Um eine AIS-Station wie diese am rhein-km 735 zu betreiben, bedarf es einer umfangreichen Vorplanung und natürlich eines geeigneten Standortes. Um überhaupt Signale zu empfangen, benötigt man eine gute Antenne (Seefunkantenne) sowie einen Empfänger, der die verschlüsselten Daten empfangen kann.

Mein Empfänger ist ein RX Carbon von True Heading, klein, aber fein und leistungsstark, der wirklich zuverlässig läuft. Hier finden sich Anschlüsse für die Seefunk-Antenne und auch eine USB-Schnittstelle, die man allerdings für die Datenweiterverarbeitung etwas händisch modifizeren muss. Das schwedische Modell ist ein 2-Kanal-Empfänger und kann mit sämtlichen AIS-Signalen umgehen, die dann an eine Plotter-Software wie shipplotter geschickt werden.

Wichtig für den Empfang ist natürlich eine gute Seefunk VHF Antenne . Sie sollte schon in etwa 10-12 m Höhe ausgerichtet werden, umso mehr Signale von Schiffen können empfangen werden. Der Frequenzbereich liegt zwischen 146 und 162,5 MHz. In der Regel sind das bei mir zwischen 70 und 85 Schiffe. Die Reichweite erstreckt sich hierbei aufgrund der Antennenleistung bzw. des Standortes etwa von Krefeld-Uerdingen im Norden bis Monheim im Süden. Das entspricht etwa 34 km Luftlinienmessung oder 56 sog. Rhein-km.

Nun nutzt das ganze natürlich wenig, wenn man nicht sehen kann, welche Schiffe eigentlich die Signale senden. Dafür ist eine Software notwendig, die die Signale dekodiert und in Klartext auf den Monitor bringt. Hier arbeite ich mit dem kostenpflichtigen, aber m. E. recht umfangreichen Programm ' shipplotter '. Wie der Name schon sagt, werden die Signale durch das Programm umgewandelt und auf eine vorher zu definierende Karte geschrieben. AIS-Hub oder AIS-Plotter sind ähnliche Programme, bieten aber z.B. nicht die Möglichkeit, die Daten mit bis zu 5 Anbietern von Schiffstracking-Anbietern wie marinetraffic.com, aprs.fi zu teilen. Dafür benötigt man lediglich die feste IP und den Port der Anbieter. Ich übertrage meine Daten direkt an vesseltracker.com in Hamburg. Dafür benutze ich einen opengear -Konsolenmanager, der über eine COM-Schnittstelle und eine USB-Schnittstelle verfügt und die Daten sicher und vor allem zuverlässig überträgt. Auch nach einem Stromausfall ist durch automatisches rebooting eine Datenübertragung gewährleistet.

UPDATE !!!

Im August 2021 war es dann soweit, die Ausstattung wurde minimiert oder vielmehr vereinfacht. Der opengear hatte lange Zeit seine Dienste getan und wurde ausgetauscht gegen einen modifizierten Raspberry Pi, der den RX-Carbon-AIS Empfänger überflüssig machte, und dem mühsamen USB über COM-Schnittstelle Verdrahten ein Ende machte. Die VHF Seeantenne wurde direkt an den Raspi angeschlossen. Das Windows-Programm shipplotter, alt und kompliziert, aber dennoch genial, wurde von mir ersetzt durch die Linux-Version des AIS-Dispatcher, den ich auf meinem Raspi 4 neben dieser Homepage laufen lasse. Der Abruf der Daten und das Einbinden der aktuellen Schiffskarte für den rhein-km 735 Neuss-Grimlinghausen erfolgt über eine gezielte Portabfrage.

AIS Equipment - AIS Equipment

VHF Seefunk-Antenne
opengear Konsolenmanager 5002
EX Carbon Receiver

der neue AIS - Raspberry Pi

Projekt rPiAIS - AIS Dispatcher auf einem Raspberry Pi betreiben

>> LINK

AIS-Info

Die Ausrüstungspflicht für Schiffe in der internationalen Fahrt wird im Internationalen Übereinkommen zum Schutz des menschlichen Lebens auf See (SOLAS) geregelt. Seit dem 1. Januar 2004 sind im Seeverkehr alle Berufsschiffe über 300 BRZ in internationaler Fahrt und seit dem 1. Juli 2008 auch solche über 500 BRZ in nationaler Fahrt verpflichtet, eine AIS-Anlage zu betreiben. Auch Schiffe, die länger als 20 m sind oder mehr als 50 Passagiere an Bord haben, müssen mit einem AIS-Bordgerät ausgerüstet sein. Die Ausrüstungspflicht wurde für Schiffsneubauten zum 1. Juli 2002 und für vorhandene Schiffe ab 2004 eingeführt. Nicht unter die Regelungen von SOLAS fallen Kriegsschiffe, dennoch sind die meisten Schiffe mit einem AIS-Bordgerät, bei dem der Sender abschaltbar ist, ausgestattet. Für Traditionsschiffe können nationale Ausnahmeregelungen gelten.

