automatic identification system
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Avant-propos
Dans le cadre de ma formation à l’ENSA Marrakech, Filière « Réseaux & Télécommunications », J’ai effectué un stage pendant la période de 02/07/2011 au 31/07/2011 au port d’Agadir au sein de La société de radio électronique maritime « SOREMAR » dans SOREMAR Holding d’Agadir.
Ce stage a été pour objectif de mettre en pratique mes acquis théoriques, de renforcer mes capacités d’analyse et de perception et de se confronter en général avec le milieu professionnel.
J’ai été affecté au service maintenance pour assister et analyser les équipements et les processus de communication maritime ainsi de visualiser d’autres applications naval comme radar maritime.
Et grâce aux efforts déployés par les responsables & les techniciens, mon expérience était enrichissante et mon stage s’est déroulé dans des conditions favorables.
SommaireListe des figures………………………………………………………………………………………………………….4
Liste des tableaux……………………………………………………………………………………………………….5
Glossaire des abréviations……………………………………………………………………………….………….6
Introduction Générale……………..……………………………………………………………………………….7
Chapitre 1: Présentation du port d’Agadir & Société d’accueil
1. Port d’Agadir................................................................................................................................................. 9
1.1 Historique :................................................................................................................................................. 9
2. Société d’accueil : SOREMAR...............................................................................................................10
2.1 Définition.................................................................................................................................................. 10
2.2 Historique de SOREMAR....................................................................................................................11
2.3 Activités SOREMAR.............................................................................................................................. 13
Chapitre 2: Système d’identification Automatique
1 Texte international réglementant l’AIS.........................................................................................16
1.1 Convention SOLAS.......................................................................................................................... 16
1.2 Qui sera tenu de transporter l’équipement SIA? (règle proposée)...........................16
2 Définition..................................................................................................................................................... 16
3 Application du système AIS.................................................................................................................17
4 Caractéristique du système.................................................................................................................18
5 Les informations échangées................................................................................................................18
6 Topologie du système AIS....................................................................................................................20
6.1 Communication « Navire-Navire »..........................................................................................20
6.2 Communication « Navire-Station de base ».........................................................................20
7 Architecture du système AIS...............................................................................................................21
8 Les différents types de transpondeurs AIS...................................................................................23
8.1 Système AIS classe A :................................................................................................................... 23
8.2 Système AIS classe B :................................................................................................................... 23
9 Pile protocolaire :..................................................................................................................................... 23
2
9.1 La couche physique :......................................................................................................................23
9.1.1 Modulation GMSK.................................................................................................................. 25
9.1.2 Paramètres RF de l’émetteur et Chronogramme de transmission...................25
9.2 Couche liaison de données :....................................................................................................... 26
9.2.1 Sous-couche 1: MAC (Medium Access Control)........................................................27
9.2.2 Sous-couche 2: Service de liaison de données (DLS, Data Link Service).......28
9.2.3 Sous-couche 3 : Entité de gestion de la liaison (LME)...........................................29
9.3 Couche Réseau..................................................................................................................................29
9.3.1 Priorité des messages...........................................................................................................29
9.3.2 Acheminement des paquets de transmission............................................................30
9.4 Couche Transport........................................................................................................................... 30
9.4.1 Conversion en paquets de transmission......................................................................30
9.4.2 Message à adressage sélectif.............................................................................................30
9.4.3 Message à radiodiffusion générale.................................................................................30
10 L’émetteur /récepteur VHF :.........................................................................................................30
10.1 Fréquence de la bande VHF maritime :.................................................................................31
10.2 Identités du service mobile maritime (MMSI)...................................................................32
10.3 Antenne VHF:.................................................................................................................................... 33
10.4 Voies simplex et duplex :.............................................................................................................33
11 Le GPS « Global Positioning System ».........................................................................................34
11.1 Principe de fonctionnement ......................................................................................................34
12 Carte AIS en temps réel sur internet...........................................................................................35
13 Autre moyen de localisation marine..........................................................................................38
13.1 Le radar naval ..................................................................................................................................38
Conclusion Générale…..…………………………………………………………………………………...……..40Annexe………………………………………………………….……………………………………………...…………41Bibliographie……………………………………………..…………………………………………………………..42
3
Liste des figuresFigure 1: La jetée portugaise……………………………………………………………………………………………9
Figure 2 : Le port de pêche en 1952………………………………………………………………………...………10
Figure 3 : Port d’Agadir en 1959, la casbah au sommet de la colline…………………… …………10.
Figure 4 : Affichage de l’AIS existant a la capitainerie………………………………………...…………17
Figure 5 : Topologie & Principe du système AIS………………………………………………………………20
Figure 6 : diagramme du système AIS……………………………………………………………………….……22
Figure 7: image de l’AIS…………………………………………………………………………………………….……22
Figure 8 :Pile protocolaire…………………………………………………………………………………..……... .…23
Figure 9 : Chronogramme de transmission…………………………………………………………..…………25
Figure 10 : Principe des bits de bourrage……………………………………………………………..…………26
Figure 11 : Trame AIS……………………………………………………………………………………………………27
Figure 12 : Accès aux intervalles de temps…………………………………………………………..……….….27
Figure 13 : Format du paquet…………………………………………………………………………………………28
Figure 14 : différent type d’appareil VHF………………………………………………………………..………31
Figure 15 : image d’appareil VHF……………………………………………………………………………………31
Figure 16 : Voies simplex……………………………………………………………………………………..…………33
Figure 17 : Voies duplex………………………………………………………………………………………………….33
Figure 18 : Principe de system GPS…………………………………………………………………………………35.
Figure 19 ,20 : Le site marinetraffic.com avec AIS et Google Maps……………………….………….36.
Figure 21 : L’application de Marinetrafique.com AIS sur Android ………………………..…………36
Figure 22: Capture d’écran de l’application de Marinetrafique.com AIS (Navires passant par le Gibraltar)……………………………………………………………………………………………………………37
Figure 23 : Capture d’écran de l’application de Marinetrafique.com AIS (Informations sur l’un des navires passant par le Gibraltar) ………………………………………………………………………37
Figure 24 : Radar maritime FURUNO avec son Antenne…………………………………………………38
Liste des tableaux4
46 47
Tableau 1 : Historique de SOREMAR…………………………………………………………………… …………11
Tableau 2 : information statique et dynamique envoyer par AIS………………………………..……19
Tableau 3 : Paramètres de la couche physique AIS…………………………………………………….……24
Tableau 4 : Chronogramme de transmission………………………………………………………………….32
Tableau 5 : ondes radioélectriques…………………………………………………………………………………32
Tableau 6 : Types de MMSI…………………………………………………………………………………………….32
Glossaire des abréviations
AIS Automatic Identification System
5
ASN Appel Sélectif Numérique BPSK Binary Phase Shift Keying
CRC Cyclical Redundancy Check
DLS Data Link Service FSK Frequency Shift Keying GPS Global Position SystemGMSK Gaussian Minimum Shift Keying
MAC Medium Access ControlMID Maritime Identification DigitMMSI Maritime Mobile Service IdentityMSK Minimum Shift Keying
NRZ Non Return to Zero
OSI Open System Interconnection
RF Radio Fréquence
SMDSM Mondial de Détresse et de Sécurité en Mer
TDMA Time Division Multiple Access
UTC Universal Time Coordinated
VHF Very High Frequency VTS Vessel Traffic Services
Introduction Générale
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La multiplication des catastrophes provoquées par les naufrages et collisions entre navires souligne les faiblesses de mesures de sécurité entreprises. Les accidents survenus pendant les dernières années montrent une incapacité au niveau de la gestion d'un trafic maritime qui ne cesse de croître.
