какие способы позиционирования и коррекции мс предусмотрены в экнис

Предварительная и исполнительная прокладки и реализация других функций ЭКНИС

При предварительной прокладке в ЭКНИС обеспечивается нанесение прямолинейных и криволинейных участков пути по планируемому или изменяемому маршрутам, а также внесение необходимых отметок. Судоводитель имеет возможность ввода точек маршрута непосредственным указанием их положения на карте с помощью курсора или вводом координат точек в таблицу плавания, а также ввода пределов отклонения от заданного маршрута. При превышении заданного отклонения от маршрута и при пересечении опасной изобаты подается предупредительный сигнал.

При планировании пути судна ЭКНИС обеспечивают:

— создание маршрута, экспорт или импорт маршрута на другой ПК.

— отображение списка маршрутов и выбор любого из них;

— возможность цифрового ввода и корректировки маршрута – координат поворотных точек, скорости на отрезках маршрута, времени прибытия в поворотные точки, расчет всех интересующих судоводителя элементов маршрута.

— отображение выбранного маршрута на ЭК для зрительной оценки с предоставлением возможности графического редактирования положения поворотных точек;

— контроль безопасности маршрута при планировании пути на ЭК путем использования следующих основных предупреждений:

— область опасных глубин;

— пересечение опасной изобаты;

— запретами для плавания район;

— район ограниченного плавания;

— район с особыми условиями плавания и др;

— представление списка карт на переход по выбранному маршруту;

— занесение новых маршрутов в базу данных с предоставлением возмож­ности коррекции ошибок ввода;

— печать опорных и расчетных данных выбранного маршрута;

— подключение программ имитации маневров для включения в маршрут участков изменения режима хода и поворотов с одного отрезка маршрута на другой и др.

ЭКНИС имеет возможность записи в память на длительное время информации о протекании процесса судовождения за последние сутки (двое и больше) с интервалом в 1-60 сек. и данные о всем рейсе с интервалом 1-120 мин, возможно повторное воспроизведение записанных данных плавания на экране в любое время. При этом регистрируются данные о времени, месте, курсе и скорости (как от автономных ТСН, так и от средств коррекции), используемых ЭНК в районе плавания и корректуре к ним, а также другая навигационно-гидрографическая и гидрометеорологическая ин­формация.

Кроме того, при ведении исполнительной прокладки ЭКНИС выполняет следующие функции:

— отображает отметку судна, планируемый и запасной маршруты; пройденный путь с отметками времени; вектор относительной и путевой скорости; маркер; особые отметки, наносимые судоводителем при ведении прокладки и другие данные;

— обеспечивает возможность изменения местоположения судна на карте вручную с фиксацией операции в судовом журнале;

— рассчитывает истинные дистанцию и пеленг для двух любых точек, определяет географические координаты любой точки экрана, дистанцию и пеленг от собственного места на эту точку, вычисляет длину локсодромии, ортодромии, определяет место судна по данным СНС и РНС;

— принимает вторичную информацию от РЛС (САРП) и совмещает, по возможности, радиолокационное изображение с ЭК;

— имеет режим истинного движения (допускается иметь режим относительного движения) и т.д.

В ЭКНИС предусмотрена визуальная и звуковая сигнализация и пре­дупредительная индикацияПод сигнализацией понимается сообщение визуальными и акустическими средствами об условиях и ситуациях мореплавания, требующих внимания судоводителя-оператора; а под индикацией визуальное представление ему определенной информации о функционировании системы или оборудования.

Согласно требованиям ММО в ЭКНИС имеется:

— сигнализация о выходе за границы фарватера, пересечении безопасной изобаты, превышении заданного отклонения от маршрута, приближении к заданной точке, разных геодезических основах систем определения места и карты;

— сигнализация или индикация о перемасштабировании, прохождении пути через районы с особыми условиями, о планировании маршрута через безопасную изобату, о планировании маршрута через специальный район;

— индикация о наличии карты более крупного масштаба, предупреждение о разных координатных системах информации, выходе из строя системы определения места;

— об ошибках при тестировании системы и ее неправильном функционировании.

Использование САРП и АИС.

На ЭК может накладываться радиолокационная или другая навигационная информация, отображение которой, однако, не должно ухудшать и искажать картографическую информацию и должно четко отличаться от нее.

Уникальной функцией радар процессора является возможность записи всей сырой радарной картинки на стандартный жесткий диск компьютера, с возможностью проигрывания всего периода плавания или любого его участка. Такая функция особенно важна для судов или для береговых контрольных радарных станций, в случаях связанных с предоставлением документальных подтверждений рейса при воз­никновении опасности столкновения и других опасных ситуациях.

Из таких записей становятся очевидными ситуации близкого сближения с целями, опасного маневрирования, большого отклонения от проложенного маршрута, неоправданные остановки и задержки в рейсе, а также другие опасные и непонятные ситуации. В случае сохранения сырого радарного изображения, такую запись в базу данных практически невозможно подделать.

С введением автоматизированных идентификационных систем (АИС) отображение и использование информации от них дает множество преимуществ при решении задач расхождения:

— благодаря взаимному обмену координатами судов, а также информации о текущем курсе повышается точность определения параметров целей, и, следовательно, эффективность расхождения в море;

— благодаря передачи уникальных позывных или названия судна, имеется возможность адресного вызова судна по УКВ в непонятных или опасных ситуациях, что особенно важно в условиях плохой видимости;

— принцип обмена координатами помогает судоводителю разобраться в ситуации, связанной с потерей сопровождения целей САРП;

— благодаря взаимному обмену данными о курсе практически в реальном времени, обеспечивается информация о направлении диаметральной плоскости целей и их ракурсе;

— на работу АИС не влияет наличие теневых секторов радара;

— поскольку АИС передает размеры судна и место установки антенны СНС, то имеется возможность представить контуры судна в масштабе электронной карты вокруг точки расположения антенны;

Электронные картографические навигационные информационные системы способны решать другие задачи по обработке информации.

Использование баз данных по течениям, ветрам, волнению и погоде в ЭКНИС позволяет капитану (судоводителю) значительно более точно делать расчеты, позволяющие экономить топливо и ходовое время.

