книга "НИС". Вагущенко Л. Л. Судовые навигационно информационные системы одесса 2004
 Скачать 5.96 Mb.
|
|
Полнота данных карт. Вопрос недостаточной подробности данных чаще всего касается значений глубин. Достоверными промерами глубин пока охвачен лишь малый процент вод Мирового океана. Довольно часто на картах можно заметить «белые пятна» в оцифровках глубин, свидетельствующие об отсутствии батиметрической информации на этих участках. В районах, необеспеченных подробными промерами глубин, могут встретиться опасные для судна участки. Наиболее внимательно требуется относиться к акваториям со сложным рельефом дна. Обычно это районы с каменистым грунтом, в которых резко изменяются глубины. В случаях недостаточности промеров в акваториях со сложным рельефом дна могут встретиться ненанесенные на карту опасные глубины. Реальность таких опасностей подтверждена тем, что довольно часто при проведении новых подробных промеров обнаруживаются не отмеченные на картах изменения глубин, некоторые из которых представляют опасность для судовождения. Современность карт. Одной из причин, лежащих в основе требования к осуществлению постоянного наблюдения на переходе, является возможность встречи неучтенных на картах изменений в реальной обстановке. Эти изменения могут быть вызваны: – Результатами хозяйственной деятельности человека; – Действием естественных сил; – Утонувшими объектами. Результатом деятельности человека на акваториях портов, на участках шельфа и около берега могут быть построенные новые пирсы, причалы, нефтяные вышки и другие объекты, намытые насыпи, прорытые каналы и т.д. Кроме того, некоторые из имеемых на карте объектов, могут быть снесены, убраны или разрушены с той или иной целью. Проведенные в реальной обстановке изменения вносятся на карту, когда соответствующие власти предоставляют о них информацию. К сожалению, во многих случаях эти документы подаются с большим запозданием. К естественным причинам изменений в реальной обстановке относятся явления подмывания берега, эрозия почвы, оползни и наносные явления, размывание дна, перемещения грунта, результаты извержений подводных вулканов и землетрясений. 259 Судоводители должны быть особенно внимательны в мелководных районах, где наблюдаются процессы, в результате которых происходит изменение глубин. Оценка степени доверия к электронным картам. Как можно заметить из вышеизложенного, по качеству довольно много картографических данных не отвечают современным требованиям судовождения. Доля информации, основанной на низкоточной съемке и промерах глубин, еще велика. Достаточно сказать, что в 2002 году в коллекции навигационных карт США свыше 50% информации о глубинах составляли данные, полученные до 1940 года, т.е. свыше полувека назад. Об этом также свидетельствует наличие на многих картах «белых пятен» в оцифровках глубин, недостоверных (пунктирных) изобат, а также надписей положение сомнительно – «ПС» и существование сомнительно – «СС» (на адмиралтейских картах: «PA»– Position approximate, «PD» – Position doubtful). Наиболее радикальным путем обеспечения высокого качества карт является их переиздание на базе современных геодезических и гидрографических съемок. Однако этот путь требует очень много труда, длительного времени и больших затрат. Пока же судоводители обязаны не только использовать картографическую информацию, но и оценивать ее качество. Под оценкой навигационной карты (степени доверия к карте)следует пониматьзаключение о ее качестве с позиции безопасности плавания, сделанное на основе анализа сведений о карте. При этом необходимо обращать внимание на следующие моменты: – Кто издатель карты; – Дата издания; – Источник картографических данных и время их получения; – Масштаб карты; – Ноль глубин; – Подробность промеров глубин и способ их выполнения (подтверждения); – Рельеф и грунт морского дна; – Наличие районов, где возможно перемещение грунта (устья рек и участки действия сильных приливо-отливных течений); – Наличие шельфовых участков, где производится поиск газа и нефти, и где могут появиться неотмеченные на картах конструкции. 8.5. Погрешности, обусловленные ошибками датчиков информации. Погрешности основных датчиков информации охарактеризованы в главе 4. В НИС эти погрешности влияют на положение отображаемого места судна, представляемые значения его кинематических параметров, 260 на положение и элементы движения сопровождаемых САРП объектов, на ряд других данных. 