Luận án tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông: Nghiên cứu, phát triển hệ thống truyền tin phục vụ quản lý và dẫn đường trên biển

Tổng quan về hệ thống truyền thông tinbién

Ban đầu, hệ thống truyền thông tin biển được nghiên cứu, chế tạo để phục vụ các mục đích sau: e Tránh va chạm trên biển: Các tàu chở hàng lớn thường có tốc độ chuyển hướng chậm, do đó néu phát hiện khả năng va chạm giữa các tàu này quá muộn có thể gây hậu quả nghiêm trọng. e Giám sát và điều hành tàu cá: Nhiéu tàu cá thường có ý đánh bắt ngoài vùng cho phép ven bờ dẫn đến sự cạn kiệt nguồn cá Hệ thống truyền thông tin biển sẽ giúp đơn vị điều hành phát hiện ra được các tàu cá nào có hành vi này để ngăn chặn hoặc xử phạt Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, hệ thống cũng giúp cảnh báo sớm các tàu đánh bắt xa bờ có thể vô ý xâm phạm vùng chủ quyền trên biển của các nước láng giéng. e An toàn lãnh hải: Hầu hết các nước trên thế giới đều tham gia công ước quốc tế về luật biển, trong đó quy định rõ ràng về việc trang bị hệ thống truyền thông tin biển, cũng như các tiêu chuẩn đính kèm cho hệ thống truyền thông tin biển.

Do đó, trung tâm điều hành của một nước bất kì cũng có thể giám sát phương tiện biển của nước khác khi đi vào vùng phủ sóng của trung tâm điều hành và đưa ra cảnh báo hoặc quyết định xử lý kịp thời khi có sự xâm phạm lãnh hải. e Tìm kiếm và cứu nạn: Với khả năng định danh, định vị, hệ thống truyền thông tin biển là một công cụ đắc lực trong quá trình tìm kiếm cứu nạn. e Điều tra tai nạn trên biển: Tương tự như với hoạt động tìm kiếm, cứu nạn, hệ thống truyền thông tin biển cho phép các đơn vị điều tra tìm được vị trí tai nạn nhanh chóng và chính xác nhất. e Kiểm soát luồng lưu thông trên biển: tương tự như tất cả các hình thức giao thông khác như đường bộ, đường không, giao thông trên biển cũng cần được kiểm soát lưu lượng lưu thông để đảm bảo giao thông thông suốt. e Bảo vệ cơ sở hạ tầng trên biển: trên biển có thể có rất nhiều các cơ sở hạ tầng quan trọng như cáp quang biển, ống dẫn dầu hay nhà giàn Các nhà quản lý có thể nắm chính xác vị trí của các cơ sở hạ tầng này và dựa trên dữ liệu định vị của hệ thống truyền thông tin biển để đưa ra cảnh báo sớm.

Như vậy, các hệ thống truyền thông tin biển về cơ bản phải đáp ứng được các yêu cầu sau đây: e Có khả năng cung cấp thông tin định danh của phương tiện biển. e Có khả năng cung cấp thông tin định vị của phương tiện biển. e Có khả năng cung cấp thông tin định thời của phương tiện biển. e Thiết bị trên phương tiện biển có khả năng luôn giữ kết nối với ít nhất một trung tâm điều hành hoặc một trạm chuyển tiếp có khả năng liên lạc với trung tâm điều hành. e Thiết bị phù hợp hoạt động ở môi trường trên mặt biển (độ muối và tốc độ gió cao). e Thiết bị có khả năng sử dụng nguồn điện trên phương tiện biển.

Với các yêu cầu chức năng và phi chức năng như trên, một sơ đồ khối cơ bản được mô tả như hình 1.1 Hệ thống truyền thông tin biển về cơ bản bao gồm các thành phân sau: e Thiết bị trên phương tiện biển. e Trạm chuyển tiếp. e Trung tâm điều hành.