Среди баз не картографических данных можно назвать следующие:

— база данных огней и знаков;

— база данных по портам захода. Наличие такой базы данных существенно экономит время судоводителей на поиск необходимой сведений о портах;

— база данных по приливо-отливным течениям, в которой имеются данные о еже­часных векторах течений;

— астрономическая база данных эфимирид Солнца и Луны, которая необходима для расчетов;

— база данных по сезонным, поверхностным течениям, состоящая из ежемесячных векторов поверхностных течений;

— база данных по климатическим явлениям, представляющая ежемесячные вектора преобладающего ветра, ежемесячные вектора результи­рующего ветра и ежемесячные значения высот волн.

Наличие вышеперечисленных баз данных в ЭКНИС позволяет не только визуально отобразить информацию на экране, но и использовать эти базы для динамических расчетов. Базы данных по течениям используются для расчета времени прихода в заданную точку при заданной скорости либо скорости (оборотов), которую надо держать, для того, чтобы прибыть в определенное время в заданную точку.

Даже такой критерий, как температура воды, иногда влияет на скорость судна, а соответственно, на время прихода. Известно, что при входе в зону высокой температуры воды на главных двигателях приходится сбавлять обороты, поскольку не хватает эффективности водяного охлаждения. Зная температуры воды по маршруту и характеристики своей машины, нетрудно внести корректуру в расчеты времени прихода.

ЭКНИС может быть объединена в единую судовую локальную сеть. Сеть используется для распространения информации, распределения функций и обеспечения автоматического дублирования при выходе из строя основного (ведущего) компьютера. Вся информация, включая сырую радарную картинку, распространяется между всеми компьютерами. Причем загруженный на ведущем компьютере активный маршрут принудительно распространяется между всеми ведомыми станциями как обязательный активный. Каждая станция функционально независима и может быть использована для любых целей (прокладка нового маршрута, просмотр подходов к порту, вычисления и т.д.).

В случае подключения к ведомой станции датчика позиционирования, авторулевого и других датчиков, при выходе из строя ведущего компьютера все функ­ции ведущего автоматически передаются ведомому. Таким образом осуществляется необходимое по стандарту МЭК дублирование. Количество станций не ограничено. Обычно используют другие станции на мостике, в штурманской рубке, в каюте капитана и кают-компании

Для отработки практических навыков судоводительским составом судна ЭКНИС может использоваться в режиме проигрывания маневра. Основным достоинством является проигрывание в режиме истинного движения, что значительно более информативно на фоне электронной карты. Возможна работа с цветом траекторий движения целей и собственного судна. В ЭКНИС возможно введение практически всех данных с лоцманской маневренной карточки судна при расчетах проигрывания маневра и учет планируемых поворотов согласно проложенному маршруту.

Использование информации от АИС, которая включает в себя несколько следующих поворотных точек и данные о планируемом маневре позволит учитывать также и изменение элементов движения целей.

Источник

Электронная картографическая навигационная информационная система (ECDIS)

ЭКНИС (ECDIS – Electronic Chart Display and Information System) осуществляет отображение карт и места судна, позволяет вести прокладку трассы движения и осуществлять контроль отклонений от заданного маршрута, предупреждает судоводителя об опасности, ведет судовой журнал, управляет ав­торулевым и т.п.

ЭКНИС являются исключительно эффектив­ным средством информации в навигации, суще­ственно сокращающим нагрузку на вахтенного помощника и позволяющим уде­лять максимум времени наблюдению за окружающей обстановкой и выработке обоснованных решений по управлению судном.

Бумажная морская навигационная карта, штурманский циркуль, транспортир, параллельная линейка переходят из разряда основных во второстепенные, запасные.

Информационный характер ECDIS означает её способность предоставлять судоводителю по его запросу характеристики и параметры картографических объ­ектов, таких, как ориентиры, опасности, опасные изобаты, запретные и ограничен­ные для плавания районы, а также данные об условиях плавания по всему маршру­ту следования судна и т. п.

Навигационный характер определяется как традиционными задачами ECDIS (предварительная и исполнительная прокладка, коррекция текущего места), так и новыми задачами по оценке навигационной безопасности плавания, корректуре электронных карт, организации подачи заблаговременной сигнализации и т. п.

Рис. 1 Основные элементы ECDIS

Электронные картографические навигационные информационные системы предназначены для решения следующих навигационных задач:

Корректура электронных карт

Активное внедрение в практику судовождения электронных картографических систем требует автоматизации решения вопросов корректуры и разработки требований к ручной корректуре электронных навигационных карт.

Корректура электронных карт подразделя­ется на различные категории:

Автоматическая корректура – метод корректуры, при котором данные коррек­туры достигают ECDIS напрямую от дистрибьютора, без какого-либо вмешатель­ства оператора. Это может быть достигнуто через передачу по радио в автоматиче­ском режиме. Следуя процедурам подтверждения или приема, ECDIS автоматиче­ски производит корректуру. Судоводитель при этом не принимает никаких дей­ствий, а только отслеживает дату последней корректуры карт судовой коллекции, убеждаясь в том, что корректура прошла и карты откорректированы.

Полуавтоматическая корректура – метод корректуры, требующий вмешатель­ства человека для установления связи между техническими средствами, использу­емыми для передачи информации по корректуре, и ECDIS.

Откорректировать карты можно, связавшись с сервером дистрибьютора по ка­налам системы связи INMARSAT либо через INTERNET. Можно также заказать через агента и ли представителя компании у фирмы-производителя электронных карт компакт-диск с обновленной коллекцией электронных карт. Карты с диска полностью заменяют коллекцию карт на откорректированную.

Ручная корректура – основана на неформатированной информации корректуры (ИМ, голосовая передача по радио и т. д.). Производство ручной корректуры осу­ществляется с помощью графического редактора, имеющегося в электронной кар­тографической системе. Процесс выполнения ручной корректуры напоминает ра­боту по выполнению корректуры обычной навигационной карты. Создаваемые судоводителем корректурные файлы нумеруются и хранятся в определенной после­довательности. Обычно информация последующих файлов включает информацию предыдущих. Это позволяет периодически уничтожать предыдущие файлы. При наложении корректурной информации на основную карту можно на экране мони­тора наблюдать откорректированную карту. Требованиями к электронным карто­графическим системам оговаривается возможность ручной электронной корректу­ры даже при регулярной поставке автоматической или полуавтоматической кор­ректуры.