Für Binnenschiffe gelten die SOLAS-Regelungen ebenfalls nicht, hier kann sich eine Ausrüstungspflicht auf Grundlage von Regelungen der Europäischen Union, der Zentralkommission für die Rheinschifffahrt oder von nationalen Regelungen ergeben. Zum Beispiel besteht für Binnenschiffe (ausgenommen Kleinfahrzeuge) seit dem 1. Juli 2008 auf dem österreichischen Teil der Donau zwischen den Stromkilometern 1880,2 und 2199,3 und einigen angrenzenden Gewässern eine Ausrüstungspflicht mit Inland-AIS-Transceivern. (Quelle: wikipedia)

Die Aussendung der AIS-Daten erfolgt in einem festen Zeitrahmen. Pro Minute stehen 2250 Zeitschlitze (Slots) zur Verfügung, auf die ein AIS-Transceiver über seinen integrierten GPS-Empfänger synchronisiert wird. Klasse-A-Transceiver stimmen die Slot-Belegung selbständig mit in Funkreichweite befindlichen anderen ab (SOTDMA = Self Organising Time Division Multiple Access), während Klasse-B-Transceiver freie Zeitschlitze verwenden, um ihre Daten zu senden (CSTDMA = Carrier Sense Time Division Multiple Access).

Als Antenne kann jede für das UKW-Seefunkband abgestimmte Antenne verwendet werden. Besonders geeignet sind spezielle kombinierte UKW/GPS-Antennen für AIS, die beide für einen AIS-Transceiver erforderlichen Antennen in einer Baugruppe enthalten.

Die dynamischen Schiffsdaten Position (LAT, LON), Kurs (COG), Geschwindigkeit (SOG) sowie Zeit (UTC) erhält der AIS-Transceiver vom integrierten GPS-Empfänger, bei Klasse A auch von der Navigationsanlage des Schiffes. Die Kursrichtung (Heading) kann über eine NMEA-183 -Schnittstelle vom Kompass als HDG-Datensatz eingespeist werden.

Um die globale Nutzbarkeit der mit AIS ausgesendeten Daten sicherzustellen, hat die Internationale Fernmeldeunion in ihrer Norm ITU R M.1371 insgesamt 22 Nachrichtentypen bzw. Telegramme festgelegt, die in ihrem Aufbau bis in das letzte Bit standardisiert wurden. Jedes AIS-Gerät muss diese Telegramme empfangen und aussenden können, sofern für den jeweiligen Gerätetyp (siehe oben unter „Anlagen“) dieses Telegramm „zulässig“ ist. Die wichtigsten Telegrammtypen sind:

ID #1: reguläre Positionsmeldung eines Klasse-A-Transceivers
ID #4: Meldung einer Basisstation
ID #5: reguläre Meldung von Schiffs- und Reisedaten eines Klasse-A-Transceivers
ID #9: Positionsmeldung eines SAR-Luftfahrzeuges
ID #12: sicherheitsbezogene Nachricht - adressiert
ID #14: sicherheitsbezogene Nachricht - an alle
ID #18: reguläre Positionsmeldung eines Klasse-B-Transceivers
ID #21: Positions- und Statusmeldung eines AtoN-Transceivers

Über die genannten Telegramme hinaus können weitere Telegrammtypen mit erweiterter Zweckbestimmung (z. B. Wettermeldungen) international oder regional über das Verfahren der sog. „International Application Identifier“ (IAI) bzw. „Regional Application Identifier“ (RAI) definiert werden. Als Container für die mit dieser Methode übertragenen Nachrichteninhalte wird das standardisierte Telegramm der Binärnachricht (binary message, ID #6, #8) genutzt. (Quelle: wikipedia)

AIS Message Types

The following are the individual messages that have been defined for AIS* in the NMEA** standard. Each one that is linked contains the detailed bit vector binary message data breakdown of the message contents. I will try to add all of them as quickly as possible.

01 -    Position Report with SOTDMA
02 -    Position Report with SOTDMA
03 -    Position Report with ITDMA
04 - Base Station Report
05 -    Ship static and voyage related data
06 - Addressed Binary Message
07 - Binary Acknowledge
08 - Binary Broadcast Message
09 - Standard SAR Aircraft position report
10 - UTC and Date inquiry
11 - UTC and Date response
12 - Addressed safety related message
13 - Safety related Acknowledge
14 - Safety related Broadcast Message
15 - Interrogation
16 - Assigned Mode Command
17 - GNSS Binary Broadcast Message
18 - Standard Class B CS Position Report
19 - Extended Class B Equipment Position Report
20 - Data Link Management
21 - Aids-to-navigation Report
22 - Channel Management
23 - Group Assignment Command
24 - Class B CS Static Data Report

* AIS = Autmatic Identification System

** NMEA = National Marine Electronics Association

NMEA AIS Message Format

The NMEA standard uses two primary sentences to for AIS data !AIVDM (Received Data from other vessels) and !AIVDO (Your own vessels information) Since you won´t be receiving AIVDO messages we will focus on the AIVDM sentence.

Here is a typical NMEA standard AIS message:

!AIVDM,1,1,,A,14eG;o@034o8sd062D,0*7D

In Order:

!AIVDM:        The NMEA message type
1              Number of Sentences (some messages need more then one)
1              Sentence Number (1 unless it´s a multi-sentence message)
               The blank is the Sequential Message ID (for multi-sentence messages)
A              The AIS Channel (A or B)
14eG;...       The    Encoded AIS Data
0*             End of Data
7D             NMEA Checksum

(Quelle: www.bosunsmate.org/ais)

Interessantes und Wissenswertes über AIS

Die Frequenzen für AIS-Empfang sind : Kanal 87 (161.975 Mhz) und Kanal 88 (162.025 Mhz) im UKW-Seefunkbereich.

Die statischen Daten werden alle 6 Minuten und auf Anfrage gesendet.

Die Reisedaten werden alle 6 Minuten, nach Änderung und auf Anfrage gesendet.

Nachrichten werden bei Bedarf gesendet.

Die dynamischen Daten werden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Schiffes versendet: