig i en lidt anden retning. Derfor kan heading og COG godt være forskellige.
Hvad er statiske AIS-data?
Statiske oplysninger ændrer sig langt sjældnere.
Det kan blandt andet være:
- MMSI
- fartøjets navn
- kaldesignal
- fartøjstype
- fartøjets dimensioner
Disse informationer er knyttet til selve fartøjet.
Hvad er rejserelaterede oplysninger?
Nogle AIS-systemer kan desuden sende information, som vedrører den aktuelle rejse.
Det kan eksempelvis være:
- destination
- forventet ankomsttid
- dybgang
- navigationsstatus
Nogle AIS-data indtastes manuelt. Hvis de ikke er blevet opdateret, kan eksempelvis destination eller andre rejseoplysninger være forældede, selv om GPS-positionen er korrekt.
Hvad er MMSI?
MMSI står for Maritime Mobile Service Identity.
Det er et digitalt identifikationsnummer, som bruges i maritime radiosystemer.
MMSI bruges blandt andet af:
- AIS
- DSC
- maritime landstationer
- andre digitale maritime radiosystemer
AIS bruger MMSI til at identificere, hvilken station oplysningerne kommer fra. DSC kan bruge samme type identifikation til digitale opkald.
AIS og DSC er ikke det samme
AIS og DSC bruger begge digitale data i maritime radiosystemer, men har forskellige formål.
AIS udsender løbende information om fartøjet og dets bevægelse.
DSC – Digital Selective Calling – bruges til digitale opkald og signalering mellem maritime stationer.
AIS: “Her er jeg, dette er mit fartøj, og sådan bevæger jeg mig.”
DSC: “Jeg ønsker at kalde denne station eller sende denne type digitale kald.”
AIS er ikke radar
AIS og radar kan begge vise andre fartøjer, men de arbejder på helt forskellige måder.
Radar udsender radiosignaler og registrerer refleksionerne fra objekter.
AIS modtager data, som det andet fartøj selv udsender.
Radar kan registrere et objekt uden at objektet selv sender noget. AIS kan til gengæld fortælle identitet, kurs og fart, fordi disse informationer bliver transmitteret digitalt af AIS-stationen.
Hvorfor er radar og AIS gode sammen?
De to systemer supplerer hinanden.
Radar kan vise:
- skibe uden AIS
- land
- bøjer
- andre større objekter
AIS kan samtidig give detaljerede oplysninger om de stationer, som sender AIS-data.
På navigationsudstyr kan radar- og AIS-information ofte vises sammen. Det gør det lettere at kombinere et fysisk radarekko med fartøjets digitale identitet og bevægelsesdata.
Kan alle fartøjer ses på AIS?
Nej.
Et fartøj kan kun vises som AIS-mål, hvis relevante AIS-data faktisk bliver transmitteret og modtaget.
Der kan derfor være fartøjer eller andre objekter omkring dig, som ikke fremgår af AIS-displayet.
AIS bør ikke opfattes som et komplet billede af alle objekter på vandet. Et fartøj uden aktiv AIS-transmission kan eksempelvis være usynligt i AIS-systemet.
Hvad er en AIS-modtager?
En AIS-modtager kan lytte til AIS-signaler fra andre stationer, men sender ikke selv AIS-information.
Den kan eksempelvis være indbygget i:
- marine VHF-radio
- kortplotter
- separat AIS-modtager
- navigationssystem
Modtagne fartøjer kan derefter vises på skærmen.
Hvad er en AIS-transponder?
En AIS-transponder eller AIS-transceiver kan både modtage og udsende AIS-information.
Systemet modtager andre stationers data og udsender samtidig oplysninger om sit eget fartøj.
AIS-modtager: Kan se andre AIS-stationer.
AIS-transponder/transceiver: Kan både se andre og sende egne AIS-data.
Hvad er AIS Class A?
Class A er den mere avancerede AIS-type, som anvender et system med høj prioritet og hyppige opdateringer.
Class A-enheder kan sende omfattende information om fartøjet og dets bevægelse.
Systemet er udviklet til trafikmiljøer, hvor mange fartøjer skal koordinere deres transmissioner effektivt.
Hvad er AIS Class B?
Class B er en AIS-type, som typisk findes på mindre fartøjer.
Den udsender mange af de samme grundlæggende oplysninger, blandt andet:
- MMSI
- position
- kurs
- fart
- fartøjsinformation
Men sendeeffekt, prioritet og opdateringsmetode kan være anderledes end på Class A.
Begge typer kan ses af kompatible AIS-modtagere. Forskellen ligger blandt andet i, hvordan og hvor ofte data sendes samt udstyrets egenskaber.
Hvad er Class B+ eller Class B SOTDMA?