Dans l'optique de l'amélioration des conditions de sécurité et des informations concernant le trafic maritime, l'Organisation Maritime International OMI a imposé la dotation, selon un calendrier établi, d'un système d'identification automatique AIS. En outre, tous les navires devront diffuser des renseignements concernant leurs positions, leurs ports d'escale, leurs cargaisons ainsi que des renseignements détaillés sur leurs propriétés.
Le présent rapport est structuré en deux chapitres couvrant l'ensemble des aspects de notre travail.
Le premier chapitre a été consacré à la présentation du port d’Agadir et société d’accueil SOREMAR avec l’historique en détail.
Le deuxième chapitre a été dédié à l'étude du système AIS. Nous avons proposé en premier lieu de donner un vue générale sur le système (topologie et architecture).Ensuite expliciter chaque partie du système et chaque technique utilisé par ce dernier et avant de clôturer le chapitre par une description d’un autre moyen de localisation marine, nous avons soumis un exemple de carte AIS en temps réel sur internet.
Chapitre 1:Présentation du port d’Agadir & Société d’accueil
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1. Port d’Agadir
Le port d’Agadir, est le plus important dans la région du sud. Les installations modernes, les moyens logistiques et les équipements performants de ce complexe portuaire, permettent de traiter dans les meilleures conditions de rentabilité et de sécurité tous les navires et
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marchandises transitant par ce port. Par ses infrastructures et superstructures modernes, le port contribue pleinement dans l’essor économique de la région du Sous Massa Draa, qui est portée essentiellement sur l’Agriculture, la pêche et le tourisme.
Le Port d'Agadir: est le premier port du Maroc de pêche en haute mer *grande pèche* .Le poisson peut être traité directement à la sortie des bateaux grâce à des usines de conserverie et de congélation.
1.1 Historique :
A partir de1917, le môle dit "jetée portugaise", situé au pied de « Founti », fut aménagé et remblayé pour le stockage des matériaux de construction de la grande digue qui devait être la pièce maîtresse du port sur le plan des ouvrages. Et en 1918, la digue n’avait qu’une centaine de mètres de longueur.
De 1917 à 1920 la digue de protection fut construite sur 206 mètres. Comprenant un noyau en éléments de 100 à 1000 kg,
De 1920 à 1937, la jetée de protection a été allongée de 26 mètres et l'aménagement des terre-pleins a été entrepris avec la construction des bâtiments actuels du port: magasins, hangars, immeuble du service de l'aconage.
Jusqu’en 1930, Le port d’Agadir n’était autorisé qu’à l’introduction de certaines denrées : blé, orge, maïs, sucre, thé, nécessaires aux besoins locaux. En 1930, pour mettre en valeur la riche plaine du Souss, le port d’Agadir fut officiellement ouvert au commerce international. Cette décision entraînera le déclin du port d’Essaouira (Mogador).
Figure 2 : La jetée portugaise
Les travaux concernant la construction, au pied du Founti, d'un grand bassin de 30 hectares, pour le commerce, ont démarrés en 1950 et furent terminés en 1953. La cimenterie d'Agadir est entrée en service au début de septembre 1952.
Les navires étaient placés à quai et mis au travail dans l'ordre de leur arrivée. Seuls les cargos, venant embarquer des agrumes, jouissaient d'une priorité entière sur tous les autres. L'exploitation du port, notamment la Capitainerie, était assurée par l'Administration des Travaux Publics. Un certain nombre de services du port furent confiés à l'Auxiliaire Maritime du port d'Agadir (AMPA).
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2. Société d’accueil : SOREMAR
2.1 Définition
SOREMAR a été Créée en Août 1984 à Casablanca par Mr Noureddine GNAOU, ingénieur électronicien, la Société Radio Electronique Maritime (SOREMAR) a essaimé progressivement toute la côte Atlantique du Maroc : Tanger, Safi, Agadir, Tantan et Laayoune.
La société Radio Electronique Maritime, SOREMAR, est le deuxième en Afrique. Etant le spécialiste dans le domaine de l’électronique maritime au Maroc, elle constitue à présent la meilleure référence de qualité de service, et d’efficacité pour les professionnels du maritime au Maroc, et également pour les navires étrangers qui accostent aux ports marocains.
D’un effectif de 74 personnes englobant cadres supérieurs, ingénieurs électroniciens, techniciens supérieurs et personnel administratif, SOREMAR s'est fixée, depuis le début de son existence, comme but principal la satisfaction totale du client sur tous les niveaux à savoir: Qualité, Coût et Service.
Garantissant un niveau de qualité dans le service très apprécié, SOREMAR s’est vite vue accorder l’exclusivité de distribution au Maroc de très grandes marques internationales telles que :
KODEN SAILOR SIMRAD REBERTSON SHIPMATE NAVICO ANRITSU
MAGILLAN
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Figure 2 : Le port de pêche en 1952 Figure 3 : Port d’Agadir en 1959, la casbah au sommet de la colline
2.2 Historique de SOREMAR
1984 Le début d’une aventure : Création de SOREMAR à l’ancienne Médina.
1989 Première preuve de son excellence : obtention de la médaille European Gold for quality, décerné par le patronat espagnol.Nouveau siège SOREMAR au boulevard la Gironde
1990 Obtention du marché du premier VTS (Vessel Traffic System) pour le port de Casablanca.
1994 SOREMAR ne cesse de s’agrandir avec la création d'une 4ème agence à Tan-Tan.Forte de ses prestations, SOREMAR finalise le contrat d’exclusivité avec les grandes marques de renommée mondiale (SAILOR, KODEN, SIMRAD, MLR, DECCA, …).
1995 C’est le début de la reconnaissance internationale avec l’obtention de la médaille de bronze du salon de l’invention International.1er Prix de L’Office Marocain de la propriété Industrielle.SOREMAR Agadir s’installe dans un nouveau local sur 2 étages (900m2).
1998 SOREMAR s’agrandit encore et toujours avec l’ouverture de deux nouvelles agences à Tanger et Lâayoune.SOREMAR est agréée GMDSS.
2000 Meilleur agent Motorola au Maroc, SOREMAR devient par la même occasion Membre des clubs champions à Chicago (USA).L’immeuble Groupe SOREMAR, boulevard Emile Zola, est devenu le nouveau siège (RDC+6étages).Création de SCI SAMI, Pôle immobilier.