Газовоз Kendal
Источник: fleetphoto.ru

Следует иметь в виду, что при выполнении ручной корректуры могут возник­нуть ошибки за счет:

В последнем случае судоводитель должен иметь представление об особенно­стях корректуры бумажных навигационных карт этого государства.

Выполнение предварительной прокладки

Электронные методы создания предварительной прокладки принципиально от­личаются от традиционных, имеют значительно расширенные возможности.

Электронные методы позволяют создавать маршрут следующими способами:

Создание маршрута графическим методом целесообразно производить поэтап­но. Первоначальный маршрут желательно создавать на мелкомасштабной карте с целью исключения грубых ошибок выбора пути. Для этого необходимо загрузить электронную карту с видимой на экране точкой отхода и назначения. Создав маршрут в режиме такой загрузки электронных карт, необходимо вернуться в начальную точку (точку отхода) и отредактировать начальный участок маршрута, используя карты более крупного масштаба. Далее следует переместиться к следу­ющему участку перехода и отредактировать его и т. д. Этот метод позволяет про­изводить прокладку маршрута по аналогии работы с бумажными картами и осу­ществлять визуальный анализ электронной прокладки с учетом глубин, опасностей, систем разделения движения, рекомендованных путей на карте.

Табличный вариант позволяет создавать маршрут методом заполнения табли­цы заранее созданного маршрута. Эта таблица может заполняться копированием информации из какого-либо рекомендуемого источника. Таблица может быть до­ставлена на судно по каналам электронной связи (e-mail). После сохранения этой информации необходимо обязательное отражение ее в графическом виде для кон­троля возможных ошибок.

Преобразование графического маршрута бумажной карты в электронный вид с помощью дигитайзера обычно производится на линейных судах, где имеется отра­ботанный маршрут на бумажной карте и есть необходимость его копирования.

Рекомендуется весь маршрут плавания разделить на участки лоцманской про­водки (причал – лоцман, лоцман – причал) и участки открытого моря (лоцман – лоцман). Исходя из этого необходимо спланировать скорость движения судна на этих участках.

Для каждого участка маршрута должен быть определен безопасный коридор, выход за пределы которого возможен только в случаях возникновения нештатных ситуаций, требующих принятия решения для такого маневра и выхода судна из ре­комендованной зоны безопасного плавания.

Рефрижератор Harengus
Источник: fleetphoto.ru

Плавание судна в прибрежных районах, в узкостях, в районах морских портов, зонах дополнительной ответственности и т. д. требует дополнительного изучения особенностей движения судов в этих районах, что также должно учитываться при выполнении предварительной прокладки в части выбора планируемой скорости судна на таких участках и выбора ширины безопасного коридора.

При плавании в районах, имеющих приливо-отливные явления необходимы расчеты времени прохода опасных участков и расчеты минимального и реального запаса воды под килем судна с учетом возможных его просадок на мелководье, при поворотах и т. д.

Проверка маршрута на безопасность

После создания и сохранения на диске отредактированного маршрута желательна его проверка на возможность допуска оши­бок средствами картографической системы. Подобная процедура допустима только для векторных карт, представляющих электрон­ную базу данных, которую может идентифицировать встроенный редактор проверки.

Основная проверка осуществляется на предмет поиска опасностей в заранее за­фиксированном безопасном коридоре, по­этому определение ширины этого коридора на всех «плечах» маршрута является важной процедурой. При проверке маршрута судоводитель должен убедиться, что зафиксированные картографическим редактором возможные ошибки в действи­тельности не представляют опасности. Редактор может предупреждать о всех воз­можных опасностях, включая пересечение зон якорных стоянок, линий пересече­ния границ порта и т. д., которые могут восприниматься в качестве представляю­щих угрозу для плавания, а, соответственно, только анализироваться и принимать­ся к сведению. Основное внимание при этом должно уделяться возможному про­пуску опасных глубин, отдельно лежащих опасностей и опасных изобат, значения которых выставляются заранее.

Ролкер Tenerife Car
Источник: fleetphoto.ru

Подъем карты

Решение вопросов приведения электронной карты на уровень современности включает решение вопросов корректуры и использование встроенного графическо­го редактора, позволяющего производить дополнительные построения на элек­тронной карте.

«Подъем» электронной карты включает нанесение дополнительной информа­ции в текстовом виде. Наиболее удобной и распространенной является нанесение линии опасной зоны (Guard Zone). В пояснениях возможно нанесение текстовой информации по этой опасной зоне. Guard Zone может быть представлена в линей­ном виде или в виде площади, при приближении к которой система сигнализирует. Кроме опасных районов, этой линией могут выделяться опасные изобаты, прибли­жающиеся к району планируемого плавания, опасные сектора маяков, пределы возможного отклонения судна от места постановки на якорь и т. д.

В некоторых картографических системах встроенный графический редактор позволяет некоторые элементы, касающиеся «подъема» карты не наносить вруч­ную. Для этого следует в установках параметров карты указать опасные изобаты, опасные глубины, выделить сектора освещения огней и т. д.

Решение навигационных задач во время плавания

Во время рейса судоводитель должен уделять внимание приоритетам ин­формативности картографической системы. Выделим последовательную приори­тетность загрузки информации и проверки работы основных датчиков:

В режиме реального мониторинга судоводитель решает текущие задачи, кото­рые относятся к загруженному реальному маршруту следования. Эти задачи можно разделить на две категории:

Автоматически решаются задачи выдачи информации о приближении к пово­ротным точкам и рекомендациям по дальнейшему планируемому пути следования. Эти данные доступны без ввода дополнительной информации и могут быть востре­бованы судоводителем.

По запросу могут быть произведены расчеты времени прихода в заданные ко­ординаты по планируемой скорости движения судна. По заданному времени при­хода в указываемую точку на маршруте может быть рассчитана скорость судна.

Одним из основных требований, предъявляемых к ECDIS, является возмож­ность ведения исполнительной прокладки. Судоводитель в течении рейса постоян­но должен контролировать информацию, получаемую от системы позиционирова­ния.