Nyere Class B-systemer kan anvende SOTDMA – Self-Organized Time Division Multiple Access.
Det er samme grundlæggende tidsdelingsprincip, som AIS Class A bruger til at koordinere transmissionerne.
Disse enheder omtales ofte som Class B SOTDMA eller uformelt Class B+.
Hvad er CSTDMA?
En anden metode er CSTDMA – Carrier Sense Time Division Multiple Access.
Her lytter AIS-enheden efter et ledigt tidsinterval, før den sender.
AIS-enheder skal kunne arbejde i et område med mange andre sendere. Derfor bruges intelligente adgangsmetoder til at koordinere, hvornår hver station udsender sine data.
Hvor langt rækker AIS?
AIS bruger VHF, og rækkevidden følger derfor i høj grad de samme grundprincipper som anden VHF-kommunikation.
Rækkevidden afhænger især af:
- antennehøjde
- fri signalvej
- sendeeffekt
- antenne
- modtagerens følsomhed
- terræn og kystforhold
Over åbent vand kan rækkevidden være betydelig, især når antennerne er placeret højt.
En AIS-antenne højt i en mast får en større radiohorisont end en antenne placeret tæt ved vandlinjen.
Læs mere i Hvorfor betyder antennens placering mere end sendeeffekten?.
Kan AIS-signaler modtages længere væk end normal VHF-rækkevidde?
Under særlige atmosfæriske forhold kan VHF-signaler nogle gange nå længere end den normale radiohorisont.
Den normale praktiske AIS-dækning bestemmes dog primært af antennehøjde og forholdene mellem sender og modtager.
Kan satellitter modtage AIS?
Ja. Satellitter kan udstyres med AIS-modtagere og opfange signaler fra skibe over store havområder.
Det kaldes ofte Satellite AIS eller S-AIS.
Et skib langt ude på oceanet kan være uden for rækkevidde af almindelige kystbaserede AIS-stationer, mens en satellit kan modtage dets udsendelser ovenfra.
Hvorfor kan satellit-AIS være vanskelig?
En satellit befinder sig meget højt og kan derfor modtage signaler fra et enormt geografisk område på én gang.
I områder med tæt skibstrafik betyder det, at mange AIS-stationer kan sende samtidig inden for satellittens modtageområde.
Systemerne skal derfor håndtere et meget stort antal overlappende radiosignaler.
AIS på en marine VHF-radio
Nogle moderne marine VHF-radioer har indbygget AIS-modtager.
Radioen kan dermed modtage AIS-data uden en separat AIS-modtager.
Afhængigt af modellen kan data vises:
- på radioens eget display
- på en tilsluttet kortplotter
- via NMEA-forbindelse
- via et integreret navigationssystem
Marine VHF og AIS bruger samme antenneområde
Marine VHF og AIS arbejder begge i det maritime VHF-område.
Det gør det muligt at konstruere antennesystemer, der arbejder med begge funktioner.
På nogle installationer anvendes en antennesplitter, så marine VHF og AIS kan dele en antenne.
Hvis en VHF-sender og AIS-udstyr skal dele antenne, kræves udstyr beregnet til formålet. En simpel passiv forgrening kan give store tab og problemer, når VHF-radioen sender.
Hvad er en AIS/VHF-splitter?
En AIS/VHF-splitter er konstrueret til at lade flere maritime radiofunktioner dele samme antennesystem.
En korrekt splitter kan blandt andet:
- forbinde VHF-radioen til antennen
- forbinde AIS-udstyr til samme antenne
- beskytte følsom modtagerelektronik, når VHF-radioen sender
Installationens samlede tab og kompatibilitet skal stadig tages i betragtning.
Kan AIS bruge sin egen antenne?
Ja.
En separat AIS-antenne kan monteres uafhængigt af marine VHF-radioen.
Fordelen er blandt andet, at systemerne ikke behøver dele samme antenne gennem en splitter.
Til gengæld kræves plads til endnu en antenne og ekstra koaksialkabel.
AIS og antennekabel
Som ved anden VHF-kommunikation giver koaksialkablet et vist signalstab.
Lange kabelstræk og kabel med stor dæmpning kan reducere både modtagelse og transmission.
En højt placeret antenne er værdifuld, men gevinsten kan reduceres, hvis signalet skal gennem et meget langt kabel med stor dæmpning.
Kan en scanner modtage AIS?
En scanner, der dækker AIS-frekvenserne, kan registrere selve radiosignalet.
Men for at få vist skibsdata skal de digitale AIS-meddelelser afkodes.
Det kræver kompatibelt udstyr eller software.
At kunne modtage 161,975 eller 162,025 MHz betyder ikke i sig selv, at udstyret kan vise fartøjets navn, position og MMSI. AIS-datastrømmen skal også fortolkes.
