5e_izd_S_44

1

МЕЖДУНАРОДНАЯ ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

СТАНДАРТЫ МГО НА ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЁМКИ

5-е издание, февраль 2008 года

Специальная публикация № S–44

Монако Международное гидрографическое бюро

2008 г.

Примечание: Приложения А и В будут изъяты из этого документа после того, как включенная в них информация будет полностью перенесена в Публикацию МГО М–13 «Руководство по гидрографии».

3

СТАНДАРТЫ МГО НА ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ (S–44)

5-е издание, февраль 2008 года

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данная публикация, «Стандарты МГО на гидрографические съёмки» (S–44), представляет собой один из стандартов, которые разрабатываются Международной гидрографической организацией (МГО) в целях оказания помощи обеспечению безопасности мореплавания.

Официальные обсуждения вопроса об учреждении стандартов на гидрографические съёмки начались на VII-й Международной гидрографической конференции (МГК) в 1957 году. В Циркулярных письмах, направленных государствам-членам МГО в 1959 и 1962 гг., сообщались мнения государств-членов по данному вопросу, и в 1962 г. VIII-я МГК учредила Рабочую группу (РГ) в составе: двух членов из США, одного – из Бразилии

иодного – из Финляндии. РГ осуществляла деятельность по переписке и провела два заседания, которые были приурочены к IX-й МГК, проводившейся в 1967 году. Ею был подготовлен текст Специальной публикации МГО № S–44.

Первое издание S–44, озаглавленное «Стандарты точности, рекомендованные для гидрографических съёмок» было опубликовано в январе 1968 года. В Предисловии к нему говорилось: «… гидрографические съёмки классифицируются как съёмки, выполняемые в целях составления морских навигационных карт, которые обычно используются судами»,

и«исследование, которое ограничивается определением плотности и точности измерений, необходимых для отображения морского дна и других объектов с точностью, достаточной для навигационных целей».

На протяжении последующих лет технологии и процедуры менялись, и МГО снова учреждала рабочие группы, чтобы привести S–44 на уровень современности: 2-е издание вышло в свет в 1982 г., 3-е – в 1987 г. и 4-е – в 1998 г. В ходе этих пересмотров основные цели публикации оставались, в основном, неизменными, и то же самое относится и к 5-му изданию.

ВПолномочия Рабочей группы, учреждённой для подготовки 5-го издания S–44, среди прочего было включено намерение предоставить более ясные руководящие указания, касающиеся объектов подводного рельефа; в них также перечислялся ряд вопросов, вызывающих беспокойство, и в том числе – возможности систем по обнаружению объектов на морском дне и характеристики объектов, подлежащих обнаружению. РГ пришла к выводу, что S–44 устанавливает минимальные стандарты для съёмок, которые выполняются для безопасности надводной навигации. РГ сочла, что определение точных характеристик объектов, которые подлежат обнаружению, значимых для каждой конкретной организации, и определение способности тех или иных систем и используемых ими процедур обнаруживать подобные объекты – это обязанность национальных властей каждой страны. Далее РГ заключила, что конструктивные решения

иих исполнение для сооружения целей, используемых для демонстрации технических возможностей систем по обнаружению объектов на морском дне, входят в обязанности национальных властей. Упоминание кубических объектов размером более одного или двух метров в данных Стандартах даёт основу для понимания того, что обнаруживаться должны объекты, по крайней мере, такого размера.

Главными отличиями данного издания Стандартов от 4-го издания являются следующие:

Разделение Категории 1 на две подкатегории: 1а, когда требуется полное обследование дна, и 1b, когда такое обследование не требуется. Исключение Категории 3, т.к. было сочтено, что больше нет надобности проводить ее различие с Категорией 2.

4

Замена, в большинстве случаев, слов «точность1» (accuracy) и «погрешность»

(error) на слово «неопределенность» (uncertainty). Погрешности существуют и представляют собой разности между наблюдённым значением и значением истинным. Раз истинное значение никогда не бывает известно, следовательно, и сама погрешность не может быть известна. Неопределённость – это статистическая оценка вероятной величины погрешности. Данная терминология теперь все чаще используется в практике измерений: см. публикации ISO/IEC 98:1995 г. «Руководство по выражению неопределенности в измерениях» (которая должна быть откорректирована в 2008 г.) и ISO/IEC 99:2007 «Международный словарь по метрологии – Основные и общие понятия и связанные с ними термины».

Словарь терминов был приведён на уровень современности, а некоторые термины, которые, по мнению РГ, являются основополагающими для понимания настоящих Стандартов, повторно приводятся во «Введении».

РГ пришла к заключению, что информацию, касающуюся того, «как выполнять съёмку», включать в данные Стандарты нецелесообразно, и из 5-го издания она была изъята. Однако РГ признает пользу такого руководства, и данная информация была сохранения в двух приложениях. РГ рекомендует переместить эту информацию в публикацию МГО М–13 («Руководство по гидрографии») и одновременно исключить её из публикации S–44.

В Таблицу 1 был включён минимальный интервал между точками («пятнами») обследования дна батиметрическим лидаром2 – для съёмок категории 1b, для которых не требуется полное обследование дна.

Наконец, РГ придерживалась того мнения, что в S–44 предоставляются «Стандарты на гидрографические съёмки», и что готовить «Спецификации» на основе этих Стандартов – обязанность конкретных гидрографических служб или организаций. Спецификации будут более специфичны в отношении описания систем, и как таковые будут меняться более быстро, по мере изменения систем.

1В значении «степень достоверности» (прим. пер.)

2LIDAR – лазерный локатор, лидар; зд. – авиационная лазерная система гидрографической съёмки (прим. пер.)

5

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной публикации – предоставить свод стандартов на выполнение гидрографических съёмок для сбора данных, которые используются, в основном, для составления навигационных карт, применяемых для безопасности надводной навигации и защиты морской среды.

Необходимо понимать, что данная публикация предоставляет только минимальные стандарты, подлежащие соблюдению. В тех случаях, когда батиметрия и предполагаемые цели судоходства того требуют, у гидрографических служб / организаций, желающих осуществить сбор данных, может возникнуть необходимость установить более жёсткие стандарты. Кроме того, данная публикация не содержит процедуры настройки необходимого оборудования, выполнения съёмки или обработки результирующих данных. Процедуры (которые являются основной частью системы выполнения полной гидрографической съёмки), должны разрабатываться гидрографической службой / организацией, желающей осуществить сбор данных, отвечающих настоящим Стандартам. Необходимо учитывать категорию съёмки, уровень которой эта служба / организация желает достигнуть, имеющееся в ее распоряжении оборудование и тип топографии, которую она намерена обследовать. В Приложениях «А» и «В» предоставляются руководящие указания по контролю качества и обработке данных, – предполагается, что они будут перенесены в «Руководство по гидрографии» (это публикация МГО М–13), в котором даются дальнейшие указания по поводу того, как выполнять гидрографические съёмки.

Нет ничего, что могло бы остановить пользователей, принявших данные Стандарты, перед тем, чтобы использовать эти Стандарты для других целей. Действительно, подобное расширение сферы применения Стандартов приветствуется. Однако те пользователи, которые желают заимствовать данный документ для других технических средств, должны помнить причину, по которой эти Стандарты были написаны, и поэтому принимать тот факт, что, возможно, не все части Стандартов подойдут для их специфических целей.

Чтобы соответствовать Категории съёмки по S–44, съёмка должна отвечать ВСЕМ спецификациям этой категории, включённым в данные Стандарты.

Кроме того, важно отметить, что адекватность съёмки – это конечный продукт всей системы съёмки и процессов, применяемых во время сбора данных. Неопределённости, о которых говорится в следующих главах, отражают суммарные перенесённые неопределённости всех частей системы. Простое использование отдельного оборудования, которое теоретически способно удовлетворять требуемой неопределённости, не обязательно является достаточным для того, чтобы удовлетворять требованиям данных Стандартов. Должно приниматься во внимание и то, как налажено оборудование, и то, как оно используется, и как оно взаимодействует с другими компонентами в полной системе съёмки.

Все составные части и их комбинации должны быть способны предоставлять данные, соответствующие требуемому стандарту. Гидрографической службе / организации необходимо убедиться в том, что это так на самом деле, путём, например, проведения соответствующих испытаний оборудования, которое будет использоваться для съёмки, и путём обеспечения соответствующей калибровки, которая проводится до, а также во время, и, в уместных случаях, после выполняемой съёмки. Специалист, выполняющий съёмку, - это важнейший компонент процесса съёмки, и он должен обладать достаточными знаниями и опытом, чтобы быть способным управлять системой в соответствии с требуемым стандартом. Определить это может быть трудно, хотя гидрографические квалификации (напр., окончание специалистом курсов по гидрографической съёмке, признанных МГО соответствующими Категории А/В) могут оказать существенную помощь в проведении подобной оценки.

6

Следует отметить, что выпуск данного нового издания стандарта не означает, что съёмки, или основанные на них карты и морские навигационные пособия, выполненные в соответствии с предыдущими изданиями стандарта, признаются недействительными, а устанавливает стандарты для того, чтобы данные, собранные в дальнейшем, лучше отвечали нуждам пользователей.

Также следует отметить, что в тех случаях, когда морское дно подвержено изменениям (напр., имеются песчаные гряды), съёмки, выполненные в соответствии с любой Категорией из данных Стандартов, быстро устаревают. Подобные районы требуют повторной съёмки через регулярные промежутки времени, чтобы гарантировать, что данные съёмки соответствуют действительности. Интервалы между повторными съёмками, которые будут зависеть от местных условий, должны устанавливаться национальными властями.

Словарь терминов, используемых в данной публикации, приводится после Главы 6. Термины, включённые в словарь, показаны в тексте курсивом, а в электронной версии они обеспечиваются гиперссылками на соответствующие им определения. Приведённые ниже «Основные определения» из Словаря терминов рассматриваются как основополагающие для понимания настоящих Стандартов.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Обнаружение объектов: способность системы обнаруживать объекты заданного размера. В данных Стандартах задаются размеры объектов, которые должны быть обнаружены во время съёмки с целью обеспечения безопасности мореплавания.

Полное обследование дна: метод систематического исследования морского дна, применяемый с целью обнаружения большинства объектов, заданных в Таблице 1; использование отвечающих требованиям систем, процедур и подготовленного персонала. На практике невозможно достичь 100%-го акустического обследования / 100%-го батиметрического покрытия (использования данных терминов следует избегать).

Исправленные глубины: Измеренные глубины со всеми поправками, относящимися к съёмке, последующей обработке данных и их приведению к используемой высотной основе.

Суммарная горизонтальная (плановая) неопределённость (СГН; англ. – THU):

компонент суммарной перенесённой неопределённости (СПН), рассчитанный в горизонтальной плоскости. Несмотря на то, что СГН даётся как одиночная величина, она имеет размерность 2D. Делается предположение, что неопределённость анизотропна (т.е. корреляцией между погрешностями широты и долготы можно пренебречь). Это делает нормальное распределение симметричным по окружности и позволяет характеризовать радиальное распределение погрешностей относительно истинного значения одним числом.

Суммарная перенесённая неопределённость (СПН; англ. – TPU): результат перенесения неопределённостей, при котором все составляющие неопределённости измерений, как случайные, так и систематические, вносят свой вклад и переносятся на конечный результат оценки точности. Перенесение неопределённостей объединяет все измеренные неопредёленности из различных источников и переносит их на результирующую неопределённость полученного или рассчитанного параметра.

7

Суммарная вертикальная (высотная) неопределённость (СВН; англ. – TVU):

компонент суммарной перенесённой неопределённости (СПН), рассчитанный в вертикальной плоскости. СВН – величина с размерностью 1D.

8

ГЛАВА 1 – КЛАССИФИКАЦИЯ СЪЁМОК

Введение

В данной главе описываются категории съёмки, которые считаются приемлемыми для того, чтобы дать возможность гидрографическим службам / организациям производить навигационную продукцию, которая предоставит возможность предполагаемому судоходству совершать безопасную навигацию в районах, обеспеченных съёмкой. Поскольку требования изменяются в зависимости от глубины и видов предполагаемого судоходства, здесь определяются четыре различные категории съёмки; каждая из них предназначена для удовлетворения ряда потребностей.

Описание четырёх категорий приводится ниже, с указанием потребности, которую категория предположительно должна удовлетворять. Таблица 1 устанавливает минимальные стандарты для каждой из данных категорий, и читать её необходимо вместе с подробным текстом следующих глав.

Категория съёмки, которая наиболее отвечает требованиям безопасности мореплавания в данном районе, должна выбираться организацией, отвечающей за получение съёмки. Следует отметить, что для всего района, который необходимо обеспечить съёмкой, одной категории может быть недостаточно, и в этих случаях организация, которая отвечает за получение съёмки, должна ясно определить, где следует применять разные категории съёмки. Кроме того, следует отметить, что ситуация, обнаруженная исполнителем съёмки на месте, может так существенно отличаться от ожидавшейся, что послужит основанием для изменения категории. Например, в районе, через который проходят маршруты крупнотоннажных танкеров для перевозки сырой нефти (VLCCs), и предполагаемые глубины в котором превышают 40 метров, возможно, была определена категория съёмки 1а, однако, если исполнитель съёмки обнаруживает мелководные участки с глубинами менее 40 метров, наверное, будет более приемлемо проводить съёмку этих участков в соответствии с Особой категорией.