Вахтенный помощник должен постоянно проверять работу ECDIS, местоположение судна необходимо контролировать другими способами.

Одной из наиболее часто встречающихся причин несоответствия координат местоположения собственного судна на экране электронной картографической си­стемы от реальных, является неправильная настройка приемоиндикатора. Прием­ник GPS может быть настроен на выдачу местоположения в системе координат от­личной от системы WGS-84. При этом необходимо либо настроить приемоиндика­тор GPS на систему координат WGS-84, либо ввести в электронную картографиче­скую систему дифференциальные поправки к координатам. Для этого нужно ис­пользовать правила перехода от одной системы координат к другой и в соответ­ствующем редакторе картографической системы ввести эти поправки.

Танкер Saltstraum

При наличии датчика позиционирования другой системы это несоответствие может определяться значением систематической ошибки в данном районе и тоже должно быть устранено методом ввода поправок в обсервованные координаты.

Электронный судовой журнал

В течение всего периода плавания должны фиксироваться время, координа­ты, курс и скорость судна, а также данные по электронной карте и ее корректуре.

Все данные в судовой журнал заносятся автоматически в соответствии с пара­метрами ведения журнала, которые устанавливает судоводитель. Согласно требо­ваниям компании для данного типа судна и условий плавания, судоводитель дол­жен правильно указать эти параметры (периодичность фиксирования точек на маршруте следования, периодичность сохранения файлов архивируемых траекторий и т. д.). Впоследствии данную информацию можно использовать на электрон­ных картах для восстановления траекторий движения судна. Это может быть вос­требовано при анализе прошедшего рейса или при повторном заходе в порт.

Помимо автоматических записей, судоводитель имеет возможность сам запи­сать в электронный журнал необходимые события. Обязательной является возмож­ность мгновенного фиксирования местоположения судна с указанием отметки на электронной карте.

Сигнализация

Основным преимуществом использования электронных картографических си­стем является возможность своевременного предупреждения судоводителя о наступлении определенных событий. Установка параметров сигнализации осу­ществляется перед рейсом и должна корректироваться во время плавания.

Танкер Besiktas Halland
Источник: fleetphoto.ru

Наиболее важным видом сигнализации является предупреждение о подходе к опасным глубинам и изобатам, районам запретным для плавания, надводным и подводным опасностям и т. д. Для подачи такой сигнализации система использует информацию о местоположении судна, курсе, скорости, размеров судна (длина, ширина, осадка).

Электронные картографические системы при плавании судна по заданному маршруту могут вырабатывать следующие виды сигнализации:

Источник

Электронные системы отображения навигационных карт (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

В зависимости от текущей навигационной задачи ECDIS позволяет обеспечивать выбор различной ориентации карты (по норду или по курсу) и масштаба ее отображения. При изменении масштаба карты размер надписей и символов карты не изменяется, обеспечивая их хорошую разборчивость при любом выбранном масштабе.

В ECDIS также имеется функция «электронной лупы», с помощью которой любой выделенный оператором фрагмент карты может быть вырезан и увеличен на весь экран.

Операция просмотра карты в ECDIS позволяет просматривать все районы текущей карты и любой другой карты.

В ECDIS реализовано отображение карты в режиме истинного или относительного движения. В режиме истинного движения при исполнительной прокладке обеспечивается автоматический сдвиг карты при подходе судна к границе экрана, чтобы судно все время находилось в поле отображения дисплея. В режиме относительного движения судно находится в центре экрана, а карта «плывет» относительно него.

Имеется функция для перемещения карты внутри окна высвечивания по команде судоводителя. Она применяется, когда при прокладке требуется увеличить обзор района по ходу судна или с какой-то его стороны.

Для разных условий освещенности в ECDIS обеспечивается выбор подходящей цветовой палитры изображения карты, не требующей времени на изменение адаптации зрения при наблюдении за окружающей обстановкой и при работе с ЭК. Например, для работы с картой ночью можно воспользоваться специальными «ночными» палитрами, обеспечивающими отчетливое восприятие навигационной ситуации в условиях пониженного освещения.

3.1.2. Планирование пути.

В ECDIS возможно планирование двух маршрутов, основного и альтернативного.

При планировании пути ECDIS обеспечивает выбор требуемого маршрута из списка маршрутов, имеемых в базе данных, и возможность корректировки его.

Имеются функции для планирования и занесения в память новых маршрутов. При таком планировании обеспечивается возможность задания элементов и параметров нового маршрута, путевых точек, типа отрезков пути (локсодромия или ортодромия), скорости следования по отрезкам маршрута, времени прибытия в точки изменения курса, границ отклонения от маршрута, радиусов поворотов, номеров генеральных и путевых карт. которые будут использоваться на переходе. Плавание на отрезках пути в основном планируется по локсодромии. В этом случае на картах в проекции Меркатора маршрут представляется в виде прямолинейных отрезков,

Операции прокладки маршрута по ортодромии позволяют в ECDIS планировать переход между двумя точками на поверхности Земли по кратчайшему расстоянию. Этот метод является предпочтительным, когда протяженность отрезка пути велика (переход через океан). ECDIS дает возможность рассчитать выигрыш плавания по ортодромии по сравнению с локсодромией, осуществить прокладку маршрута по ортодромии, представляя ее отрезками локсодромий через заданный шаг разности долгот или расстояния; или заменяя ортодромию отрезками локсодромий, при переходе с которых на следующий отрезок курс меняется на одинаковую величину, например, на 5°.

Ряд ECDIS предоставляют судоводителю функцию построения маршрутов по данным прошлых рейсов, т. е. возможность автоматического преобразования записанной в электронный судовой журнал информации о движении судна в маршрут.

Новые маршруты могут быть записаны в базу данных маршрутов. Запись маршрута в базе данных обычно включает его номер, название, координаты путевых точек, значения допустимых отклонений от маршрута, перечень генеральных карт, перечень путевых карт.

Кроме того, при планировании пути ECDIS предоставляет функции:

• цифрового ввода и корректировки параметров маршрута

координат поворотных точек, скорости на отрезках маршрута, времени прибытия в поворотные точки, значения безопасной глубины, а также расчета по опорным значениям всех интересующих судоводителя элементов маршрута;

• отображения выбранного маршрута на ЭК для зрительной оценки с предоставлением возможности графического редактирования положения поворотных точек с помощью курсора. При этом могут использоваться операции добавления, вставки, смещения поворотных точек и изменения их последовательности;

• тестирования безопасности маршрута. Эта функция позволяет судоводителю протестировать запланированный маршрут на навигационные препятствия, опасные области глубин, районы с особыми условиями плавания;

• инверсирования маршрутов (т. е. рассмотрения маршрута в обратном направлении);

• подключения программ имитации маневров для включения в маршрут участков изменения режима хода и поворотов с одного отрезка маршрута на другой;

• печати опорных и расчетных данных выбранного маршрута, а также перечня карт на переход;

• свободного выбора любой точки на линии намеченного маршрута для расчета дистанции и времени следования до любой следующей точки на линии пути;

• пересчета координат поворотных точек на другой геодезический датум.

Большое значение для предварительной прокладки имеют и функции получения дополнительной информации о средствах навигации, правилах плавания, станциях обслуживания мореплавателей, районах маршрутизации движения, взаимодействующих с судовыми транспондерами береговых станциях контроля движения, системах управления движением на подходах к портам и т. д.

3.1.3. Счисление, обсервации, прокладка пути.

Для возможности счисления пути и выполнения обсерваций к ECDIS подключаются датчики информации. ECDIS может работать со всеми существующими компасами, лапши, приемниками спутниковых систем GPS (DGPS) и ГЛОНАСС, позиционных систем наземного базирования LORAN-C или DECCA, предоставляющими информацию в соответствии с протоколом IEC 61162-1. Поступающая информация используется для расчета и отображения данных об истинной позиции, скорости и курсе судна, параметрах прохождения маршрута.

В ECDIS обеспечивается выбор позиционных систем для определения мести, одной системы (GPS, DGPS, ГЛОНАСС, DECCA, LORAN-C) или нескольких систем позиционирования одновременно (гибридный режим) с целью повышения надежности определений.

Имеется функция получения обсерваций по вводимым вручную значениям пеленгов и дистанций навигационных ориентиров.

Основной задачей, решаемой на электронной карте, является исполнительная прокладка, которая обычно ведется с непрерывными определениями места судна по GPS. При решении этой задачи и производится индикация цифровых данных, характеризующих процесс движения судна. Отображаются: судовое время (SHT или ST), координаты судна, путевой угол (COG), курс (HDG), путевая скорость (SOG), скорость по лагу (LOG), величина предстоящего изменения скорости и курса, и т. д. Навигационная информация обновляется раз в секунду и отображается как в численном виде, так и непосредственно на карте. Имеется операция оптимизации отображаемых данных, позволяющая судоводителю устанавливать набор данных, отображение которого соответствует условиям плавания.

На экране дисплея ECDIS возможен показ намеченного пути: основного и/или альтернативного запланированного маршрута. Предоставляются операции для модификации основного намеченного пути в процессе плавания или изменения его на альтернативный.

Реализована в ECDIS функция для отображения на карте действительного пути судна за тот или иной промежуток времени с отметками положения судна на определенные моменты времени, интервал между которыми может выбираться судоводителем от 1 мин и больше. Имеется операция оперативной отметки положения судна на линии пути и возможно внесение особых отметок судоводителем.

При прокладке может производиться прогнозирование положения судна на будущие моменты времени и осуществляться просмотр районов на пути следования.

ECDIS предусматривает основной и запасной режимы прокладки пути. В основном режиме прокладки ECDIS может использовать данные:

• Относительного и абсолютного лагов, гирокомпаса, флюксгейт компаса;

• Автоматических приемоиндикаторов систем GPS, ГЛОНАСС, DECCA, LORAN-C, транспондера A1S, САРП;

• Значения курса и скорости, вручную введенные оператором. При отказе системы позиционирования, выбранной для прокладки пути, ECDIS автоматически переходит на запасной (аварийный) режим счисления.

В некоторых ECDIS реализована возможность параллельной одновременной прокладки пути по данным двух позиционных систем, что позволяет оператору наглядно оценить точность приборов.

3.1.4. Контроль прохождения маршрута.

ECDIS ведет непрерывный контроль проводки судна по маршруту. Она представляет судоводителю наименование маршрута и данные, характеризующие его прохождение: маршрутные координаты: расстояние (DTG), пеленг и расчетное время (TTG) движения до ближайшей путевой точки; ожидаемое время прибытия в эту точку (ЕТА), направление на эту точку (WTG), и поправку к текущему курсу для выхода в эту точку (разница между HOG и WTG). Индицируются также текущее направление линии запланированного пути (CUR) и следующее за ним направление (NXT), а также боковое смещение от линии пути (ХТЕ).

Для визуального контроля движения судна по намеченному пути ECDIS позволяет показать на карте допустимые границы маршрута (Clearing lines). ECDIS предупреждает об отклонениях от маршрута, выходящих за заданный предел, а также о подходе к точке поворота, чтобы судоводитель мог заблаговременно подготовиться к маневрированию.

Предусмотрена функция для оперативного изменения маршрута без выхода в раздел «предварительная прокладка».

3.1.5. Контроль навигационной безопасности

ECDIS осуществляет контроль безопасности плавания. В некоторых ECDIS программой формируется «Фигура безопасности» (Safety online), которая может быть выведена на индикацию или нет. Реализована функция автоматической подачи сигнала предупреждения при попадании опасного объекта в пределы фигуры безопасности, независимо от того, показывается она на экране или нет. Вырабатывается несколько типов предупреждений. Каждый тип имеет свое поле на панели индикации и сопровождается специальным звуковым сигналом или голосом.

Имеется в ECDIS функция установки ширины полосы движения при плавании по заданному маршруту. В процессе перехода при выходе судна за пределы этой полосы срабатывает сигнализация.

Возможно в ECDIS выделение безопасной глубины и изобаты. Судоводитель может воспользоваться этой функцией для определения на карте областей опасных глубин (т. е. областей с глубиной меньшей или равной глубине безопасности судна). При входе согласно карте судна в область опасных глубин, ECDIS выдаст звуковое предупреждение, сопровождаемое визуальной индикацией. Для предупреждения судоводителя об опасных глубинах к ECDIS также подключается эхолот. Взаимодействие ECDIS с эхолотом осуществляется на основе протокола ГЕС 61162-1. Информация эхолота сохраняется системой и может быть выведена на экран в виде кривой рельефа дна.

Для обращения внимания судоводителя и возможности принятия им своевременных мер предосторожности в ECDIS предусмотрены автоматические предупреждения о вхождении судна в районы с особыми условиями плавания.

Для контроля процесса движения судна по моментам достижения им определенного положения относительно той или иной характерной точки на местности (ориентира, опасности, элемента побережья и др.) возможна постановка маркеров событий. Выбранная на карте точка обозначается специальной отметкой (маркером). Судоводитель может выбрать следующие условия взаимного расположения судна и маркера: достижение заданного пеленга, сближение на заданную дистанцию, удаление на определенное расстояние, достижение судном траверза. После того, как произошло описанное событие, ECDIS подаст звуковое и визуальное предупреждение.

Функции работы с пользовательскими слоями информации позволяют судоводителю нанести поверх любой карты дополнительные линии, символы, сектора, текст с целью подъема карты, что способствует повышению безопасности прохождения сложных участков пути.

В ECDIS обеспечивается прием и отображение на экране поступающих от NAVTEX-приемника сообщений (навигационных, метеорологических и ледовых предупреждений, информации об операциях поиска и спасания, метеорологических прогнозов и т. д.).

ECDIS контролирует работу подключенных к ней навигационных устройств и сообщает о неисправности любого из них судоводителю.

3.1.6. Функции для использования радиолокационной информации

ECDIS может работать с РЛС, обеспечивая отображение на ЭК первичной радиолокационной (РЛ) информации, которая может быть выведена поверх ЭК. Это облегчает сравнение РЛ-изображения с картой, позволяет установить неточность положения судна, а также обнаружить цели, о которых не было сигнализации при пересечении ими охранной дистанции.

При подключении САРП к ECDIS на ЭК представляются все взятые на сопровождение РЛ-цели как символы с идентификаторами и векторами истинной скорости. Имеются операции для изменения длины векторов экстраполированного перемещения целей, и обеспечивается выбор для отображения векторов истинного или относительного движения.

У отметок целей на ЭК могут выводиться следы их прошлого движения.

Для получения числовых данных движения целей имеется функция «Просмотр формуляров целей», при использовании которой отображаются пеленг, дистанция цели, ее курс и скорость, расстояние и время кратчайшего сближения. Опасные цели выделяются цветом.

В некоторых картографических системах (например NAVI-SAILOR 2400 ECDIS, разработанной фирмой ТРАНЗАС МАРИН) предусмотрен встроенный радар-интегратор с возможностями документировать и накладывать на электронную карту «сырое» РЛ-изображение, выделять, сопровождать и документировать большое количество целей.

В ECDIS реализуются функции для работы с АИС-траиспондером. Эта идентификационная система предназначена для обеспечения судоводителей максимально точной и подробной информацией об обнаруженных целях, имеющих AIS-транспондеры. Помимо сведений о курсе и скорости судна-цели (передаваемых им самим и поэтому точных), система АИС позволяет получить информацию о названии судна, его владельце, тоннаже и размерах, маршруте и типе перевозимого груза. Подобная информация может быть полезна, например, при планировании маневрирования и в ряде других случаев.

Для определения положения и элементов движения собственного судна и контроля безопасности его движения ECDIS предоставляет функции навигационного использования радиолокационной информации. Кинематические параметры собственного судна могут определяться при сопровождении неподвижных точечных объектов и характерных элементов протяженных РЛ-объектов.

Для возможности решения на основе РЛ-информации широкого спектра навигационных задач к ECDIS может подключаться специальный радиолокационно-навигационный модуль (РНМ). РНМ совместно с ECDIS предоставляют средства для отображения полного РЛ-образа акватории поверх электронной карты. Возможность синхронизации обоих изображений в реальном времени и наблюдения РЛ-образа, как совместно с картографическими данными, так и независимо, позволяет судоводителю легко ориентироваться в узкостях и незнакомых районах плавания. Одним из существенных преимуществ совместного использования РИМ и ECDIS является возможность взаимного контроля навигационных и радиолокационных средств в наглядной форме, что качественно повышает степень надежности всегокомплекса.

С помощью РНМ решаются следующие задачи:

обеспечение полной совместимости ECDIS с различными типами приемо-передатчиков радаров ведущих фирм производителей;

формирование цифрового РЛ-образа всей акватории и передача его в ECDIS;

уменьшение влияния на цифровой РЛ-образ помех естественного и искусственного происхождения (от морского волнения, дождя, тумана, низких облаков, снеговых зарядов, соседних РЛС). Для этой цели применяются алгоритмы «scan-to-scan» и «sweep-to-sweep» корреляции. Первый вид корреляции характеризует стохастическую зависимость РЛ-данных, соответствующих последовательным посылкам зондирующих импульсов. «Sweep-to-sweep» корреляцией оценивается зависимость цифровых РЛ-образов, последовательно получаемых при разных оборотах антенны;

оптимальное выделение малоразмерных морских целей на фоне мешающих отражений от береговой черты и портовых сооружений;

селекция РЛ-целей, измерение их координат и определение кинематических параметров;

реализация устойчивого к помехам алгоритма обработки видеосигналов целей.

3.1.7. Регистрация информации

ECDIS автоматически ведет электронный навигационный журнал и обеспечивает возможность дополнения его оперативньми записями вручную. В электронный журнал автоматически заносятся: сведения о картах, на которых ведется прокладка, данные о корректурах к ним, кинематические параметры своего судна, элементы движения радиолокационных целей, информация об изменении состояния ECDIS и подключенных к ней устройств, параметры движения судна по маршруту.

При ведении судового журнала ECDIS обычно записывает данные только взятых оператором на автосопровождение целей. ECDIS, снабженная специальным целевыделителем, может записывать кинематические параметры всех судов-целей, находящихся в зоне обзора, независимо от того, взяты они оператором на автосопровождение или нет.