> an ' ' [ Trạm điều hành 2 ' Hải : '

Long nSesorcsmeeseceerpil § “nmin Damme seme EM

Máy tính JBộ truyền |¡ trung tâm thông |} “~~~~~~~~”1

Trong đó, thiết bị trên phương tiện biển sẽ được trang bị một bộ định vị toàn cầu, một bộ định thời cung cấp thời gian thực, một bộ truyền thông thông thường là máy thu phát vô tuyến và một máy tính trung tâm điều khiển các thành phần này. Máy tính trung tâm thu thập dữ liệu định vị, định thời và kết hợp với thông tin định danh được lưu trong bộ nhớ và gửi thông tin tổng hợp này về trung tâm điều hành hoặc trạm chuyển tiếp thông qua bộ truyền thông Trong một số trường hợp, thông tin thời gian thực của bộ định thời có thể được cung cấp bằng giờ của bộ định vị (gọi tắt là giờ định vị) Dữ liệu tổng hợp được trạm chuyển tiếp (nếu có) chuyển về trung tâm điều hành hoặc trạm chuyển tiếp khác cho đến khi về tới trung tâm điều hành Với các hệ thống truyền thông tin biển mặt dat, trạm chuyển tiếp có thể là chính các phương tiện biển khác hoặc một trạm đặt trên đảo ngoài khơi Với các hệ thống truyền thông tin biển có yếu tố vệ tinh, vệ tinh sẽ được sử dụng như một trạm chuyển tiếp Trong một số hệ thống, các trung tâm điều hành phân tán sẽ được kết nối đến một trung tâm điều hành để giám sát, vận hành và lưu trữ.

Ngoài ra một vấn đề đáng lưu ý với các hệ thống truyền thông tin biển là điều kiện hoạt động khắc nghiệt trên biển Vỏ thiết bị hay mặt phản xạ của ăng ten không nên chế tạo bằng các kim loại thông thường như hợp kim sắt hay nhôm Các thành phần nếu không thể làm được bằng thép không gỉ để đảm bảo hiệu năng cao tan, thì cần được bảo vệ bằng các vật liệu trong suốt với từ trường và có khả năng chịu muối biển Gió và sóng biển cũng gây ảnh hưởng đến khả năng bám vệ tinh của các ăng ten có hướng sử dụng trên biển Các tàu cỡ lớn thường được trang bị hệ thống chống rung lắc, đồng thời, hệ thống ăng ten gắn trên các tàu này thường được thiết kế theo kiểu có trong tâm thấp nên van dé rung lắc là không lớn Trong khi đó, các tàu cỡ nhỏ cần tập trung ứng phó với vấn đề rung lắc nhiều hơn Các tàu nhỏ thường không có hệ thống chống rung lắc, cũng như có diện tích nhỏ, rat dé gây ra sai khác góc bám vệ tinh Do đó, các hệ thống Ang ten vô hướng nên được sử dụng.

Rõ ràng rằng, có rất nhiều vấn đề có thể nghiên cứu tối ưu để tăng cường năng lực quản lý của hệ thống truyền thông tin biển Trong đó, có thể kể đến như vấn đề tối ưu khối truyền thông để tăng tính linh hoạt chuyển đổi giữa truyền thông vệ tỉnh và truyền thông mặt dat, tối ưu bài toán định tuyến khi có nhiều tàu thuyền trong mạng lưới hoặc bài toán lưu trữ, sắp xếp dif liệu giám sát và điều hành thông minh Các van dé như vật liệu chế tạo thiết bi hay phương pháp ổn định, chống rung lắc cho hệ thống ăng ten cũng có rất nhiều không gian nghiên cứu Tuy nhiên, trong khuôn khổ của luận án này, tác giả sẽ không đặt mục tiêu tối ưu toàn bộ các vấn dé của hệ thống truyền thông tin biển, do các vấn dé này sẽ trải dài trên rất nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ khác nhau Ý tưởng về kiến trúc hệ thống truyén thông tin biển sẽ được trình bày trong mục 1.4 Hệ thống được dé xuất có khả năng khắc phục được van dé nổi bật đó là khó khăn trong quản lý, giám sát phương tiện biển ở khoảng cách xa.