2002 SOREMAR devient une référence dans l’équipement de VTS en équipant le port de Mohammedia du modèle Transas et en obtenant le marché VTS de Tanger (c’est la quatrième installation au Maroc).Grande première à SOREMAR : Création de la revue « SOREMAR News ».En coopération avec SOREMAR, SIMRAD crée une « joint venture » de droit marocain : SIMRAD Africa qui a l’exclusivité de tous les produits du groupe en Afrique.Grande année qui marque l’alliance de SOREMAR et du satellite en devenant opérateur national de télécommunication par satellite INMARSAT (GMPCS) et devient la même année son ISP.
2003 SOREMAR a entamé la certification conformément aux normes ISO 9001 version 2000.Une nouvelle fois reconnue, SOREMAR est accrédité par le Bureau de contrôle ABS (American Bureau of Shipping).
2005 SOREMAR continue sa diversification et entre dans le capital du CNAF (Construction des bateaux) et de MST (sécurité routière).SOREMAR continue sa lancée est devient représentant de NORTHSTAN, NAVMAN, SIMRAD yachting, LOWRANCE, B&G, EAGLE, et RO-CLEAN.
2008 Réalisation du VTS (Vessel Trafic System) pour le détroit de DJEBRALTAR.Signature d’un «marché cadre» de travail avec la Marine Royale.
2009 Installation d’un Simulateur, Radar/ECDIS à l’Institut Supérieur des Etudes
Maritimes (ISEM) à Casablanca
Vente de plus de 2000 émetteurs/récepteurs cryptés aux forces auxiliaires
2010 Fabrication de 197 packs IBHAR contenant GPS/SONDEUR, VHF, batteries et
chargeurs distribués par sa Majesté aux pêcheurs d’Agadir
Création d’une nouvelle agence SOREMAR à SAFI
Signature avec le Ministère de la Pêche d'un marché pour équiper 1500 bateaux de
pêche en VMS (suivi des bateaux de pêche par satellites)
Présentation du VMS à SM le Roi Mohammed VI et inauguration.
Installation des lecteurs biométriques pour le pointage du personnel dans
différentes agences SOREMAR (CASABLANCA, TANGER, AGADIR, LAAYOUNE)
Obtention de la qualification de « SIGNALISATION MARITIME 6.12»
2011 Réalisation du projet « VMS » relatif à l’achat et l’installation du matériel technique
nécessaire à la mise en place d’un système de positionnement et de suivi continu
des navires de pêche par satellites VMS « VESSEL MONITORING SYSTEM » pour le
compte du département de la pêche
Réalisation du VTS LAAYOUNE , SOREMAR est agréée par « RINA »
Renouvellement de l’agrément maritime avec BUREAU VERITAS
Obtention pour la 2ème fois consécutive du label « COFACE »
Augmentation du capital de SOREMAR, ce dernier passant de 4.000.000,00 Dhs à
9.000.000,00 Dhs puis à 15.000.000,00 Dhs.
Ouverture de SOREMAR SECURITE à Casablanca (matériels de sécurité en mer,
Radeaux, extincteurs,....)
Signature avec le Directeur Général de l'IMSO (Organisme Satellitaire de l'IMO) du
contrat où Soremar assure en exclusivité le service LRIT au Maroc.
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Tableau 1 : Historique de SOREMAR
2.3 Activités SOREMAR
Électronique Maritime :
Une des principales activités du Groupe SOREMAR s’articule autour de la distribution, la commercialisation et la maintenance des équipements d’aide à la navigation. Toujours à l’affût des changements de vaste portée dans l’industrie maritime, SOREMAR accorde un intérêt tout particulier aux innovations, surtout lorsqu’il s’agit des domaines stratégiques commerciaux, à savoir:
Les appareils d’aide à la navigation :
Représentant l’activité principale du Groupe SOREMAR, cette branche consiste à fournir à l’ensemble de clientèle dans le domaine maritime, des instruments d’aide à la navigation, des produits à la pointe du progrès que ce soit dans la détection marine ou dans la communication, à la fois pour la pêche côtière, hauturière et marine marchande
(Radars, Gyrocompas, GMDSS, Radio Balises, VHF, MF/HF, Sondeurs, Sonars, AIS, SATCOM, Mini M, Fleet 33, 55 ou 77, Fleet Broad Band…)
Les alarmes et sécurité
La fourniture et l’installation de systèmes d’alarmes et des caméras de surveillance sont également du ressort de SOREMAR. Les produits qu’il propose fonctionnent selon la technologie TWINPASS, idéales entre autres pour les particuliers et les PME.
Les installations électriques, le câblage des armoires électriques.
Dans la perspective de permettre aux clients d'avoir un interlocuteur unique pour l'ensemble de leurs travaux, les services de SOREMAR s’élargissent à l'étude et la conception d'armoire électrique ainsi que l’installation de tableaux de distributions électrique à la fois pour le secteur maritime et industriel.
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Radiocommunication & Systèmes d’Enregistrements :
Cette branche d’activité a été développée au sein du Groupe SOREMAR dès 1992 et son activité dans ce domaine consiste en l’étude et la réalisation, clés en main, des réseaux privés de radiocommunication VHF, UHF, HF ( E/R )
SOREMAR intervient à ce sujet également dans les systèmes d’enregistrements des communications radios, téléphoniques ou données radars (Enregistreurs).
Télécommunication par Satellite
SOREMAR, en partenariat avec France Telecom, a choisi d’étendre son activité au secteur des télécommunications par satellite. Avec INMARSAT, ses certifications et expériences garantissent l’application de procédures rigoureuses, tel que requis par l’International Maritime Satellite Organisation ; Organisme international gérant le système mondial de télécommunications par satellite, notamment pour les applications maritimes de localisation géographique.
Par ailleurs, Soremar est agent Geoye au Maroc, le spécialiste Américain de la collecte d’images et les solutions marines géo-spatiales, les cartes marines numériques (DNCs) et cartes électroniques de navigation (ENCs), répondant aux exigences rigoureuses des normes S-57 et DX-90.
Ces technologies permettent également la détection de bancs de poissons via l’utilisation des logiciels et équipements que nous commercialisons.
Vessel Trafic System :
La participation accrue de Soremar au développement, à la gestion et à la maintenance des ports du Royaume est ainsi orientée vers l’amélioration durable des activités portuaires.Les VTS permettent de réguler le trafic maritime et d’assurer la sécurité, tout en assurant la surveillance des eaux territoriales et la sécurité du port. En 2011, 27 ans d’expérience et l’installation de 11 VTS de marques différentes (NORCONTROL TRANSAS, SOFRELOG, et ARI) sont témoins du savoir-faire de Soremar
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Chapitre 2:Système d’identification Automatique
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1 Texte international réglementant l’AIS
1.1 Convention SOLAS
L'Organisation maritime internationale, dont le siège est à Londres, est une institution spécialisée des Nations Unies ayant pour mission principale de renforcer la sécurité en mer.
Convention SOLAS (Safety Of Life At Sea) est un traité international visant à définir différentes règles relatives à la sécurité, la sûreté et l'exploitation des navires. La première SOLAS a vue le jour en 1914 après le célèbre naufrage du Titanic en 1912. la deuxième en 1929, la troisième en 1948, la quatrième SOLAS en 1960 et la cinquième et dernière SOLAS en 1974.