Возможен просмотр электронного журнала и воспроизведение обстоятельств плавания на электронной карте в реальном или ускоренном масштабах времени на основе журнальных сведений. Информация электронного судового журнала может быть распечатана на принтере.

Следует отметить, что на современном этапе в электронном журнале детально сохраняются данные о процессе судовождения за определенный до текущего момента времени интервал, достаточный для выяснения причин возможной аварийной ситуации. Этот интервал времени составляет не менее 12 часов. Кинематические параметры нашего судна и судов-целей фиксируются в нем через промежуток времени, не больший 1 минуты. За остальное прошедшее время рейса записи в журнале сохраняются через больший интервал времени. В перспективных разработках ECDIS обращается внимание на возможность детального сохранения всей навигационной информации за рейс с возможностью проигрывания любого участка перехода при его анализе на борту судна или в судоходной компании.

3.1.8. Предоставление дополнительной информации.

Для ускорения поиска и представления судоводителю сведений, необходимых при выполнении им своих обязанностей, ECDIS снабжается базами данных из навигационных пособий и средствами Для работы с этими базами. Так как требуемая информация обычно связана с объектом или районом карты, то получение ее в ECDIS организуется с помощью наведения курсора на элемент карты, к которому относятся запрашиваемые судоводителем сведения.

При наличии соответствующих баз данных таким образом быстро могут быть получены сведения об огнях и знаках, радиотехнических средствах, правилах плавания, течениях, приливо—отливных явлениях, портах и портовых службах, обслуживающих мореплавателей станциях и др.

Для того, чтобы судоводитель мог составить представление о качестве карты, в ECDIS имеется возможность представлять сведения о карте (легенду): дату первого издания, дату большой корректуры, номер карты и ее название, оригинальный масштаб, вид проекции, горизонтальный и вертикальный датумы.

В память ECDIS могут вводиться данные о маневренных характеристиках судна в форме, предусмотренной ИМО. Эта информация может при необходимости представляться судоводителю и использоваться при решении задач маневрирования.

3.1.9. Решение дополнительных задач.

Из специальных задач наиболее распространенными в ECDIS являются предвычисление высот приливов с построением графика и расчет элементов приливо-отливных течений. Оператор может предвычислять приливы только для пунктов, данные которых хранятся во внутренней базе данных. Это могут быть пункты всего Мирового океана, либо отдельных районов, в которых эксплуатируется судно, Элементы приливо-отливных явлений могут рассчитываться на сутки или несколько суток. В поле графика прилива при помощи курсора можно выделить интервал времени, в котором величина прилива будет менее допустимой.

Некоторые реализуемые в ECDIS программы расчета приливо-отливных явлений предусматривают возможность добавления новых контрольных пунктов, удаление существующих и редактирование данных. Поскольку расчеты приливо-отливных явлений производятся по гармоническим постоянным, то при добавлении и редактировании данных контрольных пунктов оператору необходимо ввести гармонические постоянные в базу данных. Гармонические постоянные для различных пунктов приводятся в Адмиралтейских таблицах приливов.

Кроме расчета приливо-отливных явлений ECDIS может решать задачи, связанные с штормованием судна, плаванием в условиях мелководья, производить расчет освещенности на переходе и т. д. Для производства различного рода вычислений ECDIS снабжается функциями электронного калькулятора.

3.1.10. Поддержание баз данных на уровне современности и обмен данными.

Для поддержания баз данных на уровне современности ECDIS снабжается функциями электронной почты, позволяющей через сеть Интернет по каналам системы Инмарсат запрашивать и получать необходимую информацию: корректуры к картам и пособиям, новые карты и другие данные.

Возможен через электронную почту экспорт/импорт данных маршрута. Например, используя эту функцию, судоводитель может осуществлять обмен данными маршрутов между различными судами. Другой возможностью является обмен данными маршрутов между ECDIS и внешними навигационными устройствами. Например, экспорт данных маршрута из GPS-приемника в ECDIS.

По электронной почте может также производиться передача данных электронного судового журнала на другое судно, создание архивов записей, предоставление информации о движении судна сторонним организациям и т. п.

ECDIS также имеет функции для обновления информации вручную. Для внесения оператором срочной корректуры, не дожидаясь ее официального получения по каналам связи, для учета корректур, получаемых от местных представительных служб и построения на карте дополнительных элементов, связанных с подъемом карты в навигационном отношении, ECDIS снабжаются картографическим редактором. Картографический редактор имеет набор инструментов, с помощью которых можно, используя пользовательские слои, наносить на карту различные символы, линии, площади, текст, производить заливку замкнутых фигур цветом и пр.

Операции ручной корректуры просты в работе и могут быть выполнены непосредственно в море. ECDIS учитывает объекты ручной корректуры при решении задач обеспечения навигационной безопасности.

3.1.11. Управление движением судна.

ECDIS может работать в режиме управления движением судна по маршруту. Для этой цели предусматривается возможность подключения к ECDIS авторулевого. ECDIS работает с авторулевым на основе протокола IЕС 61162-1. Взаимодействуя с авторулевым. ECDIS обеспечивает выполнение функций управления движением судна:

Мобилизацию центра массы судна на отрезке маршрута, выполнение поворотов запланированным образом, плавание вдоль проложенного маршрута или же к временной путевой точке.

В системах, реализующих автоматическое управление движением судна по маршруту, авторулевой должен быть адаптивным и способным автоматически выполнять повороты при переходе на новый отрезок пути по предварительно заданным значениям радиуса или угловой скорости поворота.

При нарушении в ECDIS функции удержания судна на маршруте, система должна подать тревожный сигнал, отключить функцию автоматического управления движением судна по маршруту и перевести авторулевой в режим стабилизации курса. Если нарушение этой функции происходит при плавании по отрезку маршрута, авторулевой должен перейти на удержание курса, соответствующего направлению активного отрезка пути. Если нарушение происходит во время осуществления поворота, то его выполнение должно быть доведено до конца, после чего авторулевой должен перейти в режим стабилизации курса, соответствующего направлению нового отрезка пути.

ECDIS может выполнять и другие функции, ряд из них характеризуется ниже.