8.6. Влияние отличия координатных систем. Несовпадение координатных систем является одним из источников ошибок НИС. Неучет горизонтального датума карты при обсервациях по навигационным спутниковым системам может привести к увеличению погрешности в позиции судна на величину, превышающую 1000 м. Погрешности пересчета данных из одного горизонтального датума в другой. Существуют определенные проблемы трансформации горизонтальных датумов, особенно больших регионов Земли. Поправки для перехода от одного датума к другому в этом случае в разных частях Земли отличаются неоднородностью, которую используемые способы пересчета не могут полностью учесть. Погрешности от трансформации датумов могут увеличить погрешность обсервованного места на десятки метров. Следует отметить, что из-за отличия горизонтальных датумов, необходимо производить корректуру ЭК только по ИМ, в которых указаны номера этих карт. Для иностранных карт должны использоваться соответствующие им корректурные документы. Различия нулей глубин карты и пособий (или программ) для расчета приливных явлений может привести к ошибкам в исправленных высотой прилива значениях глубин. Еще одним примером возникновения ошибок является неучет отстояния антенны бортовой аппаратуры спутниковой навигационной системы от центра массы судна или неправильный ввод ее высоты. На крупнотоннажном судне отстояние антенны от центра массы судна может превышать 100 м. Особенно важно его учитывать при приборной проводке крупнотоннажных судов в стесненных водах. Так как антенна GPS на таких судах обычно установлена на верхней палубе кормовой надстройки, то неучет этого фактора при отображении данных приводит к существенному запаздыванию начала поворота, когда оно определяется по положению выраженного в масштабе символа судна на электронной карте. Следует также отметить и различие координатных систем отсчета пеленгов на карте и в РЛС: направления на карте отсчитываются от истинного меридиана, а измерения РЛ–пеленгов производятся относительно определенного по компасу направления на север, которое отличается от направления истинного меридиана. 261 Еще одним примером влияния отличия координатных систем на точность информации НИС служит расчет кинематических параметров целей с использованием данных относительного лага и отнесение вычисленных параметров целей к карте. 8.7. Погрешности интерпретации данных. Риск передоверия. Погрешности интерпретации. Причины ошибочной интерпретации данных могут быть самыми различными. Для ЭКДИС они могут возникнуть из-за отличия символов ЭНК с условными знаками бумажных карт. Чтобы судоводитель мог убедиться в правильном чтении ЭНК, ряд производителей дополняют ЭКДИС режимом показа карты с традиционными для бумажных карт символами и цветами. Использование на картах для ЭКДИС упрощенных условных знаков имеет как положительную, так и отрицательную сторону. Например, буи разного вида, показанные на бумажных картах разными символами, при отображении ЭНК представляются одинаково. Это заставляет для их уверенного опознания запрашивать дополнительную информацию. В ряде случаев обобщенное отображение разных видов объектов может стать причиной неправильной их трактовки. Ошибочная интерпретация может являться и следствием представления карт неодинаковыми палитрами цветов в разных условиях освещенности. Помимо положительного значения, применение нескольких цветовых таблиц при отображении электронных карт, имеет определенные недостатки: – Неодинаковое по цвету представление одних и тех же элементов карты в разных условиях освещенности может привести к неправильной их интерпретации; – Имеются сложности в чтении карты, представленной «ночными» палитрами, в результате ряд элементов карты может не привлечь внимание; – Увеличиваются трудности в подборе цветов для вводимых для отображения на картах новых объектов. Учитывая недостатки представления карт разными таблицами, в 1999 году МГО согласилось на проведение исследований с целью определения единой наиболее подходящей для ЭНК таблицы цветов. Эта палитра должна наилучшим образом обеспечивать наглядность карты при приспособлении к условиям освещенности путем изменения яркости изображения или интенсивности цветов на дисплее. Использование единой палитры цветов карты предпочтительно и с точки зрения отображения на ней относящейся к навигации 262 информации, включая данные РЛС, САРП, АИС, СУДС и другие сведения. Особенно это актуально для ЭКДИС военных кораблей, где дополнительно на экране должны еще отображаться символы, характеризующие оперативную обстановку. Применение нескольких палитр чрезвычайно затрудняет задачу подбора для каждой из них цветов большого количества объектов. Напомним, что при этом изображение всех картографических и относящихся к навигации объектов должно быть четким, ясным и легко различимым. В отличие от бумажных карт, текст на электронных картах ЭНК представляется одинаково, без выделения важных деталей. Это является определенным недостатком ЭНК по сравнению с бумажной картой, так как вид текста не привлекает внимания к элементам обстановки, требующих первоочередного учета. Определять, какая информация должна быть на экране НИС в соответствии с текущей ситуацией, должен судоводитель. Однако реализованный в ЭКДИС метод селекции не всегда обеспечивает представление информации без излишней избыточности и без потери необходимых данных. С ростом объема информации, которая может отображаться в НИС, ограничения режима селекции проявляются все сильнее. Поэтому требуется определенная доработка режима селекции, включая передачу системе функций приспособления нагрузки к сложившейся ситуации. Работа с дисплеем НИС сопровождается повышенной утомляемостью оператора. Это тоже может привести к ошибочной интерпретации данных ЭК. Для того, чтобы уменьшить вероятность неправильной интерпретации данных НИС, необходимо учитывать следующие рекомендации: • Требуется знать условные обозначения и сокращения, используемые на ЭК и на информационных табло, и не путать их между собой; • Не надо полагать, что электронные карты точнее бумажных карт, или что погрешности векторных карт меньше погрешностей растровых карт; • Не следует считать данные карты непогрешимыми, и всегда более точными, чем определения места судна; • Не следует полагать, что увеличение масштаба отображения ЭК приводит к улучшению ее подробности и точности; • Необходимо использовать такой масштаб отображения и такую нагрузку ЭК, которая соответствует условиям судовождения и не создает трудностей в разборе данных прокладки; • Не следует считать, что действительная позиция судна точно совпадает с отображаемым на карте его положением; • Не надо думать, что направление движения судна и его скорость точно совпадают со значениями путевого угла и путевой скорости, представляемых на информационном табло; 263 • Следует учитывать влияние на отображаемые кинематические параметры целей погрешностей и ограничений РЛС, САРП, АИС; • Необходимо выбирать такие датчики информации, которые наилучшим образом соответствуют ситуации. О риске передоверия к НИС. В связи с разбираемым вопросом, необходимо, чтобы каждый судоводитель осознавал, что: – всегда существует определенная вероятность (риск) неправильного функционирования НИС и неточности ее данных; – отображаемые гидрографические данные не более надежны, чем данные съемки, на которой они базируются; – электронные карты, если они составлены по данным бумажных карт, наследуют все погрешности бумажных карт; – представляемые данные навигационных датчиков отягчены погрешностями; – ошибки и ограничения взаимодействующих с НИС приборов и систем влияют на точность и надежность данных НИС. Судоводитель, кроме грамотной эксплуатации НИС, должен знать недостатки и ограничения всех составляющих НИС частей (аппаратных средств, программного обеспечения, данных, датчиков информации, дисплея), использовать любую возможность для ее проверки, включая визуальные определения и применение независимых технических средств контроля движения судна, чтобы исключить возможное негативное влияние ограничений НИС на безопасность судовождения. Необходимо помнить, что НИС – это только техническое средство, как и любые другие навигационные приборы. Оно не освобождает судоводителя от обязанности выполнения непрерывного визуального наблюдения, как это требуется СОЛАС74, от анализа качества карт и получаемой информации, от необходимости оценки навигационных ситуаций, от принятия решений по управлению судном и от ответственности за эти решения. 264 9. НИС речных судов. 