JP5903356B2 - Aisメッセージを検出するための方法 - Google Patents
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Description
〇衛星の動きの結果生じるドップラーシフトは、フットプリント内の送信機の位置に応じて決まるので、このドップラーシフトに基づき、複数のメッセージを弁別することができる。衛星の動きによって生じるドップラーシフトは、±4kHzに達し得る。それにもかかわらず、このアプローチではAISの規格は、船舶のTDMA送信機に対し、キャリア周波数に対して±500Hzの誤差を許容していることを念頭に入れておかなければならない。
〇所定の船舶によって送信される連続する2つのAISメッセージの間には情報の重要な冗長性がある。ITU−R M.2084レポートは、地上をベースとする局で特殊な処理をすることを見込んで、特に衛星が1回の通過する時間長さに対応する時間スロットにおいて、先に受信された信号のスキャンされたコピーと着信中のAIS信号とを連続的に相関化するために、2つのAISチャンネルで受信されたデータをリアルタイムでダウンロードすることにより、連続送信することを示唆している。
少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージがAIS送信機のデータベース内で識別された送信機に固有である1つ以上のスタティックフィールドからのビットから成る、少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージを含むステップと、デジタルデータと少なくとも1つの前記フラグメント状疑似メッセージとを相関化することにより、デジタルデータ内の候補メッセージを識別するステップとを含む。
前記少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージは、送信時間および/または送信機の位置に依存すると共にAIS送信機のデータベースに基づいて決定される少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを含む。
〇前記信号の受信時に衛星によるサービスを受けるゾーン内に位置するAIS送信機を、AIS送信機のデータベースに基づいて識別するステップと、
〇前記識別された送信機の、前記データベースに記憶されていた位置に基づき、送信機の位置に応じた少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを決定するステップとを含む。
説明のために添付図面を参照して、以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明から、本発明の上記以外の特性および特徴が明らかとなろう。
次の表は、送信機固有の「スタティック」なビットシーケンスを示す。
ステップa.2つの可能な位相(NRZIコーディングされたデータ)を使用することにより、デジタルデータと(K1の既知のビット(図6参照)を有する)第1メッセージフラグメントとを相関化するステップ。ステップaから2つの相関化の結果が得られる。
ステップb.デジタルデータと(K2の既知のビットを有する)第2メッセージフラグメントを相関化するステップ。第1ギャップ(第1フラグメントと第2フラグメントとの間の未知のビット)内の可能なスタッフィングビットを考慮するためには、第1フラグメントから異なる距離に相関化のスタート点を位置させなければならない。第1ギャップの未知のビットの数は、既知である(L1)。従って、第1ギャップの長さは、L1+スタッフィングビットの数となる。後者の数は未知であるので、異なる可能なギャップ長さを試みなければならない(L1、L1+1、....、L1+B1、ここでB1はL1ビットのシーケンス内のスタッフィングビットの最大数である)。NRZIコーディングを考慮するために2つの可能な位相に対して各相関化を実行しなければならない。ステップbからは2×B1の相関化結果が得られる。
ステップc.デジタルデータと(K3の既知のビットを有する)第3メッセージフラグメントを相関化するステップ。第2ギャップ(第2フラグメントと第3フラグメントとの間の未知のビット)内の可能なスタッフィングビットを考慮するためには第2フラグメントから異なる距離に相関化のスタート点を位置させなければならない。第2ギャップの未知のビットの数は、既知である(L2)。従って、第2ギャップの長さはL2+スタッフィングビットの数となる。後者の数は未知であるので、異なる可能なギャップ長さを試みなければならない(L1、L1+1、....、L1+B2、ここでB2はL2ビットのシーケンス内のスタッフィングビットの最大数である)。NRZIコーディングを考慮するように2つの可能な位相に対する各相関化も実行しなければならない。ステップbからは2×B2の相関化結果が得られる。
ステップd.等々
ステップe.パラレルな処理技術を採用する場合、ステップa、b、cおよびdの可能な組み合わせに従い、異なる相関化の結果を加算しなければならない。従って、テストされる想定の数は、2×(2×B1)(2×B2)....となる。
ステップf.検討された想定のうちで、(フラグメントの組に対し)最大の相関化ピークを有する結果のサーチを行う。更に確実な検出をするには、相関化ピークが、経験的に強化された(ノイズに対する)分析的にあらかじめ定められた所定のスレッショルドを超えていなければならない。
メッセージの送信時間であり、δSAT-UTC(t)は、衛星の時間基準と基準UTCの項との間のバイアスである。AISフレームは、UTC時間に同期化されているので、
されているので、位置i=A,....,Dは、既知である。衛星のクロックが4つの測定値に対して安定しており、従ってUTC時間に対する安定したバイアスを示すこと、および一般に100m未満の誤差を有する時間Ti、i=A,....,Dに対して衛星位置が同じであると仮定できる。Tm=1/4(TA+TB+TC+TD)と設定すると、次の式が得られる。
12 AISトランシーバ
14 LEO衛星
16 地上局
18 コントロールセンター
20 GNSS衛星
22 LEO衛星の軌跡
24 無線ナビゲーション信号
26 データベース
28 船舶の新しい位置
30 船舶の最終位置
32 閉じた陸上エリア
34 フットプリント
36 vsatを示す矢印
38 等ドップラーライン
40 周波数のセルに対応するハッチングのつけられたバンド
42 ローカルゾーン
E10 データを補足するステップ
E12 衛星の軌跡を決定するステップ
E12’ 衛星位置を最初に推定するステップ
E12” 衛星位置を推定するステップ
E14 AIS送信機を識別するステップ
E16 フラグメント状疑似メッセージを合成するステップ
E18 デジタルデータ内の候補メッセージをサーチするステップ
E20 発見されたメッセージの未知の部分をデコードするステップ
E22 データベースを更新するステップ
E24 AIS送信機のマップをディスプレイするステップ
R 半径
Claims (16)
- 少なくとも1つのAISチャンネルにて衛星によって受信された信号を示すデジタルデータを提供するステップと、