Функции измерений позволяют с помощью курсора определить географические координаты любой точки на карте; пеленг (курсовой угол) и дистанцию между текущим местом судна или выбранной оператором точкой и точкой, указываемой курсором.

Функции трехмерного моделирования рельефа дна обеспечивают судоводителю возможность ознакомления с изображением профиля рельефа дна в виде «объемного» изображения. Источниками информации для построения профиля служат данные карты и эхолота.

Возможными областями применения этих функций являются: маневрирование в условиях сложного рельефа дна, проведение гидрографических операций и промысловых работ и т. д.

Функции обучения работе с ECDIS и тренажа. В памяти ECDIS может помещаться программа для обучения работе с ECDIS с примерами использования ее функций. В ряде систем может моделироваться процесс проводки судна в различных районах с предоставлением судоводителю возможности использования функций ECDIS с целью обучения и тренажа. Оператором может быть выбрана карта, помещено на ней свое судно, заданы его элементы движения, нанесены на карту условные цели и заданы их курс и скорость.

3.2. О функциональных возможностях растровых НИКС.

Трудности быстрого получения векторных ЭК на начальном этапе развития электронных карт с одной стороны и желание уже в то время использовать преимущества ЭК с другой, обусловили работы по более легкому растровому направлению создания ЭК.

Были разработаны и методы корректировки RNC. Нахождение данных RNC в электронной памяти позволяет на выбранные места карты заносить новую информацию. Еженедельное извещение мореплавателям (ИМ) для корректуры RNC закодировано так, чтобы покрывать в местах корректировки изображение карты растровыми пятнышками размером в один квадратный дюйм. На этих пятнышках и помещается корректурная информация.

Растровая карта довольно точно привязывается к координатной системе и на ней может выполняться планирование пути и ведение исполнительной прокладки. Как и для ENC при отображении RNC в Различных условиях освещенности могут использоваться различные палитры цветов (ясный день, пасмурный день, сумерки, ночь).

Растровые системы не дают возможности организовать автоматическую сигнализацию об опасных ситуациях по данным карты. Определенные сигналы об опасностях могут генерироваться RCDS по введенной пользователем информации, например: об отклонении от маршрута на величину, превышающую заданную; о приближении к введенной линии опасной изобаты и к отдельным отмеченным маркерами опасностям; о пересечении районов со специальными условиями с занесенными предварительно границами и др.

Так как растровые карты создавались по бумажным картам с разными системами отсчета координат, то их горизонтальные датумы отличаются. Данные растровых карт не могут быть пересчитаны на другой датум. На это следует обращать внимание при использовании РНС и СНС, работающих в геодезической системе, отличной от карты. Несоответствие датумов выражается в смещении позиции судна. На растровой карте эта разница наиболее заметна при пересечении отметкой судна сетки карты.

Нагрузка растровой карты не может быть упрощена или убрана с целью ее приспособления к навигационным обстоятельствам или решаемой задаче. Это может влиять на накладываемую от РЛС/САРП информацию.

RNC может отображаться в оригинальном масштабе и в других масштабах, при этом все элементы карты, включая надписи, изменяются пропорционально изменению масштаба. В результате чрезмерное увеличение или уменьшение масштаба может серьезно ухудшить разборчивость изображения.

Без выбора различных по масштабу карт, возможность просмотра районов по пути следования может быть ограничена. Это может вести к определенным неудобствам при определении дистанций, пеленгов или идентификации отдаленных объектов.

При изменении ориентации растровой карты на дисплее происходит поворот всех приведенных на ней надписей и символов. В результате ориентировка RNC иначе, чем по норду, ухудшает разбор текста и символов на карте.

Применение RNC сопровождается затруднениями в получении дополнительной информации. На растровой карте невозможно использовать отличительные особенности нагрузки карты для организации получения дополнительной информации о картографических объектах путем отметки их курсором.

Невозможно автоматически выделить безопасную изобату судна или безопасные глубины и показать их на экране, если только не отметить их вручную при планировании пути.

По объему файл растровой карты значительно больше файла векторной карты, содержащего данные одного с растровой картой района.

Необходимо также заметить, что системы с RNC (также как и автоматизированные навигационные системы с упрощенными и бумажными картами) не совсем корректно называть картографическими, так как в них, за исключением корректуры, картографические операции не производятся.

Системы с растровыми картами рассматриваются IMO как промежуточные, способные восполнить потребность судоводителей в ЭК на этапе, пока работы по созданию полной коллекции ecdis-карт и снабжению ими судов не будут полностью завершены.

4. Анализ информации основных внешних навигационных датчиков НИКС.

4.1. Основные навигационные характеристики датчиков информации.

Для решения задач судовождения навигационно-информационная компьютерная система должна обеспечивать возможность подключения к ней различных датчиков информации: курсоуказателей (гирокомпаса, магнитного компаса с дистанционной передачей показаний, флюксгейт-компаса); лагов (относительного и абсолютного); эхолота, радиолокатора и САРП; приемников РНС, СНС, NAVTEX; а также УКВ транспондера АИС.

Касаясь позиционных средств, следует отметить, что основными из них при решении задач навигации морских судов стали космические системы GPS и ГЛОНАСС. Роль береговых систем определения положения снизилась. РНС «Омега» уже выведена из эксплуатации. Действие системы «Декка» планируется прекратить в 2002 году.

которых составляет 10-15 нс.

Качество датчиков информации и их способность выполнять те или иные задачи в области судовождения принято оценивать навигационными характеристиками, которые зависят от технических параметров датчиков. К основным навигационным характеристикам датчиков информации относятся: зона действия (диапазон измерений) разрешающая способность, точность, надежность, помехозащищенность, продолжительность одного измерения и частота измерений.

Диапазон измерений Ym определяется минимальным Ymin и максимальным Ymax значением измеряемой величины:

,

Под разрешающей способностью ∆Y понимается определенная минимальная величина приращения измеряемого параметра, которая еще может быть измерена прибором. Разрешающая способность ряда измерительных устройств может быть вычислена через допустимую относительную погрешность е прибора, выраженную в процентах:

Точность представляет собой характеристику допускаемых при измерении погрешностей. Общепринятым критерием точности в судовождении является величина 95% погрешности измерения параметра (Р=0.95).

Источник