3. AIS通信协议与消息类型

AIS并不是一台“独立工作”的设备，它运行在VHF海上移动频段上，通过一套约定好的数据链路、接入规则和消息格式，把本船的动态信息、静态信息与航行安全信息广播给周边船舶和岸台。理解这一节，关键要抓住三个层次：物理与链路层用什么频率、怎么打包；多台设备如何共享同一信道而不互相撞车；不同消息承载什么内容、各自起什么作用。这三层共同决定了AIS能否在拥挤水域中稳定、及时地被“看见”。

一、VHF数据链路：AIS的“传输通道”

AIS使用两个专用的VHF信道，即AIS1（161.975 MHz）和AIS2（162.025 MHz），采用GMSK调制、9 600 bit/s的传输速率，信道间隔25 kHz。设备通常在这两个信道上交替收发，形成AIS1/AIS2双信道轮询的工作方式。每个信道又被划分为一个个时隙：一帧为1分钟，划分为2 250个时隙，每个时隙约26.67 ms，正好容纳一条标准AIS报文。这个“时隙”概念是理解SOTDMA和CSTDMA的基础——所有接入方式本质上都是在解决“谁在哪个时隙发”的问题。

报文在链路层被封装为HDLC帧结构，包含训练序列、起始标志、数据段、帧校验序列（FCS）和结束标志。数据段中承载的是AIS消息本体，采用6 bit ASCII编码打包，因此一条报文能承载的字符数有限，这也是为什么位置报告要尽量精简、静态信息要拆成多条消息发送的原因。

二、SOTDMA与CSTDMA：两种信道接入方式

SOTDMA（自组织时分多址）是AIS Class A设备的默认接入方式。它不需要中心控制台，每台设备自行“预约”时隙：设备在发送前先监听信道，根据周边船舶的时隙占用情况，选择一个未来时隙并广播预约信息，让邻居知道自己将在何时发送。这样形成一种自组织的分布式协调，适合高密度、高动态的船舶交通环境。SOTDMA设备通常具备较高的发射功率和完整的时隙管理能力，能支持较高的报告率。

CSTDMA（载波侦听时分多址）主要用于Class B设备或简化型AIS。它不进行时隙预约，而是在发送前侦听目标时隙是否被占用，若空闲则发送，若被占用则退避等待。这种方式实现简单、成本低，但在船舶密集时碰撞概率上升，实时性和可靠性弱于SOTDMA。实际应用中，Class A船舶的SOTDMA报文与Class B的CSTDMA报文共享同一信道，岸台和周边船舶需要同时兼容两类接入行为。

三、主要消息类型：格式与用途

AIS消息按用途可分为动态信息、静态信息、航次信息和安全信息几大类，每类消息有固定的消息ID和字段结构。实际接收端解析时，首先看消息ID，再按对应格式解包。

以位置报告（消息1/2/3）为例，其字段顺序大致为：消息ID、重复指示、MMSI、航行状态、转向率、对地航速、位置精度、经度、纬度、对地航向、真航向、时间戳等。接收端按位解析，经度纬度以1/10000分为单位编码，航速以0.1节为单位。静态信息（消息5）字段更多，包含船名（最多20字符）、呼号、船型代码、船舶尺寸（长宽）、吃水等，通常每6分钟发送一次，而位置报告在航行状态下可每2～10秒发送一次，二者频率差异明显。

安全广播消息（消息12/14）用于发送短文本，例如“前方有渔网，请减速”“航道施工，注意避让”。这类消息不参与常规态势刷新，但对局部水域的即时安全提醒很有价值。实际使用中要注意：安全广播的文本长度受单条报文容量限制，过长内容需要拆分或改用其他通信手段。

四、实际接收与判断示例

假设某船AIS接收机在某一时刻收到一条消息ID为1的报文，解析得到：MMSI为413xxxxxx，经度121°30.5′E，纬度31°12.3′N，对地航速8.6节，对地航向092°，航行状态为“在航”。接收端据此可判断该船位于本船右前方约3海里处，航向接近正东，速度中等，属于需要持续跟踪的目标。若随后又收到该船的消息5，解析出船名、船型和吃水，就能进一步判断其是否为大型商船，从而调整避让策略。

需要强调的是，AIS信息是“辅助手段”而非唯一依据。位置报告存在更新间隔，静态信息可能未及时更新，安全广播也可能因信道拥塞而延迟。因此在实际航行中，应将AIS显示与雷达、视觉瞭望、VHF通话结合使用，对AIS目标的航速、航向变化保持合理怀疑，尤其在目标密集或信道繁忙水域。

小结本节要点：VHF双信道与时隙结构是AIS的传输基础；SOTDMA靠预约实现分布式协调，CSTDMA靠侦听实现简单接入；消息ID决定解析格式，位置报告、静态信息、安全广播各有固定字段与发送节奏。掌握这三层关系，才能在后续的设备操作、目标判读和异常排查中做到心中有数。