船舶自动识别系统(AIS)以自组织时分多址技术(SOTDMA)为核心技术,是一个集现代通信技术、计算机网络技术等于一身的新型助航和信息应用系统,我国从2003年开始AIS系统的建设,截止到2008年已经初具规模,为我国海上交通运输业的快速发展提供了巨大助推力。随着我国AIS系统的不断发展,装载AIS设备的船舶越来越多,基站监测范围内的船舶密度也越来越大,海事局作为AIS系统的管理部门需要掌握现有系统的性能,以便优化现有基站的设备,对新建基站进行规划,并扩展AIS新的应用领域。为此,本文系统地研究了AIS系统的监测性能和AIS报文应用问题。本文首先根据AIS系统的SOTDMA技术原理,利用蒙特卡洛方法对AIS系统的时隙损失进行了仿真分析,并在此基础上对AIS系统的监测容量问题进行了深入研究,给出了AIS监测容量的计算模型;此外对监测容量分析的一个重要参数,即各类运动状态船舶比例,采用粒子群算法进行了研究,给出了不同基站范围内的比例最优值,经过验证,精度较高;接下来本文研究了AIS报文应用问题。在海上航行的船舶有可能因为GPS设备损坏等原因,导致其地理位置信息丢失,从而影响航行安全。有鉴于此,本文提出了利用AIS报文来进行船舶自定位的方法。主要从不同的船舶分布状态入手,采用曲线拟合的方法计算船舶位置,经过实际数据验证,本方法有效。本人还参与了软件开发工作,与他人合作,利用.NET技术编写了一套AIS性能分析软件。本文的研究基于实际项目,解决了多个实际中的问题,对AIS系统的应用有一定的现实意义。