9.1 Общие сведения. Навигационно-информационные системы для судов внутреннего плавания, как и морские НИС, делят на ЭКДИС и ЭКС. ЭКДИС для внутренних водных путей также считается основным направлением развития судовых навигационных систем. ЭКДИС для речных судов в английской литературе называются Inland ECDIS и сокращенно обозначаются IECDIS. Соответственно, на русском языке этот вид систем ниже будет называться “Речные ЭКДИС”, и для них будет использоваться аббревиатура – ИЭКДИС. Целью создания речных ЭКДИС явилась необходимость повышения безопасности навигации, чистоты окружающей среды и эффективности перевозок грузов на внутренних водных путях. Для речных ЭКДИС не требуется иметь полных функциональных возможностей морских одноименных систем, но они должны быть совместимы. Необходимо, чтобы ИЭКДИС соответствовали особенностям навигации на реках. Кроме того, планируется, что ИЭКДИС станут звеньями интегрированной информационной системы для управления транспортными потоками на внутренних водных путях. Используемые в ИЭКДИС электронные карты – речные ЭНК (ИЭНК) должны удовлетворять стандарту представления (S52) и формату для обмена цифровыми гидрографическими данными (S57/3.1) МГО. Необходимость соответствия формату S57/3.1 объясняется несколькими причинами. Приведем из них только две основные: – Часть речных судов выходит в морские прибрежные воды и, естественно, с целью унификации желательно для речных электронных карт иметь такой же формат, как и для морских; – Формат S57/3.1 отработан, имеет много достоинств, обеспечивает возможность эффективной корректуры, достаточно широко распространен, поэтому пока нет особых оснований создавать новый формат специально для речных карт. В то же время необходимо отметить, что для речных ЭКДИС формат S57/3.1 нуждается в доработке, так как в нем не учтен ряд характерных для внутренних водных путей объектов. Это мосты, дамбы, километровые указатели, речные информационные знаки и знаки регулирования движения, шлюзовые камеры и ворота, линии электропередач и трубопроводы над рекой, облицованные участки 265 берегового склона и дна, плавучие казино, рестораны и другие находящиеся на плаву объекты для отдыха и т.д. Названные элементы планируется внести в состав программных объектов ЭКДИС в новом четвертом издании стандарта МГО – S57/4. В Западной Европе развитие ИЭКДИС было инициировано рядом стран (Австрия, Бельгия, Германия, Голландия, Франция, Швейцария) в рамках создания “Речных информационных служб” для гармонизации информационного обслуживания транспортных потоков на внутренних водных путях. В США разработка ИЭКДИС проводится под координацией организации USACE (U.S Army Corps of Engineers), снабжающей пользователей навигационными картами внутренних вод. Еще в 1993 году USACE заявила о своем намерении создать электронные карты для 8200 миль внутренних водных путей США. В 2001 г. эта организация основала национальную программу с целью: - Определения требований и стандартов к речным ЭНК; - Поддержки производства и распределения электронных карт для внутренних водных путей; - Начала пилотного проекта по использованию данных электронных карт на практике. К 2003 году USACE было выпущено 30 ИЭНК для ячеек, покрывающих 1000 миль рек Миссисипи, Охио, Атчафалья. Эти карты доступны бесплатно через Интернет. Имеется программа развития ИЭКДИС и в России. Проблема создания бортовых навигационно-информационных систем для речных судов решается на основе анализа и внесения рациональных изменений в проекты морских систем. Необходимость этих доработок определяется отличиями навигации по внутренним водным путям от морского судовождения. Основные особенности речной навигации. Внутренние водные пути (реки, каналы, озера) представляют собой сложные в навигационном отношении районы с интенсивным движением. Это накладывает повышенные требования на точность и надежность речного судовождения. Для определения позиции судов на внутренних водных путях должны использоваться высокоточные средства, отвечающие требованиям ИМО к навигации в этих районах и позволяющие получать место с погрешностью, не превышающей 10 м (95%). Среди таких средств, прежде всего, следует назвать DGPS, обеспечивающую точность от 1 до 5 метров. Однако необходимо иметь в виду, что на реках на работу DGPS может влиять рад факторов. В одних местах сигналы спутниковой системы могут экранироваться зданиями, мостами и другими сооружениями. В других районах эти 266 |