少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージがAIS送信機のデータベース内で識別された送信機に固有である1つ以上のスタティックフィールドからのビットから成る、少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージを含むステップと、
デジタルデータと少なくとも1つの前記フラグメント状疑似メッセージとを相関化することにより、デジタルデータ内の候補メッセージを識別するステップ(E18)とを含む、AISメッセージを検出するための方法において、
前記少なくとも1つのフラグメント状疑似メッセージが、送信時間および/または送信機の位置に依存すると共にAIS送信機のデータベース(26)に基づいて決定される少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを含むことを特徴とする、AISメッセージを検出するための方法。 - 前記フラグメント状疑似メッセージが、送信位置に応じて決まる少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを含み、前記フラグメント状疑似メッセージを合成することは、
前記信号の受信時に衛星によるサービスを受けるゾーン内に位置するAIS送信機を、AIS送信機のデータベースに基づいて識別するステップ(E14)と、
前記識別された送信機の、前記データベースに記憶されていた位置に基づき、送信機の位置に応じた少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを決定するステップとを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記送信機の位置に応じて決まる少なくとも1つのAISメッセージフラグメントは、「経度」フィールドからの最大位ビットおよび/または「緯度」フィールドからの最大位ビットを含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記デジタルデータにはタイムスタンプが押されており、前記フラグメント状疑似メッセージは、送信時間に応じて決まる1つ以上のAISメッセージフラグメントを含み、前記フラグメント状疑似メッセージを合成するステップは、前記デジタルデータのタイムスタンプに基づき、送信時間に応じて決まる少なくとも1つのAISメッセージフラグメントを決定することを含む、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 送信時間に依存するする少なくとも1つのAISメッセージフラグメントは、「タイムスタンプ」フィールドからのビット、または「UTC年」、「UTC月」、「UTC日」、「UTC時」、「UTC分」および/または「UTC秒」フィールドからのビットを含むことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記フラグメント状疑似メッセージは、前記データベース内で識別された前記送信機に固有の1つ以上のスタティックフィールド、例えば「ユーザーID」フィールド、「AISバージョンインジケータ」フィールド、「IMO番号」フィールド、「コールサイン」フィールド、「ネーム」フィールド、「船舶のタイプおよび積荷のタイプ」フィールド、「位置に対する全寸法/基準」フィールド、「電子位置固定デバイスのタイプ」フィールドからのビットを含むことを特徴とする、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記フラグメント状疑似メッセージは、前記データベース内で識別された前記送信機に固有の1つ以上のアクティーブフィールド、例えば「RAIMフラグ」フィールド、「特殊操縦インジケータ」フィールド、「推定到着時間」フィールド、「現在のドロート」フィールド、「目的地」フィールド、「ナビゲーションステータス」フィールド、「地上のコース」フィールド、「地上の速度」フィールドおよび/または「通信ステータス」フィールドからのビットを含むことを特徴とする、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の方法。
- デジタルデータ内の候補メッセージが一旦識別された場合、前記候補メッセージをデコードすること(E20)、および前記デコードされたメッセージ内に含まれる情報を使ってAIS送信機の前記データベースを更新すること(E22)を特徴とする、請求項1〜7のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記デジタルデータと複数のフラグメント状疑似メッセージとを相関化することにより、前記候補メッセージ(E18)を識別し、種々の相関値をシリアルおよび/またはパラレルに計算することを特徴とする、請求項1〜8のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記フラグメント状疑似メッセージは、前記候補メッセージ内のスタッフィングビットが存在するか、存在しないかを検査するようになっていることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記デジタルデータ内の1つ以上のAISメッセージを識別した送信機に対する三角測量により、前記信号受信時の前記衛星の位置を推定する(E12”)ことを特徴とする、請求項1〜10のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記デジタルデータと前記フラグメント状疑似メッセージとを相関化するために、前記フラグメント状疑似メッセージのスタートと前記AIS時間フレームのうちの時間インターバルのスタートとを同期化することを特徴とする、請求項1〜11のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記デジタルデータと前記フラグメント状疑似メッセージとを相関化するために、前記フラグメント状疑似メッセージに対する計算されたドップラーシフトを送信機位置の関数として補償することを特徴とする、請求項1〜12のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ドップラーシフトを補償するために、前記データベースに記憶されている送信機のキャリア周波数の誤差を考慮する(26)ことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記デジタルデータと前記フラグメント状疑似メッセージとを相関化するために、前記データベースに記憶されている前記送信機の変調指数を考慮する(26)ことを特徴とする、請求項1〜14のうちのいずれか1項に記載の方法。
- コンピュータによる実行時に前記請求項1〜15のうちのいずれか1項に記載の方法を、前記コンピュータに実行させるコンピュータで実行可能な命令を含む、コンピュータプログラム。
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