Особая категория

Это наиболее строгая из всех категорий, и её использование предназначено только для тех районов, где расстояние под килем судов достигает критических значений. Из-за критического расстояния под килем требуется полное обследование дна, и размер объектов, подлежащих обнаружению в ходе такой съёмки, намеренно сохраняется маленьким. Поскольку расстояние под килем судов достигает критических значений, считается невероятным, что съёмки Особой категории будут проводиться в районах с глубинами более 40 метров. Примерами районов, которые могут служить основанием для проведения съёмок Особой категории, являются: места стоянки судов, гавани и важнейшие участки судоходных фарватеров.

Категория 1а

Эта категория предназначена для тех районов, в которых морское дно достаточно мелководно для того, чтобы природные или созданные человеком объекты, находящиеся на дне, могли представлять собой опасность для надводного судоходства определённого вида, которое предположительно может осуществляться в данном районе, но в которых расстояние под килем судов не достигает таких критических значений, как в случае Особой категории, описанной выше. Поскольку в этих районах могут существовать созданные человеком или природные объекты, которые могут представлять опасность

9

для надводного судоходства, требуется полное обследование дна, однако размер объектов, подлежащих обнаружению, больше, чем для Особой категории. Расстояние под килем становится менее важным по мере увеличения глубин, и в районах, где глубина составляет больше 40 метров, размер объектов, подлежащих обнаружению в ходе полного обследования дна, увеличен. Съёмки категории 1а могут ограничиваться акваториями с глубинами менее 100 метров.

Категория 1b

Эта категория предназначена для районов с глубинами менее 100 метров, где общее изображение морского дна считается отвечающим требованиям того вида надводной навигации, который предполагается в данном районе. Полного обследования дна не требуется, что означает, что некоторые объекты могут быть пропущены, хотя максимально допустимое междугалсовое расстояние будет ограничивать размер объектов, которые, вероятно, останутся необнаруженными. Эта категория съёмки рекомендуется только в тех случаях, когда расстояние под килем не представляет собой проблемы. Примером послужил бы район, в котором характеристики дна таковы, что вероятность того, что на морском дне имеются созданные человеком или природные объекты, которые будут подвергать риску тот тип надводных судов, которые предположительно совершают навигацию в данном районе, низка.

Категория 2

Это наименее строгая категория, она предназначена для тех районов, где глубины таковы, что общее изображение морского дна считается отвечающим требованиям. Полного обследования дна не требуется. Рекомендуется ограничивать съёмки Категории 2 районами с глубинами более 100 метров, поскольку, если глубины превышают 100 метров, существование созданных человеком или природных объектов, достаточно крупных для того, чтобы оказывать влияние на надводную навигацию и при этом всё же оставаться не обнаруженными в ходе съёмок, соответствующих Категории 2, считается невероятным.

10

ГЛАВА 2 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА

2.1 Плановая неопределённость

Неопределённость места – это неопределённость местоположения [погрешность определения места] измеренной глубины или объекта в системе геодезических координат.

Координаты следует привязывать к геоцентрической системе исходных координат, основанной на Международной земной системе координат (ITRS), напр. Всемирной геодезической системе координат 1984 г. (WGS–84). Если же, в исключительных случаях, координаты привязаны к местным исходным геодезическим данным, последние должны быть привязаны к геоцентрической системе исходных координат, основанной на ITRS.

На неопределённость места оказывает влияние много различных параметров; следует учитывать вклады всех подобных параметров в суммарную плановую неопределённость (THU).

Для нахождения неопределённости места следует принять статистический метод,

объединяющий все источники неопределённости. Неопределённость места на уровне

95%-й доверительной вероятности должна регистрироваться вместе с данными съёмки (см. также раздел 5.3). Способность системы съёмки успешно выполнять требуемые функции должна демонстрироваться с помощью расчёта THU.

Местоположение промеров, опасностей, других важных подводных объектов, средств навигационного оборудования (стационарных и плавучих), объектов, важных для навигации, береговой линии и топографических объектов, следует определять таким образом, чтобы плановая неопределённость удовлетворяла требованиям, установленным в Таблице 1. Это включает все источники неопределённости, а не только те, которые связаны с оборудованием, с помощью которого определяют место.