Undersøkelse av forskjeller i meldingsmottakelse mellom AIS-satellittdata og simuleringsverktøy

Abstract

AISDET er et simuleringsverktøy utviklet ved Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI) for å evaluere ytelsen til et satellittbasert AIS-system. Denne rapporten undersøker avvik mellom antall meldinger mottatt av AISSat-1 og AISSat-2 den 2. august 2014, og antall meldinger simulert i AISDET i samme periode. Forskjeller mellom de to ulike AIS-frekvenskanalene blir også undersøkt. Reelle satellittdata og AISDET-data blir etterprosessert i MATLAB og analysert videre i Systems Tool Kit (STK). Målet er å identifisere mulige forstyrrelser som kan tas hensyn til i en senere utgave av programverktøyet, og dermed forbedre nøyaktigheten i simuleringene. Resultatene viser at AISDET simulerer ytelsen til AIS-satellittene svært godt, men nesten konsistent overestimerer ytelsen. Ved å se på meldingsmottakelse over et kort tidsrom (per minutt) er det mulig å identifisere uvanlige avvik mellom simuleringene og reelle satellittdata. Resultatene tyder på at det er områder, spesielt på den nordlige halvkule, hvor det potensielt er bakkebasert interferenskilder. To tyngdepunkt trer tydelig fram. Det ene er over sentrale deler av Russland, mens det andre er i nordvestlige deler av Nord-Amerika. Resultatene tyder på at det er interferens langs vestkysten av Nord-Amerika som påvirker AIS-kanal 1. På den sørlige halvkule viser resultatene at det er en potensiell interferenskilde i Sentral-Afrika som ser ut til å påvirke begge AIS-frekvenskanalene. Resultatene tyder på at det er mulig å oppnå en tydelig forbedring i nøyaktigheten til AISDET-simuleringene ved å ta hensyn til bakkebasert interferens.

AISDET is a simulation tool developed at the Norwegian Defence Research Establisment (FFI) that is used to evaluate the performance of a satellite based AIS system. This report investigates differences in the number of messages received by AISSat-1 and AISSat-2 on 2 August 2014 with the number of messages simulated in the software over the same period. Variations between the different AIS frequency channels are also investigated. Satellite data and AISDET data is post-processed in MATLAB and analysed further in STK. The aim is to identify potential sources of interference, which can then be accounted for in a future version of AISDET in order to improve the accuracy of the simulations. The results show that AISDET simulates the performance of the AIS satellites very closely, but consistently overestimates the number of messages received. By looking at the number of messages received over a short time period (per minute), it is possible to identify unusual anomalies between the satellite data and the simulation data. The results indicate that there are areas, particularly in the northern hemisphere, where there are potential sources of ground based interference. The analysis identifies two particular areas, the northwestern parts of North America and the central parts of Russia. The results suggest that there is a source of interference along the west coast of North America that is affecting AIS frequency channel 1. In the southern hemisphere the data suggests that there is a possible source of interference in Central Africa that appears to affect both AIS frequency channels. The results suggest that a significant improvement in the accuracy of the simulations is possible if ground based interference sources are incorporated into the software.