1.2 Qui sera tenu de transporter l’équipement SIA? (règle proposée)
D'après la convention SOLAS, les navires ayant obligation de posséder le système AIS (en émission et réception) à bord sont :
Les bateaux d'au moins 300 tonneaux effectuant des navigations internationales. Les cargos d'au moins 500 tonneaux indépendamment de leur zone de navigation. Les navires à passagers indépendamment de leur taille.
2 Définition
Le Système d'identification automatique (SIA) désigné en anglais par "Automatic Identification System" ou (AIS) est un système d’échange automatisé de messages entre navires par lien radio VHF (Very High Frequency) qui permet aux navires et aux systèmes de surveillance de trafic de connaître l'identité, le statut, la position et la route des navires se situant dans la zone de navigation.
Avantages pour les utilisateurs
Réduction de la durée des transits et des croisements des navires ; Communications côte-navire sur les conditions de l’eau et de l’environnement ; Communications navire-navire en temps réel ; Amélioration de la gestion de la flotte.
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Avantages pour les entités de la Voie maritime
Données précises en temps réel sur la position des navires, permettant une gestion plus efficace du trafic.
Suivi des mouvements de navires par le Centre de contrôle de la circulation ; Amélioration des capacités d’intervention en cas d’accident ou d’incident, surtout
en présence de cargaisons dangereuses ; Optimisation des horaires pour les inspections de navires ; Possibilité de rationaliser les centres de contrôle de la circulation.
Figure 4 : Affichage de l’AIS existant a la capitainerie
3 Application du système AIS
L'AIS permet d'identifier les navires, notamment lorsque la reconnaissance visuelle ou radar n'est plus en raison de facteurs tels que la nuit, un temps de brume ou un faible échos radar.
En outre l’AIS offre une meilleure précision de la localisation. Cette précision est lié à celle fournie par le système de positionnement GPS : la précision actuelle observée est de l’ordre de 5 mètres.
Grâce au système de positionnement GPS qui permet l’acquisition des positions du navire, le récepteur AIS diffuse ces coordonnés sur une voie VHF. Cette information est collectée par d’autres navires, ou bien par des stations côtières. A travers le traitement de l’information, le système AIS peut être utilisé pour :
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Fournir à des navires des pistes hors de leurs moyens de détection : Assurer le service transmission de pistes VTS.
Eviter les problèmes de collisions. Diffuser de courts messages d’alerte grâce à la facilité de transmissions de
messages qu’offre ce système.
Accéder aux données Statique : Nom et type du navire. Dynamique : position et vitesse Information associés au voyage : Cargaison et nombre de passagers.
Assurer la sécurité côtière à travers l’identification et la poursuite de navires dans le but d’établir une situation du trafic maritime.
Diffuser des renseignements de sécurité maritime.
4 Caractéristique du système
L’AIS est basé sur une communication radio numérique où les différents transpondeurs se partagent le temps d’émission. Le système est limité en théorie à 75 bateaux, cependant, quand un grand nombre de bateaux navigue dans une même zone, le système AIS réduit automatiquement son rayon d’action en réception pour donner plus d’importance aux signaux récupérés les plus forts, c’est à dire aux bateaux les plus proches.
Pour éviter les risques liés à une panne sur un canal de transmission, le système AIS opère parallèlement sur deux fréquences dans la bande de fréquence dédiée à la marine. Ces fréquences sont par défaut réglées à 161,975 MHz et/ou 162,025 MHz.
Les données transmises sont décalées dans le temps sur les deux canaux afin de réduire le temps de rafraichissement. Ces informations sont classées en deux catégories, les informations dites dynamiques et celles dites statiques.
Pour assurer la transmission des informations fiables d'un navire à l'autre, AIS utilise la technologie de l'accès multiple par répartition dans le temps, TDMA (Time Division Multiple Access).
5 Les informations échangées
L’AIS procure deux types d’information, données dynamiques et données statiques (les données concernant le voyage sont considérées comme statiques). Chaque type d’information ou donnée a une durée de validité bien déterminée donc ils doivent être mises à jour à des rythmes différents.
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Informations dynamiques
MMSI Identifiant du bateau (numéro unique de 9 chiffres rattaché à
un navire).ROT (Rate Of Turn) Vitesse de rotation (droite ou
gauche et de 0 à 720 degrés par minute)
Navigation status A l'ancre, au moteur, sous voile ...
Latitude Résolution de 1/10 000 ème de minute
Longitude Résolution de 1/10 000 ème de minute
SOG (Speed Over Ground) Vitesse réelle (fond) entre 0 et 102 nœuds, en 1/10 ème de
nœudsCOG (Course Over Ground) Résolution de 1/10 ème
True Heading (Gyro Compass) Cap en degrés (de 0 à 359 degrés)
Time Stamp : Temps UTC de création du rapport
Heures, minutes et secondes
Informations statiques
IMO ship identification number
Numéro d'identification unique du bateau
Radio call sign Indicatif d'appel radio international de 7 caractères
assigné à un navireNom du bateau 20 caractères maximum
Type de bateau Cargo ...
Dimensions du bateau Dimensions en mètres
Position sur le bateau de l'antenne GPS
Moyen d'obtention de la position du bateau
Non définie, GPS, Loran-C, GPS différentiel ...
Draught (tirant d'eau) Tirant d'eau maximal du bateau entre 0,1 m et 25,5 m
Destination du bateau 20 caractères maximum
ETA : Heure estimée d'arrivée à destination
mois, jour, heure, minutes dans le format UTC
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Tableau 2 : information statique et dynamique envoyer par AIS
6 Topologie du système AIS
Un réseau AIS est constitué en premier lieu de bateaux distribués géographiquement et qui sont généralement en mouvement. On distingue principalement deux scénarios de communication au sein du système AIS à savoir:
6.1 Communication « Navire-Navire »
Les transpondeurs AIS de bord produisent en temps réel des données dynamiques sur le navire - comme sa position, sa vitesse en mer, son cap au sol, SOG, COG, ROT et d'autres états de navigation. Les messages sont diffusés régulièrement afin de rafraîchir les informations, sans nécessité d’intervention humaine. Pour accroître la capacité du système, la fréquence de rafraîchissement est modulée en fonction de la vitesse du navire et de ses évolutions: c’est ainsi qu’un navire lent et suivant une route rectiligne rafraîchira ses données avec une fréquence plus espacée. Le système étudié fournit donc des informations étendues relatives à la navigation des navires à proximité (à la condition que ces derniers soient équipés en AIS).
6.2 Communication « Navire-Station de base »
L'architecture peut être étendue en incluant les stations de base côtière éventuellement connectées à l'aide d'un réseau câblé. Le réseau peut être utilisé par différents groupes d’utilisateurs. Par exemple, à l'aide de VTS on peut obtenir une grande couverture
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Figure 5 : Topologie & Principe du système AIS
géographique d’AIS, ainsi un propriétaire d'une flotte de bateaux peut contrôler les positions des navires de la compagnie.
