构建 AIS 消息解码器

Question

我曾经使用 theis 包 (Python) https://github.com/schwehr/noaadata/tree/master/ais 解码 AIS 消息，直到我开始获取新格式的消息。 您可能知道，AIS 消息主要有两种类型。一部分（一条消息）或两部分（多条消息）。消息#5 总是分为两部分。示例：

!AIVDM,2,1,1,A,55?MbV02;H;s<HtKR20EHE:address@hidden@Dn2222222216L961O5Gf0NSQEp6ClRp8,0*1C
!AIVDM,2,2,1,A,88888888880,2*25

我曾经使用以下代码对此进行解码：

   nmeamsg = fields.split(',')
   if nmeamsg[0] != '!AIVDM': 
    return
   total = eval(nmeamsg[1])
   part = eval(nmeamsg[2])
   aismsg = nmeamsg[5]
   nmeastring = string.join(nmeamsg[0:-1],',')


   bv = binary.ais6tobitvec(aismsg)
   msgnum = int(bv[0:6])

--

elif (total>1):
     # Multi Slot Messages: 5,6,8,12,14,17,19,20?,21,24,26
     global multimsg
     if total==2:
       if msgnum==5:
         if nmeastring.count('!AIVDM')==2 and len(nmeamsg)==13: # make sure there are two parts concatenated together
           aismsg = nmeamsg[5]+nmeamsg[11]
           bv = binary.ais6tobitvec(aismsg)    

           msg5 = ais_msg_5.decode(bv)
           print "message5 :",msg5
           return msg5

现在我得到了一种新格式的消息：

!SAVDM,2,1,7,A,55@0hd01sq`pQ3W?O81L5@E:1=0U8U@000000016000006H0004m8523k@Dp,0*2A,1410825672
!SAVDM,2,2,7,A,4hC`2U@C`40,2*76,1410825672,1410825673

注意。最后一个索引处的数字是纪元格式的时间

我尝试调整我的代码来解码这种新格式。我成功地用一个部分解码消息。我的问题是多消息类型。

   nmeamsg = fields.split(',')
   if nmeamsg[0] != '!AIVDM' and nmeamsg[0] != '!SAVDM': 
    return
   total = eval(nmeamsg[1])
   part = eval(nmeamsg[2])
   aismsg = nmeamsg[5]
   nmeastring = string.join(nmeamsg[0:-1],',')
   dbtimestring = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(float(nmeamsg[7])))

   bv = binary.ais6tobitvec(aismsg)
   msgnum = int(bv[0:6])

解码器不能将两条线合二为一。所以解码失败，因为 message#5 应该包含两个字符串而不是一个。我得到的错误是在这些行中：

if nmeastring.count('!SAVDM')==2 and len(nmeamsg)==13: 
aismsg = nmeamsg[5]+nmeamsg[11]

其中len(nmeamsg) 始终为 8（第二行），nmeastring.count('!SAVDM') 始终为 1

我希望我清楚地解释了这一点，以便有人可以让我知道我在这里缺少什么。

更新

好的，我想我找到了原因。我将消息从文件逐行传递到脚本：

for line in file:
    i=i+1

    try:
        doais(line)

message#5 应该作为两行传递。关于如何实现这一点的任何想法？

更新

我是通过稍微修改代码来做到的：

for line in file:
    i=i+1

try:
        nmeamsg = line.split(',')
        aismsg = nmeamsg[5]
        bv = binary.ais6tobitvec(aismsg)
        msgnum = int(bv[0:6])
        print msgnum
        if nmeamsg[0] != '!AIVDM' and nmeamsg[0] != '!SAVDM': 
         print "wrong format"
        total = eval(nmeamsg[1])
        if total == 1:
         dbtimestring = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(float(nmeamsg[8])))
         doais(line,msgnum,dbtimestring,aismsg)
        if total == 2: #Multi-line messages
         lines= line+file.next()
         nmeamsg = lines.split(',')
         dbtimestring = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(float(nmeamsg[15])))
         aismsg = nmeamsg[5]+nmeamsg[12]
         doais(lines,msgnum,dbtimestring,aismsg)

Answer 1

如果您使用 Ruby，我可以推荐我写的 NMEA and AIS decoder ruby gem，available on github。它基于由 Kurt 的一位同事维护的 the unofficial AIS spec at catb.org。

它处理多部分消息的组合，从流中读取，并支持大量 NMEA 和 AIS 消息。目前正在开发解码 AIS 消息 6 和 8 的 50 个二进制子类型。

处理您发布的非标准行：

!SAVDM,2,1,7,A,55@0hd01sq`pQ3W?O81L5@E:1=0U8U@000000016000006H0004m8523k@Dp,0*2A,1410825672
!SAVDM,2,2,7,A,4hC`2U@C`40,2*76,1410825672,1410825673

有必要在校验和之后添加一个接受字段的新解析规则，但除此之外它应该会顺利进行。换句话说，你会复制the parser line here：

    | BANG DATA CSUM  { result = NMEAPlus::AISMessageFactory.create(val[0], val[1], val[2]) }

并且有类似的东西

    | BANG DATA CSUM COMMA DATA { result = NMEAPlus::AISMessageFactory.create(val[0], val[1], val[2], val[4]) }

您如何处理这些额外的时间戳？几乎看起来它们已经被任何正在执行日志记录的软件附加，而不是成为实际消息的一部分。

Answer 2

请注意，noaadata 是我的旧研究代码。 libais 是我的生产库，用于 NOAA 的 ERMA 和 WhaleAlert。

我通常将解码过程分为两遍。首先加入多行消息。我将此称为规范化（ais_normalize.py）。您在此步骤中有几个问题。首先，两个组成行在第二个字符串的右侧具有不同的时间戳。根据 USCG 旧的元数据标准，最后一个很重要。所以我的代码会假设这两行是不相关的。其次，您没有必填的站号字段。

您从 SAVDM 中的何处获取 SA？什么设备（NMEA 词汇中的“说话者”）正在接收这些消息？