AIS med Software Defined Radio
En SDR-modtager kan bruges til at modtage radiosignaler over et bredt frekvensområde.
Med passende software kan den også bruges til eksperimentel modtagelse og dekodning af AIS-signaler.
Læs mere i Software Defined Radio (SDR) – når radioen bliver til software.
Hvordan vises AIS-mål?
På et navigationsdisplay vises andre AIS-stationer normalt som symboler på søkortet.
Brugeren kan ofte vælge et mål og se oplysninger som:
- navn
- MMSI
- kurs
- fart
- afstand
- retning
- CPA
- TCPA
Hvad betyder CPA?
CPA står for Closest Point of Approach.
Det er den beregnede mindste afstand mellem dit eget fartøj og et andet fartøj, hvis begge fortsætter med deres aktuelle bevægelse.
Hvis navigationssystemet beregner en CPA på 0,2 sømil, betyder det, at fartøjerne forventes at passere hinanden med cirka denne mindste afstand, hvis kurs og fart fortsætter uændret.
Hvad betyder TCPA?
TCPA står for Time to Closest Point of Approach.
Det er den beregnede tid, der er tilbage, før fartøjerne når deres CPA.
CPA fortæller, hvor tæt fartøjerne forventes at komme på hinanden.
TCPA fortæller, hvornår dette forventes at ske.
Kan AIS advare om kollisionsrisiko?
Mange navigationssystemer kan bruge AIS-data til at beregne CPA og TCPA og generere en alarm, hvis et fartøj kommer inden for de valgte grænser.
Det er navigationsudstyret, der foretager beregningen ud fra de modtagne data.
CPA og TCPA er prognoser. Hvis et af fartøjerne ændrer kurs eller fart, ændrer beregningen sig også.
Kan AIS-positionen være forkert?
Ja, selv om moderne satellitnavigation normalt giver meget præcise positioner.
Fejl kan blandt andet skyldes:
- problemer med positionskilden
- forkert konfiguration
- forsinkede data
- manuelt indtastede oplysninger, der ikke er opdateret
AIS-data bør derfor vurderes sammen med andre tilgængelige informationer.
Hvad er AIS AtoN?
AtoN står for Aid to Navigation.
AIS kan også bruges på navigationsmærker som bøjer, fyr og andre maritime hjælpemidler.
En AIS AtoN-station kan udsende oplysninger om:
- identitet
- position
- type navigationsmærke
- status
Hvad er en virtuel AIS-bøje?
AIS gør det muligt at vise et navigationsmærke på elektroniske kort uden nødvendigvis at have en fysisk bøje præcis på positionen.
Dette kaldes et virtuelt AtoN.
En farlig position kan markeres elektronisk på AIS-kompatibelt navigationsudstyr, selv om der ikke ligger en fysisk bøje på stedet.
Hvad er en AIS-base station?
Landbaserede AIS-stationer kan modtage og sende AIS-data som en del af den maritime infrastruktur.
De kan blandt andet bruges i forbindelse med:
- havne
- trafikovervågning
- kyststationer
- maritime informationssystemer
AIS og radioteknik
AIS er et godt eksempel på, hvordan moderne radiokommunikation kombinerer flere teknologier:
- VHF-radio
- digital modulation
- tidsdeling
- satellitnavigation
- digital identifikation
- computerbaseret navigation
Marine VHF viser den klassiske anvendelse af radio til tale, mens AIS viser, hvordan det samme overordnede frekvensområde også kan bruges til automatiseret digital dataudveksling.
Marine VHF og AIS supplerer hinanden
AIS erstatter ikke almindelig marine VHF-talekommunikation.
De to systemer løser forskellige opgaver.
AIS kan automatisk fortælle, hvem og hvor et fartøj er, mens marine VHF gør det muligt for mennesker på fartøjerne at tale direkte sammen.
Kort fortalt
AIS – Automatic Identification System – er et digitalt VHF-baseret system, der automatisk udveksler information mellem maritime stationer.
Et AIS-signal kan blandt andet indeholde MMSI, position, kurs, fart og fartøjsinformation.
AIS anvender især frekvenserne 161,975 MHz og 162,025 MHz og bruger tidsdeling, så mange stationer kan dele radiokanalerne.
Class A og Class B er forskellige typer AIS-udstyr, mens en ren AIS-modtager kun lytter og en AIS-transponder både sender og modtager.
AIS bør heller ikke forveksles med radar. Radar opdager objekter ved hjælp af refleksioner, mens AIS viser oplysninger, som andre stationer selv udsender. De to systemer supplerer derfor hinanden særdeles godt.
Copyright © Kinaradio.dk