1.2 Các hệ thong truyền thông tin biển hiện nay

Hiện nay, hai hệ thống truyền thông tin biển được sử dụng rộng rãi nhất có thể kể đến hệ thống truyền thông tin an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu (Global Maritime Distress and Safety System - GMDSS) và hệ thống định danh tự động (Automatic Identification System - AIS) GMDSS được sử dụng trong các hệ thống cầu cứu, tìm kiếm và cứu hộ cứu nạn Trong khi đó, AIS được sử dụng để giám sát, dẫn đường và điều hành phương tiện biển Các hệ thống này sẽ được phân tích và đánh giá sau đây để tìm kiếm những điểm mạnh phù hợp có thể kế thừa, sau đó đi tới đề xuất một hệ

10 thống truyền thông tin biển tối ưu năng lực quản lý và hỗ trợ định vị dẫn đường cho phương tiện biển.

1.2.1 Hệ thống truyén thông tin an toàn và cứu nạn hàng hải GMDSS

GMDSS được tổ chức hàng hải quốc tế (International Maritime Organization - IMO) ban hành hoàn thiện vào năm 1999 trong công ước về đảm bảo an toàn tính mạng trên biển (Safety Of Life At Sea - SOLAS) GMDSS được đề cập trong chương bốn của công ước này và được cho là một bước thay đổi hoàn toàn hệ thống truyền thông tin biển của thế giới [64] Trước khi GMDSS ra đời, hệ thống Morse ở tần số 500kHz đã được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên, với sự ra đời của các phương tiện truyền thông số, cũng như nhu cầu cao hơn về tốc độ cứu hộ, cứu nạn, hệ thống Morse với tốc độ dữ liệu và tốc độ đáp ứng cảnh báo thấp cần phải được thay thế GMDSS đã ra đời như một sự tất yêu của xu thế phát triển sau sáu năm làm việc của IMO từ

1993 đến tháng 2 năm 1999 Tại thời điểm tiêu chuẩn ban hành, GMDSS có thể thực hiện một phần các chức năng liên quan đến cứu hộ, cứu nạn, điều tra tai nạn, tránh va cham và an toàn lãnh hải Qua nhiều thời gian vừa hoạt động vừa nghiên cứu nâng cấp, GMDSS đã ứng dụng nhiều công nghệ khác nhau để tăng hiệu năng hoạt động, cũng như tăng tính cộng đồng của hệ thống Kịch bản hoạt động của GMDSSS cơ bản được mô tả ở hình 1.2.

CORPAS INMARSAT | SARSAT ai Š s 4 VHF w

= Trạm mặt đất vệ tỉnh

Trung tâm tìm kiếm, cứu nạn

Hình 1.2 Kịch bản hoạt động của GMDSS.

Như mô tả ở hình 1.2, khi một tàu biển trong hệ thống gặp nạn và cần phát tín

11 hiệu cầu cứu, tín hiệu này có thể được phát bởi thiết bị trên tàu gặp nạn đến các tàu khác, các trạm ven biển, các bộ phát đáp hoặc trung tâm tìm kiếm và cứu nạn tiêu chuẩn (Search and Rescue Transponder - SART, Search and Rescure - SAR), hoặc hệ thống vệ tinh INMARSAT Tín hiệu này nếu được truyền đến các tàu khác hoặc các bộ phát đáp thì sẽ được chuyển tiếp đến các trạm ven biển và chuyển về trung tâm điều hành cứu hộ, cứu nạn Ngoài ra, tín hiệu cầu cứu cũng có thể được phát từ các phao phát tín hiệu cảnh báo định danh vi trí khẩn cấp (Emergency Position Indicating Radio Beacon - EPIRB) Tín hiệu từ EPIRB được truyền tới hệ vệ tinh COSPAS SARSAT. Trong trường hợp này, tín hiệu được truyền đi với băng tan HF, MF hoặc VHF Nếu tín hiệu gửi đến vệ tinh, các vệ tinh sẽ lưu trữ và truyền về trạm mặt đất khi có liên lạc với mặt đất Trạm mặt đất vệ tinh sau đó tiền hành chuyển tiếp về trung tâm điều hành Với trường hợp này, khi tín hiệu được truyền từ tàu lên vệ tinh, băng tan VHF hoặc UHE sẽ được sử dụng Trong khi tín hiệu được truyền từ vệ tỉnh xuống mặt đất, băng S hoặc băng X sẽ được sử dụng.

