随着航运业的快速发展，水域交通的拥堵问题也逐渐显现，为了最大限度的确保船舶的安全行驶，要求船舶航行必须具备良好的导航技术，作为最常用的船舶防避碰仪器，自动雷达标绘仪（ARPA）和船舶自动识别系统（AIS）在船舶航行中发挥着越来越重要的作用。
一. 船舶自动识别系统（AIS）简介
船舶自动识别系统（Automatic Identification System, 简称AIS 系统）由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，由舰船飞机的敌我识别器发展而成，配合全球定位系统（GPS或北斗）将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶的动静态信息，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。AIS的主要应用有：
1、船舶避碰：安装AIS的船舶能自动识别和信息交流；
2、海事管理：对船舶航行的静态和动态信息进行连续的监视和管理；
3、增强VTS功能：提高船舶的识别精度和信息量,延伸船舶的交通管理范围。
二.自动雷达标绘仪（ARPA）简介
ARPA（Automatic Radar Plotting Aid）中文译为“自动雷达标绘仪”，是在普通雷达的基础上，根据人工标绘原理，增加输入、存储、计算、判断、输出、模拟、绘图和告警等功能发展而成的一种新型雷达。它的主要功能有：手动或自动录取目标、对已录取目标进行跟踪与预测、计算并显示跟踪目标信息、判断跟踪目标与本船是否有碰撞危险并报警、通过试操船给出避让措施等。通过计算机的处理，雷达操作人员只要手动选择需要跟踪的目标，或者给出警戒区域范围，就可以由计算机对选择的目标进行自动跟踪处理，在短时间内就可以得到跟踪目标的运动参数。具有 ARPA 功能的雷达与普通船用雷达相比，可以持续输出必要的目标航行信息和对航行态势作出评估，操作人员通过 ARPA 进行早期观测与评估，以免盲目作出避让操作，这大大降低了发生碰撞事故的概率。特别是遇到恶劣天气的情况下，ARPA 就是操作人员的“滤镜”。正确使用以及充分发挥 ARPA 的功能将对船舶安全航行起到至关重要的作用，在很多大型船舶上，ARPA现在甚至是必备功能，随着船舶自动化程度的提高，未来带ARPA功能的雷达将会越来越多。
三.AIS和ARPA优缺点
a)有较高的定位精准度，且定位稳定性较好，一般不随距离和方位的变化而出现改变；
b)由于引用了现代通信技术，所以AIS 的通信质量非常高，不仅能够实现信息的自动化收发，而且几乎不受气候、海况等干扰因素的影响；
c)数据信号的覆盖范围极广，基本不受遮挡物、阻碍物的影响，连续性、完整性较强;
d)能够处理较为庞大的数据信息，并且实现数据信息的及时更新，为引航员提供准确的船舶航行信息，确保航行顺利。
a)识别和接收数据信号是被动的，所以其发现目标的能力受到制约；
b)由于采用时分多址通信技术，当出现局部海域装置AIS 设备船只过多时，就会出现通信受阻，影响信号的收发，严重时甚至会导致系统瘫痪；
c)由于其数据信息均是通过传感器来搜集和获得的，所以受传感器影响较大，获取的信息存在不准确、精准度不高的现象，影响引航员对船舶状态的判断;
d)能够实现对危险的自动化判断，有助于引航员采取合理的措施调整船舶航行状态，确保船舶顺利航行.
a)有一定的探测盲区（如极近距离作业船、大船背后、陆地、岛屿等遮蔽目标）；
b)受海杂波,恶劣天气的干扰，在进行目标检测时可能会出现漏检和误检的现象；
c)受目标尺寸大小,距离远近和形状不同有可能产生较弱回波,可能出现漏跟踪或错误跟踪而不能提供避碰数据；
d)在船舶航行至拥堵的海域时，可能会引发误跟踪问题；
e)无法获得详尽的船舶类型、规格等相关信息，观测人员无法准确的辨认船舶的身份特征。
由以上可知，AIS只对安装AIS的船舶才是“可见的”，是一种被动手段，而雷达是根据物标的反射波确定其位置，故都是“可见的”，是一种主动手段；AIS跟踪的船舶数量几乎是没有限制的，而雷达跟踪的目标数量是有限制的；雷达的一些功能是AIS不具备的，相对运动/真运动矢量线的运用，尾迹的运用，偏心功能的运用等。所以安装了AIS，仍然不能取代雷达。
四.AIS和ARPA的组合使用
ARPA 和AIS 都存在一定的缺陷，但是却又都是船舶引航必不可缺的重要设备，通过建立ARPA与AIS的结合系统，将两者的缺陷进行弥补、优势进行优化，使目标显示更清晰，更有助于操作者了解当前的航行态势。雷达ARPA 和AIS融合的流程见图1。
图1 AIS和雷达ARPA联合过程
雷海科技的产品已能够很好的呈现AIS和ARPR目标融合效果，见图2所示，为有所区别，其中单ARPA目标以圆圈形状显示，单AIS目标使用三角形显示，AIS和APRA关联后的目标以六边形显示，显控界面可以根据用户需要选择单显、多显、复合显示等多种视图。
图2 雷海产品AIS和雷达关联融合显示
两种技术的结合应用，不但可以降低船舶航行中遭遇碰撞的风险，而且可以减少目标丢失以及跟踪错误等问题的发生。在船舶的航行过程中，如果目标发生变化，可以通过这两项技术的应用提高反应的及时性，进行ARPA与AIS的重叠与对比，从显示屏的回波中筛选出有利于船舶航行的信息，有效的规避风险。与此同时在判断船舶情况、动态变化以及碰撞风险时，与单项技术相比，两种技术组合应用的效率更高，效果更加全面。通过两种技术组合而提供的船舶避碰信息，具有更高的准确性、稳定性以及清晰度，能够对碰撞风险进行有效的辨别。
雷海科技