En effet, l’acheminement des données des navires vers les stations côtières offre la possibilité de connaître l’état d’un navire, de sa cargaison, de surveiller sa route, et de coordonner d’éventuelles opérations de recherche et sauvetage. D'autre part, la transmission des messages AIS à partir d'une station de base vers les navires est tout à fait pausible. En effet, les stations côtières AIS peuvent être utilisées pour l'émission des informations de sécurité critiques. Cela inclut les informations locales au sujet du temps, des restrictions de navigation et les corrections différentielles pour que les bateaux puissent obtenir des informations de position très précises.
7 Architecture du système AIS
Le premier équipement composant un terminal AIS consiste en un récepteur GPS qui fournit une référence temporelle au système AIS. La référence en question permet au transpondeur de connaître l’origine du temps universel, et de synchroniser par la suite les transmissions en évitant ainsi les collisions entre les paquets qui pourraient être la cause d’une dégradation des performances du récepteur.
L’autre équipement consiste en un transpondeur VHF (Very High Freqency) qui est composé d’un émetteur et de deux récepteurs fonctionnant dans un mode d’accès TDMA. Le transpondeur émet et reçoit les ondes électromagnétiques sur le canal radio VDL (Very High Frequency Data Link) qui relie les différentes stations AIS. Chaque intervalle de temps occupé par une station dure 26.66ms. Afin d’assurer cette contrainte temporelle, le transpondeur VHF doit avoir un temps de basculement en mode transmission ou en mode de réception inférieur à 1ms.
Afin de permettre le traitement de toutes les informations, dont le rapport des positions GPS, une station AIS doit disposer d’un microprocesseur qui effectue la majorité des traitements numériques des données reçues et transmises. Le microprocesseur permet aussi la modulation et la démodulation ainsi que la gestion et le contrôle des autres périphériques du transpondeur. Une autre tâche assurée par le processeur consiste à effectuer la synchronisation temporelle entre les différentes stations à partir d’une référence UTC récupérée auprès du GPS. Cette opération consiste à calculer les intervalles de temps alloués par une station.
Le clavier alpha-numérique minimal permet d’entrer les informations relatives au voyage telles que le nombre de personnes à bord du navire ou sa destination ou autre type d’informations.
Le BITT « Built-in-Integrity-test » est un système qui contrôle de façon continue les problèmes potentiels dus à un mauvais fonctionnement.
Une station AIS peut contenir une interface de connexion externe à un afficheur. Les utilisateurs peuvent bénéficier par conséquent d’un affichage étendu et en temps réel étant donné la couverture étendue du système.
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Figure 6 : diagramme du système AIS
Figure 7: image de l’AIS
8 Les différents types de transpondeurs AIS
8.1 Système AIS classe A :Les Equipements de Classe A respecteront les prescriptions applicables aux systèmes SIA
fixées par l'OMI.Type utilisé sur les navires soumis aux conventions SOLAS (cargos marine marchande ...).
Ils permettent la transmission d'informations sur leurs caractéristiques, leur position, leur tirant d'eau, leur type de cargaison et leur destination.
La puissance d'émission des transpondeurs classe A est de 12,5W (par défaut) ou de 2W (opération dans une zone spécifique).
8.2 Système AIS classe B :
Les équipements de Classe B fourniront des installations ne respectant pas nécessairement toutes les prescriptions applicables aux systèmes SIA fixées par l'OMI.
Type utilisé sur les navires non soumis aux conventions SOLAS (bateaux de pêche de moins de 15 m, bateaux de plaisance ...).
Les transpondeurs de classe B ont été spécifiés comme une version moins coûteuse et de portée plus limitée (entre 5 et 10 nm) que les transpondeurs de la classe A.
La fréquence d'émission des messages est plus faible qu'avec les transpondeurs de classe ALa puissance d'émission des transpondeurs classe B est de 2W (par défaut).
9 Pile protocolaire :
La norme couvre les couches 1 à 4 (couche Physique, couche Liaison, couche Réseau, couche Transport) du modèle d'interconnexion des systèmes ouverts (OSI, open system interconnection).
Figure ci-après illustre le modèle des couches d'une station SIA (couche Physique à couche Transport) et les couches des applications (couche Session à couche Application):
Figure 8 :Pile protocolaire
23
9.1 La couche physique :
La couche physique s'occupe de la transmission des bits de façon brute sur un canal de communication. Cette couche doit garantir la parfaite transmission des données (un bit 1 envoyé doit bien être reçu comme bit valant 1). Les paramètres de la couche physique sont résumés dans le tableau ci-dessous :
Le paramètre Valeur minimale Valeur maximale
Bande de fréquence 156,025 MHz 162.25 MHz
Voies par défaut AIS1: 161,975 MHz AIS2: 162,025 MHz
Largeur de Bande 12.5 KHz Bande étroite 25 KHz Bande large
Modulation GMSK GMSK
Produit BT à l’émission 0.3 0.5
Produit BT à la réception 0.3/0.5 0.5
Débit binaire 9600 Kbits/s 9600 Kbits/s
Codage en ligne NRZI NRZI
Puissance de sortie de l’émetteur
2 W 12.5 W
Temps de stabilisation de l’émetteur
<1ms <1ms
Séquence de conditionnement
24 Bits 24 Bits
Correction d’erreur Non utilisé Non utilisé
Entrelacement Non utilisé Non utilisé
Embrouillage Non utilisé Non utilisé
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Tableau 3 : Paramètres de la couche physique AIS
9.1.1 Modulation GMSK La modulation peut être définie comme le processus par lequel le signal est transformé de
sa forme originale en une forme adaptée au canal de transmission soit en modifiant l’amplitude, la phase ou la fréquence.
En raison de la forte variabilité de l'amplitude des signaux dans un environnement mobile, on préfère recourir à une technique de modulation angulaire. À l’instar du standard AIS qui a opté pour une modulation de phase à déphasage minimal avec filtrage gaussien GMSK.
Le produit BT du modulateur GMSK utilisé pour la transmission des données sera de 0,5 maximum lorsque le système fonctionnera sur une voie de 25 kHz et de 0,3 lorsque le système fonctionnera sur une voie de 12,5 kHz.
Le démodulateur GMSK utilisé pour la réception des données aura un produit BT de 0,5 maximum pour une voie de 25 kHz et de 0,3 ou 0,5 pour une voie de 12,5 kHz.
9.1.2 Paramètres RF de l’émetteur et Chronogramme de transmissionLe temps d’établissement RF de l’émetteur ne dépassera pas 1 ms après réception du
signal d’activation de l’émetteur, ce temps étant le délai qui s’écoule entre la réception du signal et le moment où la puissance RF atteint 80% de son niveau nominal.
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Figure 9 : Chronogramme de transmission
T(n) Temps (ms) Description
T0 0.000 Début d’intervalle de temps .Puissance RF appliquée
Tts 0.832 Début de la séquence de conditionnement
T1 1.000 Temps de stabilisation de la puissance RF et de la fréquence
T2 3.328 Début du paquet de transmission (fanion de début). Cet événement peut être utilisé comme source de synchronisation
secondaire en cas de perte de la source primaire (UTC)Ts 4.160 Marqueur de verrouillage de l’intervalle. Fin de fanion de début
des données T3 24.128 Fin de transmission en supposant un bourrage de bits nul.
Aucune modulation n’est appliquée après la fin de la transmission.