Hiện nay, GMDSS đã cập nhật nhiều yêu cầu về mặt kĩ thuật, trong đó có một số phân hệ là yêu cầu bắt buộc phải trang bị trên mỗi phương tiện biển tùy thuộc vào vùng biển hoạt động (phân loại theo khoảng cách tới bờ gần nhất) [10], có thể chia làm hai nhóm chính: truyền thông mặt đất và truyền thông vệ tinh.

Truyền thông mặt đất gồm có: e Hệ thống gọi chọn số (Digital Selective Calling - DSC). e Hệ thống định vị dẫn đường telex (Navigation Telex - NAVTEX).

Truyền thông vệ tinh gồm có: e Phao COSPAS SARSAT EPIRB. e Thiết bị truyền thông INMARSAT.

Hệ thông gọi chọn số: cho phép các tàu có thể gọi cho nhau mà không cần phải quan tâm đến định tuyến, tần số hay kênh được sử dụng Cuộc gọi này sẽ được thực hiện thông qua các băng tần thấp như HF, MF, VHF bằng cách gọi một số định danh duy nhất của phương tiện biển được cấp phát bởi IMO Số định danh này được gọi là số nhận dạng hàng hải (Maritime Mobile Service Identity - MMSI) Thông thường ở cả Việt Nam và quốc tế đều sử dụng cách gọi MMSI MMSI có 9 chữ số và là duy nhất với mỗi phương tiện biển Trong trường hợp tần số sử dụng là VHE, kênh 70 sẽ

12 luôn được sử dụng và đây là kênh mà tất cả các nước tham gia công ước phải đảm bảo luôn sẵn sàng trên lãnh thổ của mình để phục vụ cho DSC Cuộc gọi DSC sẽ được bắt đầu bằng một tiếng kêu rất to ở máy thu để thu hút sự chú ý của thuyền khác hoặc trạm bờ Một yêu điểm của DSC là khi sử dung tần số VHF, khoảng cách truyền thông cho phép trên biển khi không có trạm chuyển tiếp chỉ khoảng 20 dặm [91].

Hệ thống NAVTEX: hệ thống NAVTEX đúng như tên gọi, cung cấp thông tin định vị dẫn đường thông qua các hệ thống in tự động tương tự máy fax Dữ liệu quảng bá sẽ được phát từ các trạm địa phương Phương tiện biển có thể lựa chọn nhận thông từ một trạm hoặc từ nhiều trạm cũng như lựa chọn loại bản tin muốn nhận Tuy nhiên các bản tin cảnh báo dẫn đường, khí tượng và bản tin cứu hộ cứu nạn là bắt buộc phải nhận Việt Nam hiện nay có sáu trạm NAVTEX bao gồm: Vũng Tàu, TP Hồ Chí Minh, Nha Trang, Hải Phòng và hai trạm ở Đà Nẵng Trong đó ngoài trạm ở Nha

