1.2. Навигационные приборы и датчики информации

Для решения навигационных задач программное обеспечение любой ЭКС использует информацию о местоположении и движении судна от внешних приборов и датчиков. В качестве внешних навигационных устройств к dKart Navigator через коммуникационные порты системного блока судового компьютера СОМ 1, СОМ 2 и т.д., может подключаться следующее оборудование: приемник глобальной навигационной спутниковой системы (наиболее предпочтителен дифференциаль-ный вариант), приемоиндикаторы других, альтернативных радионавигационных систем, гирокомпас, магнитный компас, лаг, эхолот, САРП, РЛС, транспондер (АИС), авторулевой (рис. 1).

Рис. 1. Блочная схема электронной картографической системы.

Связь между ЭКС и внешними навигационными приборами осуществляется в цифровом виде, через интерфейс RS-232 или NMEA-0183, на основе протокола NMEA-0183 или стандарта Международной электротехнической комиссии IEC 61162. Протокол определяет формат данных при обмене навигационной информацией с периферийными приборами и устройствами. В соответствии с NMEA-0183, вся информация представляется в виде сообщений, строк протокола, содержащих указания на тип сообщения и сами данные. Все сообщения делятся на принимаемые, обрабатываемые и передаваемые электронной картографической системой. Например, сообщение типа GLL (Global Latitude, Longitude) – географические координаты (широта и долгота) места судна, их время и статус при обмене информацией с приемником сигналов GPS (табл. 1).

Таблица 1

Список сообщений NMEA-0183, принимаемых и обрабатываемых dKart Navigator

Тип	Значение сообщения
сообщения
GLL	Географические координаты (широта и долгота) места судна, их время и статус
GGA	Время, географические координаты и другая информация, относящаяся к определениям места по GPS
GNS	Время, географические координаты и другая информация, относящаяся к определениям места с помощью простого или комбинированного приемника GNSS (GPS+GLONASS)
GSA	Информация о геометрическом факторе и активных космических аппаратах GNSS
RMC	Время, дата, географические координаты, курс и скорость от приемника GNSS
VTG	Путевой угол и путевая скорость
ZDA	Всемирное время (UTC) и дата
RMA	Географические координаты, курс и скорость от приемника РНС LORAN-C
RSD	Данные об установках радарного изображения
TLL	Данные о сопровождаемых целях: широта, долгота и время
TTM	Данные о сопровождаемых целях: положение относительно собственного судна и параметры движения
VDM	УКВ сообщения АИС
VDO	УКВ сообщения АИС собственного судна
VHW	Курс и скорость относительно воды
DBT	Глубина под вибратором эхолота
DPT	Глубина под килем
HDM	Магнитный курс
HDT	Истинный курс
OSD	Данные о векторе скорости движения собственного судна: курс, путевой угол, скорость и суммарный снос

От электронной картографической системы к внешним навигационным устройствам передаются следующие сообщения (Табл.2).

Таблица 2

Список сообщений, посылаемых dKart Navigator

Тип сообщения	Значение сообщения
ABM	Адресованные текстовые сообщения АИС
APB	Управляющие сообщения по курсу для авторулевого
BBM	Широковещательные текстовые сообщения АИС
BOD	Пеленг на текущую путевую точку
BWC	Географические координаты, время, пеленг, расстояние до текущей путевой точки
GLL	Географические координаты (широта и долгота) места судна, их время и статус
RMB	Данные о положении судна относительно заданного пути и параметрах путевой точки относительно текущего места судна
RTE	Идентификаторы путевых точек
SSD	АИС информация о судне
VSD	АИС информация о маршруте
WPL	Географические координаты путевой точки
XTE	Отклонения от линии заданного пути

Основным датчиком информации о местоположении судна является приемник сигналов глобальной навигационной спутниковой системы (GPS или DGPS). dKart Navigator может работать со всеми существующими GPS приемниками типа NavStar GPS (DGPS) и ГЛОНАСС. Поступающая информация используется для расчета и отображения на карте данных об истинной позиции, скорости и курсе судна, параметрах прохождения маршрута. Программе необходимо получать информацию о координатах судна как минимум один раз в секунду.

Информация о местоположении судна может поступать и от систем наземного базирования LORAN-C или DECCA. dKart Navigator работает с приемниками сигналов этих систем, предоставляющими данные в соответствии с протоколом NMEA-0183. В случае необходимости, судоводитель может использовать две системы позиционирования одновременно, что позволяет оценить точность приборов и выявить возможные неисправности.

При подключении САРП и радаров, взятые на автосопровождение цели отображаются на электронной карте. Система осуществляет непрерывный контроль безопасности движения по отношению ко всем отображаемым целям, используя их цветовую индикацию на карте. При этом судоводитель может получить информацию об основных параметрах цели: курсе, скорости, пеленге, дистанции, дистанции и времени кратчайшего сближения. При наличии соответствующего радиолокационного оборудования, dKart Navigator может использовать первичную радиолокационную информацию для обеспечения судоводителя необходимыми данными. Полученное радиолокационное изображение выводится поверх электронной карты, облегчая их взаимное сравнение, а также позволяя обнаруживать цели, которые не могут быть взяты на автоматическое сопровождение САРП.

Системы автоматической идентификации целей АИС (транспондер) предназначены для обеспечения судоводителей максимально точной и подробной информацией об обнаруженных целях. Помимо информации о курсе и скорости судна (передаваемых им самим и поэтому абсолютно 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 выборе маневра или для определения невидимых радиолокационных целей. Последние версии системы dKart Navigator рассчитаны на подключение транспондеров фирмы GP&C.

Возможность подключения эхолота предусмотрена во всех версиях dKart Navigator. Поступающие от эхолота данные используются системой для выработки предупреждения об опасных глубинах. Информация от эхолота сохраняется системой и может быть выведена на экран в виде кривой рельефа дна. Последние версии системы dKart Navigator обладают возможностью автоматического построения промерных планшетов. Собранная информация может быть отображена непосредственно на электронной карте. При необходимости можно осуществить ручную корректировку данных.

При подключении к системе лага и компаса, система будет отображать поступающую информацию о скорости и курсе судна. Если используется и GPS-приемник (транспондер АИС, САРП, DECCA или LORAN-C), то на электронной карте у символа собственного судна будут одновременно отображены два вектора − вектор истинного движения (относительно дна) и вектор движения по лагу и компасу.

Обычно лаг и компас имеют только аналоговый выход данных. В этом случае, для обеспечения необходимых сообщений, используется специальный конвертер, преобразующий аналоговый сигнал в цифровой.

Все версии системы, предусматривают возможность подключения авторулевого. Авторулевой предназначен для автоматического удержания судна на линии маршрута при плавании вдоль проложенного маршрута или же к временной путевой точке. dKart Navigator взаимодействует с авторулевым на основе протокола NMEA-0183. Некоторые устаревшие типы авторулевых не могут работать с сообщениями XTE, APB и RMB. Их сообщения содержат более двух значащих цифр после запятой. При использовании авторулевых такого типа нужны соответствующие настройки, программа будет автоматически обрезать сообщения до двух цифр после запятой. Как правило, такой режим используется в случае крайней необходимости, т. к. сокращение до двух значащих цифр после запятой в сообщении XTE увеличивает дискретность управления с двух до двадцати метров.