Dans le cas d’un bloc de données plus court, l’émission peut prendre fin plus tot
T4 T3+1.000 Moment auquel la puissance RF doit avoir atteint zéro
T5 26.670 Temps de stabilisation de la puissance RF et de la fréquence
Tableau 4 : Chronogramme de transmission
9.2 Couche liaison de données :Elle spécifie la manière d’organisation des données afin d’avoir la faculté de détecter et
corriger les erreurs au transfert de données. La couche Liaison de données est divisée en trois (3) sous-couches.
Contrôle de Redondance Cyclique
Le CRC est une fonction de hachage qui est généralement utilisée pour détecter les erreurs dans les communications de données. Il s’agit d’une séquence binaire de longueur fixe calculée à partir des données à transmettre et envoyée jointe à ces dernières. Le récepteur peut calculer le CRC des données reçues et le comparer au CRC reçu afin de détecter des erreurs de transmission. Il est bien connu que le CRC est défini comme le reste de la division par un polynôme générateur d’un polynôme engendré par les données.
Bits de bourrage
Dans certains systèmes de transmission, des bits de bourrage sont insérés dans les bits de données afin de limiter le nombre de bits consécutifs de même valeur. Les nouvelles transitions ainsi générées permettent de resynchroniser l’horloge du récepteur, ou d’éviter des séquences binaires spécifiques. Ainsi, dans le protocole HDLC, un bit 0 (appelé bit de bourrage) est inséré après une séquence de cinq bits 1 afin que les données utiles ne soient pas confondues avec le drapeau de fin, constitué de deux bits 0 de part et d’autre de six bits 1 (comme cela est illustré sur la figure 2). On supposera ici, pour simplifier la présentation, que les bits de bourrage sont toujours des bits 0, comme dans les standards HDLC et AIS.
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9.2.1 Sous-couche 1: MAC (Medium Access Control)
Elle contrôle et définit la méthode d’accès au support de transfert de données. L'AIS est basé sur la communication radio numérique en utilisant la technique TDMA (Time Division Multiple Access) à référence commune qui est le temps UTC (Universal Time Coordinated), d’où le système doit disposer continuellement de ce temps avec la précision requise.
La technique TDMA repose sur le fait qu’une simple bande de fréquence est mise à disposition de plusieurs utilisateurs en divisant le temps de transmission en intervalles de temps (time slots) ensuite chaque utilisateur utilise un TS distinct que ceux utilisés par les autre.
Le lien de données est subdivisé en trames durant chacune 60 secondes. La trame est en outre divisée en 2250 intervalles de temps. Chaque intervalle de temps comporte une trame composée de 256 bits ayant une durée de 26.67ms. L'accès à la liaison de données sera, par défaut, octroyé au début d'un intervalle de temps.
Accès aux intervalles de temps
L'émetteur doit commencer l'émission en activant la puissance RF au début d'un intervalle de temps et la désactivation après la transmission doit se produira à l'intérieur des intervalles de temps attribués à l'émetteur comme le montre la figure ci-dessous :
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Figure 10 : Principe des bits de bourrage
Figure 11 : Trame AIS
Figure 12 : Accès aux intervalles de temps
9.2.2 Sous-couche 2: Service de liaison de données (DLS, Data Link Service)
L’activation et la libération de la liaison
La sous-couche DLS utilise la sous-couche MAC pour l’activation et la libération de la liaison de données.
Un time Slot peut avoir 4 états possibles :
Libre : l’intervalle n’est pas utilisé pendant la plage de réception de la station considérée. Des intervalles de temps attribués extérieurement qui n’ont pas été utilisés pendant les 3 trames précédentes sont aussi des intervalles libres.
Attribution interne: l’intervalle de temps est attribué par la station considérée et peut être utilisé pour la transmission.
Attribution externe : l’intervalle de temps est attribué à une autre station et ne peut pas être utilisé par la station considérée.
Disponible: l’intervalle de temps est attribué extérieurement par une station distante peut être utilisé par la station considérée s’il y a encombrement de la liaison de donnée.
Format des paquets
Les données seront arrangées dans des paquets de la manière suivante :
Séquence de Conditionnement : La transmission des données commencera par une séquence de conditionnement de 24 bits (préambule) destinée au démodulateur et qui servira de segment de synchronisation. Ce segment sera constitué d'une alternance de 0 et de 1 (0101...). Le codage utilisé Etant de type NRZI, cette séquence pourra commencer indifféremment par un 1 ou un 0.
Fanion de début : Le fanion de début aura une longueur de 8 bits et sera un fanion HDLC standard. Il est utilisé pour détecter le début de la transmission d'un paquet. Le fanion de début est constitué d'une suite de 8 bits: 01111110.
Données La partie donnée aura une longueur de 168 bits dans le paquet de transmission par défaut.
FCS : La séquence FCS utilise le polynôme de contrôle de redondance cyclique (CRC) à 16 bits. Seule la partie donnée sera incluse dans le calcul du CRC.
Fanion de fin : Le fanion de fin est identique au fanion de début.
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Figure 13 : Format du paquet
Tampon : Le tampon aura normalement une longueur de 24 bits
9.2.3 Sous-couche 3 : Entité de gestion de la liaison (LME)
La sous-couche LME gère le fonctionnement des sous-couches DLS, MAC et de la couche Physique.
Modes de fonctionnement
Trois modes de fonctionnement existant dans un système AIS. Le mode par défaut autonome, le mode attribution et le mode interrogation. La commutation vers d'autres modes ou vers le mode autonome à partir d'autres modes pourra être réalisée au besoin par une autorité compétente.
Mode autonome : Une station fonctionnant en mode autonome programmera la transmission de sa position. La station résoudra automatiquement les conflits de programmation avec les autres stations.
Mode attribution : Une station fonctionnant en mode attribution utilisera le programme de transmission qui lui aura été attribué par une station de base ou une station répétrice de l'autorité compétente.
Mode interrogation : Une station fonctionnant en mode interrogation répondra automatiquement aux messages d'interrogation (Message 15) d'un navire ou de l'autorité compétente. Le fonctionnement en mode interrogation ne devra pas entrer en conflit avec un fonctionnement dans les deux autres modes. La réponse devra être transmise sur la voie où le message d'interrogation a été reçu.
9.3 Couche Réseau
9.3.1 Priorité des messagesIl y a 4 (quatre) niveaux de priorité pour les messages, à savoir: Priorité 1 (rang de priorité le plus élevé): messages critiques de gestion des liaisons,
notamment les messages contenant des comptes rendus de position pour assurer la fiabilité de la liaison.
Priorité 2 (priorité de service la plus élevée): messages relatifs à la sécurité. Ces messages seront transmis avec un délai d'attente minimum.
Priorité 3: attribution, interrogation et réponses à des messages d'interrogation. Priorité 4 (rang de priorité le plus faible): tous les autres messages.
Les rangs de priorité ci-dessus sont attribués en fonction du type de messages, ce qui permet d'avoir un mécanisme permettant de classer des messages particuliers par ordre de priorité. Les messages sont donc traités par ordre de priorité. Ces dispositions s'appliquent aussi bien aux messages reçus qu'aux messages à transmettre. Des messages ayant le même rang de priorité sont traités selon la règle du premier arrivé, premier servi.