Các hệ thống truyền thông tin biển hiện nay

Các nghiên cứu liên quan đến tối ưu hệ thống truyền thông tin biển

Các nghiên cứu trongnước

Trong nước hiện nay có nhiều nhà nghiên cứu đã và đang tiến hành các công trình hoặc dự án liên quan đến tối ưu hệ thống GMDSS với nhiều góc độ tiếp cận khác nhau Điển hình như trong công trình [6] sử dụng các phương pháp hình học để đánh giá phương pháp tối ưu vị trí đặt trạm bờ ME Phương pháp coi bài toán tối ưu quy hoạch là một bài toán tối ưu hàm nhiều biến, gồm có số lượng đài cần lắp đặt, số lượng đài có sẵn và vùng phủ của các đài Số đài cần lắp đặt tối thiểu là 7 được tính theo một số phương pháp quy hoạch hình học và số lượng đài tối đa là 82 theo bộ cơ sở dữ liệu đài MF của Việt Nam Vùng phủ của các đài từ 50 đến 163 hải lý và số đài có sẵn là một số nguyên từ 0 đến 13 Kết quả là một phần mềm có khả năng quy hoạch tự động vị trí đặt trạm với các giá trị biến cho trước Thiết kế quy hoạch luôn đảm bảo vùng phủ là tối đa, số đài sử dụng là ít nhất và có tính toán tới các cơ sở hạ tầng sẵn có Giao diện phần mềm được mô tả trên hình 1.7.

Hình 1.7 Phần mém quy hoạch trạm bờ MF cho hệ thong GMDSS.

Trong công trình [7], một góc độ khác được tiếp cận để tối ưu hệ thống GMDSS đó là đưa ra phương pháp tính toán vùng biển A2 tương ứng với thông số kỹ thuật của trạm bờ Quy trình tính toán được thể hiện ở hình 1.8.

Ngoài các nghiên cứu quy mô cá nhân, một số đề tài hoặc dự án rất lớn cũng đã được nghiên cứu triển khai Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu, chế tạo, phóng và vận hành thử nghiệm vệ tinh siêu nhỏ cỡ Nano” của Trung tâm Vũ trụ Việt Nam chế tạo một vệ tinh siêu nhỏ mang tên NanoDragon có trang bị bộ thu AIS Đây có thể coi là những bước đi đầu tiên để phát triển hệ thống truyền thông tin vệ tinh cho AIS ở Việt

Một dự án cũng rất đáng chú ý là MOVIMAR [4] Dự án MOVIMAR xây dựng

Hệ thống quan sát tàu cá, ngư trường và nguồn lợi thủy sản bằng công nghệ vệ tỉnh. MOVIMAR được ký kết bằng nguồn vốn của Chính phủ Pháp giữa ban quản lý các dự án nông nghiệp (thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) và Công ty Collecte Localisation Satellites của Pháp Hệ thống MOVIMAR gồm hai thành phan là thiết bị vệ tinh trên tàu và hệ thống trạm bờ giám sát Thiết bị vệ tinh lắp đặt trên tàu có chức năng truyền dữ liệu tự động tọa độ và thời gian từ tàu về trạm bờ với chu kì 2

En: giỏ trị tạp õm ———*—ơ vô tuyên cực đại Áp dụng tiêu chuẩn A801

En: cường độ trường ———*—— yêu câu

Hình 1.8 Quy trình tính toán vùng biển A2 trong hệ thống GMDSS. gid/1 lần Dữ liệu này giúp trạm bờ cập nhật thời gian thực thông tin về tốc độ và hướng đi của tàu cá trên biển; hỗ trợ và cảnh báo tàu trong trường hợp khẩn cấp; trợ giúp ngư dân tìm kiếm ngư trường hiệu quả Hệ thống vệ tinh còn xác định được vùng biển có mối nguy hiểm, có bão, mức gió bão, từ đó có thể định hướng cho tàu thuyền trở về đến nơi tránh bão an toàn gần nhất Bên cạnh đó, hệ thống cho phép thu thập thông tin bảo vệ nguồn tài nguyên, dự báo thời tiết, bảo vệ vùng lãnh hải Việt Nam. MOVIMAR được đánh giá là một hệ thống tương đối mạnh, có khả năng hỗ trợ đắc lực cho GMDSS vốn vẫn hạn chế về băng thông và ứng dụng ảnh vệ tinh Tuy nhiên, cho đến nay MOVIMAR gặp rất nhiều vấn đề khi triển khai ở Việt Nam như kết nối chậm, thường mất kết nói vệ tinh, bản tin mức gió bão cũng không chính xác, đặc biệt là dé hư hỏng và khó sửa chữa Do giới hạn bảo mật, các vấn dé này sé chỉ có thể được khắc phục bởi các nhà phát triển của MOVIMAR.

Các nghiên cứu ngoàinước

Với các nghiên cứu ngoài nước, nhiều vệ tinh cỡ nhỏ có trang bị bộ thu AIS tương tự vệ tính NanoDragon — Trung tâm Vũ trụ Việt Nam cũng đã được phóng lên quỹ đạo như bảng 1.1 Các vệ tinh này đã đạt được những kết quả nhất định về thử nghiệm công nghệ thu tín hiệu AIS trên vệ tinh (satellite AIS hay S-AIS) Trong

21 đó có thể kể đến điển hình nhất là vệ tinh AAUSAT3 ở quỹ đạo 800km trong công trình [56] AAUSAT3 được trang bị hai máy phát đáp AIS trên cùng một bảng mạch trong đó một máy sử dụng công nghệ vô tuyến nền tang phần mềm (Software Defined Radio - SDR) và một máy sử dụng công nghệ vô tuyến nền tảng phần cứng (Hardware Defined Radio - HDR) Trong đó, máy phát đáp HDR là máy phát đáp truyền thống, tương tự với công nghệ sử dụng ở mặt đất, chỉ thêm các tiêu chuẩn hoạt động trong môi trường vũ trụ Máy phát đáp SDR là máy được nhóm dự án chế tạo Kết quả thử nghiệm máy phát đáp SDR trên quỹ đạo và so sánh hiệu năng với máy phát đáp HDR được mô tả trong [74] [74] cho thấy, bộ phát đáp AIS SDR có khả năng thu được 10.000 bản tin AIS mỗi ngày, tuy nhiên do đặc thù quỹ đạo, thời gian hoạt động có ich của AIS chỉ từ 5%-10% toàn bộ thời gian sống của vệ tinh Ở một góc độ khác, trong công trình [130], TACSAT-2 là một vệ tinh 373kg ở quỹ đạo gần tròn bán kính 413x424km, tập trung vào chế tạo và kiểm thử một máy thu AIS có khả năng hoạt động ở dải công suất thu rộng, trường nhìn lớn, có khả năng hoạt động cả trên thiết bị bay và vệ tinh quỹ đạo thấp [30] Máy thu này cũng đã cho kết quả thu khả quan tại một số vùng thử nghiệm như bờ Tây châu Phi hay biển Nhật Bản Trong khi đó, công trình [22] giới thiệu vệ tinh AISSat-1 với khối lượng 6,5kg, quỹ đạo đồng bộ

Mặt Trời 635km, được phóng lên với mục đích xây dựng khảo sát tính khả thi xây dựng một chùm vệ tinh AIS để có thể tăng khả năng quản lý tàu thuyén, đặc biển là vùng biển quanh bán đảo Scandinavia AISSat-1 cho kết quả thu tín hiệu AIS rất tốt tại vùng biển Scandinavia và sau khi hoàn thành nhiệm vụ khảo sát tính khả thi đã trở thành một vệ tinh AIS hoạt động thực trên môi trường vũ trụ [15, 17] Nỗi tiếp thành công của AISSat-1, AISSat-2 và 3 cũng lần lượt được phóng lên quỹ đạo vào các năm

2013, 2016 và đều cho kết quả tốt [15, 20] Một số vệ tinh địa tĩnh có gắn AIS cũng đã và đang được nghiên cứu chế tạo nhưng vẫn chỉ dừng ở mục đích kiểm thử thiết bị hoặc đang trong giai đoạn phát triển [129].