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9.3.2 Acheminement des paquets de transmission Les taches suivantes sont exécutées concernant l'acheminement des paquets:
o Les comptes rendus de position seront distribués à l'interface de présentation. o La position propre sera signalée à l'interface de présentation et également transmise
sur la liaison de données en ondes métriques. o Une priorité est attribuée aux messages si une mise en file d'attente des messages est
nécessaire. o Les corrections GNSS reçues sont sorties à l'interface de présentation.
9.4 Couche Transport
9.4.1 Conversion en paquets de transmissionLa couche Transport convertira les données reçues de l'interface de présentation en paquets de transmission. Si la longueur des données nécessite une transmission dépassant cinq (5) intervalles de temps, le système SIA ne transmettra pas les données et répondra par un accusé de réception négatif à l'interface de présentation.
9.4.2 Message à adressage sélectifLes messages à adressage sélectif auront une identité utilisateur de destination. La station source prévoira un message d'accusé de réception (Message 7 ou Message 13). Si aucun accusé de réception n'est reçu la station ressaiera la transmission. Un délai de 4 s est laissé avant de faire une nouvelle tentative.
9.4.3 Message à radiodiffusion généraleUn message à radiodiffusion générale n'a pas d'identité d'identificateur de destinataire.
Par conséquent, les stations de réception n'accuseront pas réception d'un message à radiodiffusion générale.
10 L’émetteur /récepteur VHF :
L'émetteur-récepteur VHF est l’assemblage d’un appareil VHF classique et d’un sous-ensemble constitué d’un codeur/décodeur d’appel sélectif et d’un récepteur de veille de la voie 70.
Dans cette catégorie, on trouve des ensembles VHF similaires aux modèles ci-dessous. Le boîtier codeur/décodeur/récepteur de veille se caractérise par la présence :
du connecteur de l’antenne du récepteur de veille d’une commande d’envoi d’appel de détresse (1) d’un clavier spécifique d’accès aux différentes fonctions de l’appareil
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10.1Fréquence de la bande VHF maritime :
La bande de fréquences VHF internationale, réservée au service radio maritime, s'étend de 156 MHz à 162 MHz.
Toute émission est caractérisée :
Les ondes radioélectriques se propagent dans l'atmosphère à une vitesse de 300.000 km/s (célérité).
On discerne 4 types d’ondes : - Les ondes hectométriques : MF (Medium Frequency);- Les ondes décamétriques : HF (High Frequency) ; - Les ondes métriques : VHF (Very High Frequency) ;- Les ondes décimétriques : UHF (Ultra High Frequency) ;
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Figure 14 : différent type d’appareil VHF
Figure 15 : image d’appareil VHF
Catégories Abréviation Bande de fréquence Longueur d’onde
Ondes hectométrique
MF 300 KHz à 3 MHz 1 000 m à 100 m
Ondes décamétriques
HF 3 MHz à 30 MHz 100 m à 10 m
Ondes métrique VHF 30 MHz à 300 MHz 10 m à 1 m
Ondes décimétrique
UHF 300 MHz à 3 GHz 1 m à 0.1 m
Tableau 5 : ondes radioélectriques
10.2Identités du service mobile maritime (MMSI)Un moyen d’identification est mis en place pour satisfaire les techniques ASN et les services mobiles par satellite Inmarsat.
Chaque navire ou station côtière participant au SMDSM possède une identification unique composée d'un numéro à 9 chiffres appelé MMSI (Maritime Mobile Service Identity).
Un code de trois chiffres, le MID (Maritime Identification Digit), indique la nationalité du navire ou de la station côtière.
L'UIT attribue à chaque état un, ou plusieurs MID, (selon l'importance de la flotte nationale). À ce jour, la France métropolitaine possède 3 MID : 226, 227 et 228.
Ex : MMSI d'un navire immatriculé en métropole : 227 250 010
Il existe 4 catégories de MMSI pour les stations de navires et les stations côtières:
Catégorie de navires Type MMSI Exemple de MMSI
Stations de navires MID XXX XXX 227 132 120
Appel de groupe de navires
0MID XXX XX 0227 310 00
Stations côtières 00MID XXXX 00227 5400
Appel de groupe de stations Côtières
00 MID XXXX 00227 4000
Tableau 6 : Types de MMSI
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10.3Antenne VHF:
L’antenne est un circuit résonnant qui a un double but :
en émission, transformer un maximum d’énergie électrique haute fréquence en énergie électromagnétique de même fréquence
en réception, capter un maximum d’énergie électromagnétique haute fréquence et la transformer en énergie électrique de même fréquence disponible pour le récepteur.
Pour remplir ce rôle, l’antenne doit être : - dédiée à son équipement - conçue pour une utilisation maritime - Antenne fouet en ½ (soit 4 mètres en VHF) pour la bande marineλ
VHF de 156 - 162,5 MHz.L’alimentation nécessaire (5 V DC) pour l’amplificateur est fournie par le câble
coaxial de descente. Jusqu’ à 30 m de câble coaxial RG 214/U peut être utilisé entre l’antenne et l’émetteur/récepteur.
10.4Voies simplex et duplex :
Exploitation simplex
Une même fréquence (F1 par exemple) est utilisée à l'émission comme à la réception (c'est le cas notamment des voies navire–navire). Le mode d'exploitation ne peut se faire qu'à l'alternat : les opérateurs transmettent et reçoivent l'un après l'autre.
Exploitation duplex
on utilise deux fréquences différentes à l'émission et à la réception (F3 et F4 par exemple). Les opérateurs émettent et reçoivent en même temps (comme au téléphone).
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Figure 16 : Voies simplex
Figure 17 : Voies duplex
11 Le GPS « Global Positioning System »
Le GPS ou « Global Positioning System » est un système américain basé sur une constellation de satellites défilant en orbite polaire (ils passent par le pôle), embarquant des horloges très précises permettant la diffusion d'éphémérides aussi précis.
Après traitement et reconstitution du temps de propagation des satellites au sol (le temps que va mettre l’onde radio partant du satellite à arriver au récepteur au sol), cela permet de se positionner sur la terre, et aussi d'apprécier déplacements, vitesses, accélérations c'est-à-dire faire de la navigation par des calculs de trajectographie.
Le GPS comprend au moins 24 satellites tournant à 20 200 km d'altitude. Ces satellites émettent en permanence sur deux fréquences L1 (1 575,42 MHz) et L2 (1 227,60 MHz) modulées en phase (BPSK).
11.1 Principe de fonctionnement :
En 2 dimensions, le principe de détermination de la position d'un récepteur GPS se présente ainsi :
Le récepteur GPS connait, grâce aux ondes émises par les satellites, leur position précise ainsi que l'heure d'émission des ondes. Il peut donc calculer sa instance, nommée
"pseudo-distance", à chacun des satellites grâce à la formule : D = V . T
D = distance
V = vitesse de la lumière
t = temps du signal
On considère la distance d séparant un satellite d’un récepteur GPS. Sachant que le satellite a une position X précise et définie dans un espace à 3 dimensions, l’ensemble des points possibles où pourrait se situer l’utilisateur du GPS est la sphère de centre le satellite et de rayon la distance d.
de la même manière on fait intervenir un deuxième satellite qui connaît la distance le séparant du récepteur GPS.L’intersection des deux sphères forme un cercle. Ce cercle représente l’ensemble des positions que peut avoir le récepteur GPS.
Mais la précision du satellite n’étant pas suffisante avec 2 on se sert d’un troisième satellite. La démarche est identique aux 2 précédents satellites. On obtient alors 2 points possibles.
Dans le cas où l’utilisateur se situe à la surface de la Terre seul un des 2 points est cohérent. Ainsi on peut déduire sa position exacte en éliminant le point donnant un résultat incohérent.
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Donc : en théorie 3 satellites suffisent pour connaître la position exacte d’un point sur Terre. Pourtant, qu’on pratique on utilise 24.
12 Carte AIS en temps réel sur internet MarineTraffic.com est un site basé sur l’application Google Maps qui vous permet
par AIS de suivre en temps réel la position de nombreux bateaux navigant sur les océans et les mers du monde. De nombreuses informations sont disponibles, on peut tout d’abord géolocaliser rapidement les bateaux sur la carte et recenser le nombre de bateaux en mer en un rapide coup d’œil, et on peut également faire une recherche plus pointue. En effet, lorsque vous cliquez sur l’icône d’un bateau, vous obtenez de nombreuses informations : son type, sa photo, sa position exacte, sa vitesse ainsi que la direction dans laquelle il se dirige.
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Figure 18 : Principe de system GPS
Figure 19 ,20 : Le site marinetraffic.com avec AIS et Google Maps
Comment les données sont recueillies?
les stations de base sont équipées d'un récepteur AIS, un PC et une connexion Internet. L'appareil reçoit des données AIS, qui sont traitées par un logiciel simple sur le PC, puis envoyée à une base de données centrale au moyen d'un «service web». Ce logiciel est gratuit pour toute personne intéressée.
On trouve aussi une application pour portable sous Android téléchargeable sur Google Play
Figure 21 : L’application de Marinetrafique.com AIS sur Android
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Figure 22: Capture d’écran de l’application de Marinetrafique.com AIS (Navires passant par le Gibraltar)
Figure 23 : Capture d’écran de l’application de Marinetrafique.com AIS (Informations sur l’un des navires passant par le Gibraltar)
13 Autre moyen de localisation marine
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Autrefois, seuls les amers et les sondes ainsi que les astres constituaient des éléments de référence grâce auxquels les marins pouvaient connaître approximativement leur position. Aujourd'hui, on a utilisé les ondes radioélectriques pour les aides à la localisation et la navigation maritime. Des moyens radioélectriques terrestres et satellitaires qui vont permettre au navigateur de se situer de façon précise et aux diverses autorités maritimes de surveiller et guider les navires.
Les progrès spectaculaires réalisés ces dernières décennies ont mis en exergue qu'il apparaît utile de ne plus considérer un "système" de navigation comme un instrument isolé, mais de construire des ensembles capables d'intégrer des informations provenant de plusieurs sources et de les présenter de manière synthétique (radar, radio, GPS, sondeur…)
13.1 Le radar naval :
Le radar naval est un appareil de télédétection par émission d'ondes électromagnétiques avec des caractéristiques propres à l'usage en mer ou sur un plan d'eau. La détection d'obstacle sur la mer a historiquement été la première application de ce radar. Toutefois, ce n'est qu'après le naufrage du Titanic en 1912 que le besoin d'un dispositif de télémesure à bord d'un navire ne s'est réellement fait sentir. Depuis, le domaine naval est resté l'un des domaines-clés pour l'application de la technologie du radar.
Domaine civil : Le radar équipant un bateau permet d'assurer la fonction d'évitement d'obstacles de nuit
comme de jour et dans la brume. Ces obstacles sont soit la côte, soit d'autres navires, soit des objets dérivants comme des icebergs.
Domaine étatique : La surveillance maritime est l'ensemble des activités généralement
dévolues aux garde-côtes et à la police maritime. La patrouille maritime est essentiellement une activité militaire.
AIS et radar
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Figure 24 : Radar maritime FURUNO avec son Antenne
L'AIS est beaucoup plus simple d'utilisation (visualisation de la position des bateaux sur une cartographie).
L'AIS permet d'avoir des infos précises sur un navire ce qui n'est pas possible avec le radar.
L'AIS est nettement moins cher qu'un radar. L'AIS ne permet pas de détecter les objets ou bateaux non équipés d'un
transpondeur AIS.
Le système AIS ne remplace pas le radar. Il est d'ailleurs moins complet mais il vient le compléter.
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Conclusion Générale
L’adoption de la technologie AIS dans le domaine de navigation maritime comme un moyen d’échange de données de sécurité et des informations de navigation souligne lapertinence de développement de ce système.
L’AIS comme nous avons vu dans les chapitres précédents offre plusieurs avantages soit pour les utiliateurs soit pour les entités de la voie marine, mais son grand inconvénient est lié au fait que les petits navires ne sont pas équipés et ne peuvent donc pas être repérés ni repérer les autres bateaux par ce système.
La partie la plus intéréssente dans l’AIS est sa couche de liaison, elle recourt à des téchniques de multiplexage et des algorithemes de signalisation utilisés pour la premiére fois dans ce systéme telque la SOTDMA.
Alors en guise de perspective une étude et évaluation des performances de la couche liaison donnera une autre vision sur le systéme.
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Annexe
Transpondeur navigation AIS TCB 200
Electrique Alimentation : 12 volts CC Consommation: 0.5 A continuConsommation émission: 6 w en moyenne
RécepteurFréquences: 156.025-162.025 Mhz Excursion: 25 Khz Récepteurs: 2 un partageant AIS et DSCSensibilité:- 107 dBMTaux message erreur: 20%Démodulation: GMSK/FSK Blocking: 84dBImpédance antenne: 50 ohms
EmetteurPuissance sortie : 1w – 4wModulation : GMSK Physique Dimensions: L:165 x W120 x H50mm Poids: 600g Connecteurs Alim: prise 2 pôles Connecteur d'antenne VHF : BNC Connecteur d'antenne GPS : TNC
I/O interface: RS 232:115,2K/38,4K RS422/NMEA bi directionnel
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Bibliographie
http://www.capbreizh.com/tutoriaux/ais/ais.htm
RECOMMANDATION UIT-R M.1371-1* : Caractéristiques techniques d'un
système d'identification automatique universel de bord pour navire, utilisant
l'accès multiple par répartition dans le temps et fonctionnant dans la bande
attribuée aux services mobiles maritimes en ondes métriques.
PROJET DE FIN D’ETUDES : Etude et implémentation embarquée du protocole
d’accès pour le terminal d’aide à la navigation maritime AIS. Elaboré par Bel
Hassine Monem. SUPCOM.
www.marinetraffic.com
Agence Nationale des fréquences : MANUEL DE PREPARATION A L'EXAMEN DU
CERTIFICAT RESTREINT DE RADIOTELEPHONISTE DU SERVICE MOBILE
MARITIME.
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