Trong khi đó, một số nghiên cứu khác tập trung xác định các vấn đề cốt lõi của GMDSS như cảnh báo sai [40], xung đột tín hiệu [31], tác động của yếu tố con người trong các van dé an toàn và hiệu năng hệ thống [51, 79], hay các lỗ hổng vận hành giữa con người và công nghệ [49] Các nghiên cứu này hầu như tập trung vào tối ưu quy trình vận hành và đào tạo nhân lực để khắc phục các yếu điểm trên [40, 49] Với một định hướng khác trong [50], các tác giả đề xuất phương pháp về định tuyến dữ

22 liệu Các mô hình toán được nghiên cứu nhằm đảm bảo băng thông luôn được sử dụng tối ưu.

Thoi gian Don vi phu

Bảng 1.1 Một số vệ tinh AIS quỹ đạo tháp.

1.4 Đề xuất ý tưởng hệ thông truyền thông tin biển cải tiến AIS+SS

Trạm chuyễn tiếp. tơ liệu trên vệ tinh| _ quỹ đạo địa tĩnh

May thu phat Tram mat dat vé tinh AIS + S-band | “ -

Cơ sở dữ liệu Als; šz Lf | AY

Hình 1.9 Đề xuất kịch bản hoạt động hệ thông truyền thông tin biển.

Như đã phân tích trong mục 1.2, hệ thống AIS cho thấy nhiều điểm phù hợp với mục tiêu luận án Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề tồn tại cần được giải quyết, để có thể quản lý, giám sát phương tiện biển có hiệu quả ở khu vực xa bờ hơn 20 hải lý. Phương án sử dụng chùm vệ tinh là một giải pháp tương đối tối ưu, tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của phương án này là chiếm nhiều tài nguyên vị trí trên vũ trụ, do đó có thể xảy ra tranh chấp giữa các nước khi muốn triển khai chùm vệ tinh quỹ đạo thấp có cùng độ cao hoặc có các mối lo ngại về an ninh quốc gia.

Luận án định hướng nghiên cứu một hệ thống truyền thông tin cải tiễn, kế thừa hệ thống AIS truyền thống và có thêm tính năng chủ động liên lạc với vệ tỉnh địa tĩnh sử dụng băng tần S khi phương tiện ở khoảng cách xa bờ.

Cụ thể ý tưởng của luận án là xây dựng một hệ thống AIS+SS với nguyên lý hoạt động như hình 1.9 AIS+SS là hệ thống AIS truyền thống và được bổ sung tuyến liên lạc băng S cung cấp khả năng kết nối với vệ tinh địa tĩnh Trong một kịch bản hoạt động điển hình, thiết bị truyền thông trên phương tiện biển sẽ lấy dữ liệu từ bộ định vị GPS Nếu dữ liệu định vị cho thấy phương tiện biển đang ở gần bờ, thiết bị truyền thông trên phương tiện sẽ chỉ sử dụng tuyến truyền thông băng VHE, có công suất phát thấp (tối đa 12,5W) Lúc này tuyến truyền thông băng S chưa được kích hoạt hoặc đang ở trạng thái chờ Trong trường hợp xa bờ (thông thường >20 hải lý) [67], thiết bị truyền thông sẽ tự động chuyển sang sử dụng tần số băng S với công suất phát lớn hơn để chủ động liên lạc với vệ tinh địa tĩnh Với trường hợp này, cả tuyến truyền thông băng S và băng VHF đều hoạt động Việc luôn kích hoạt tuyến VHF dù xa bờ hay gần bờ phục vụ cho một kịch bản hoạt động khác của hệ thống cũng đã được mô tả như trong hình 1.9 Với kịch bản này, khi các phương tiện biển ở gần nhau (