
- •Введение
- •ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.
- •ЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ.
- •1. Общие сведения о судовых навигационно-информационных системах.
- •1.1. Назначение и основные функции навигационно-информационных систем.
- •1.2. Состав системы.
- •1.3. Типы НИС.
- •1.4. Назначение НИС с учетом перспективы их развития.
- •2. Понятия об электронных картах.
- •2.1. Основные определения.
- •2.2. Геодезическая основа ЭК.
- •2.2.1. Понятие о геодезической системе отсчета горизонтальных координат карты.
- •2.2.2. Виды горизонтальных геодезических систем.
- •2.2.3. Перевод данных карты из одного горизонтального датума в другой.
- •2.2.4. Пути улучшения отсчета горизонтальных координат картографических объектов.
- •2.2.5. Вертикальные геодезические датумы.
- •2.2.6. Совершенствование отсчета вертикальных координат.
- •2.3. Проекции морских навигационных электронных карт.
- •2.3.1. Нормальная проекция Меркатора.
- •2.3.2. Поперечная меркаторская проекция.
- •2.4. Форматы данных электронных карт.
- •2.5. Разграфка ЭК.
- •2.6. Классификация электронных карт.
- •2.7. Характеристика векторных карт.
- •2.7.1. Состав данных векторных ЭК.
- •2.7.2. Синтез векторных карт и технологии их производства.
- •2.7.3. Официальные векторные карты.
- •2.7.4. Другие виды векторных карт.
- •2.7.5. Корректура карт ЭКДИС.
- •2.8. Особенности растровых электронных карт.
- •2.8.1. Основные сведения о растровых картах.
- •2.8.2. Официальные растровые карты для ЭКДИС.
- •2.8.3. Принцип корректуры растровых карт.
- •2.8.4. Достоинства и ограничения растровых карт.
- •2.9. Электронные каталоги карт и книг.
- •2.10. Распространение ЭК и корректур к ним.
- •3.1. Состав данных НИС и методы их хранения.
- •3.2. Основные виды информации НИС.
- •3.3. Статические базы данных.
- •3.4. Динамические базы данных.
- •3.5. Базы знаний.
- •3.6. Защита информации.
- •4. Датчики навигационной информации.
- •4.1. Характеристики навигационных измерительных устройств.
- •4.2. Позиционные датчики.
- •4.2.1. Требования к позиционным системам.
- •4.2.2. Среднеорбитальные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС.
- •4.3.Электронные магнитные компасы.
- •4.3.1. Общие сведения о магнитных компасах.
- •4.3.2. Магнетометры.
- •4.3.3. Состав электронного магнитного компаса.
- •4.3.4. Характеристики электронных МК.
- •4.4. Фиброоптические гирокомпасы.
- •4.4.1. Виды ГК и предъявляемые к ним требования.
- •4.4.2. Общие сведения о фиброоптических ГК.
- •4.4.3. Принцип работы фиброгирометров.
- •4.4.4. Характеристики фиброоптических гирокомпасов.
- •4.5. Спутниковые компасы.
- •4.6. Измерители скорости и проходимого расстояния.
- •4.7. Указатели скорости поворота судна, акселерометры, датчики параметров качки.
- •4.7.1. Датчики скорости поворота судна.
- •4.7.2. Акселерометры.
- •4.7.3. Датчики параметров качки.
- •4.8. Автоматические идентификационные системы.
- •4.8.2. Бортовая аппаратура АИС.
- •4.8.3. Информация, предоставляемая АИС.
- •4.8.4. Преимущества АИС перед РЛС и САРП.
- •4.9. Радиолокационные средства.
- •5. Средства общения НИС с оператором.
- •5.1. Пользовательский интерфейс.
- •5.2. Требования к отображению картографических данных.
- •5.3. Виды и методы представления картографической информации.
- •5.3.1. Виды отображения данных карт.
- •5.3.2. Обеспечение наглядности карт.
- •5.4. Отображение навигационных элементов.
- •5.5. Пути улучшения отображения информации.
- •5.6. Предложения по гармонизации отображения навигационных данных.
- •6. Требования ИМО к ЭКДИС
- •6.1. Назначение ЭКДИС.
- •6.2. Данные ЭК и их структура.
- •6.3. Ориентация изображения, режим движения, дополнительная информация.
- •6.4. Цвета и символы. Требования к дисплею.
- •6.5. Предварительная прокладка.
- •6.6. Исполнительная прокладка.
- •6.7. Регистрация данных. Сигнализация и индикация.
- •6.8. Точность. Сопряжение с другой аппаратурой.
- •6.9. Режим РКДС.
- •7.1. Управление изображением карт.
- •7.2. Планирование пути.
- •7.3. Счисление, обсервации, прокладка пути.
- •7.4. Мониторинг прохождения маршрута.
- •7.5. Контроль навигационной безопасности
- •7.6. Использование радиолокационной информации
- •7.7. Работа с АИС.
- •7.8. Регистрация информации
- •7.9. Предоставление справок.
- •7.10. Решение дополнительных задач.
- •7.11. Обновление данных и обмен ими.
- •7.12. Управление движением судна.
- •7.13. Другие функции.
- •7.14. Учет погодных условий.
- •8. Достоинства и недостатки НИС.
- •8.2. Понятие об источниках погрешностей НИС.
- •8.3. Недостатки цифрования карт и средств отображения
- •8.4. Качество картографических данных.
- •8.5. Погрешности, обусловленные ошибками датчиков информации.
- •8.6. Влияние отличия координатных систем.
- •8.7. Погрешности интерпретации данных. Риск передоверия.
- •9. НИС речных судов.
- •9.1 Общие сведения.
- •9.2. Характеристика речных ЭКДИС.
- •9.3. Требования, предъявляемые к ИЭКДИС.
- •9.4. Принцип совмещения радиолокационного изображения с картой.
- •Список литературы.
–Дату последней корректуры или номер учтенного последнего Извещения мореплавателям;
–Предыдущие корректуры или номера Извещений мореплавателям;
–Масштаб карты;
–Вид ориентации карты;
–Тип проекции и соответствующие ей параметры;
–Горизонтальный датум;
–Величину смещения горизонтального датума по отношению к WGS84 или ПЗ90, если датум карты не совпадает с ними;
–Вертикальные датумы;
–Единицы измерения высот и глубин;
–Разрешающую способность изображения в пикселях на миллиметр или в пикселях на дюйм;
–Механизм, такой как параметры и алгоритм, позволяющий географические координаты конвертировать в РНК (пиксельные) координаты и наоборот;
–Палитры цветов для дня, сумерек и ночи;
Для дневной палитры растровых карт необходимо использовать такие же цвета, как и на исходной бумажной карте.
Цвета отображаемой официальной растровой карты для сумерек и ночного времени должны быть настолько, насколько возможно, близки к цветам ЭНК.
Официальные растровые карты обязательно дополняются поправками для приведения спутниковых определений к датуму карты.
Кроме перечисленной выше, любая другая относящаяся ко всей карте информация (заметки, диаграммы, таблицы, включая сведения о качестве карты), представляющая интерес для мореплавания, также должна быть записана в текстовом формате. Эти метаданные должны отображаться четко, просто и быстро даже в тех случаях, когда место на бумажной карте, где расположены эти данные, не находится на отображаемой части электронной карты.
Современные технологии позволяют наложить на растровые карты радиолокационное изображение. Эта возможность реализована в современных РКДС.
Наличие в РНК сведений о горизонтальном датуме позволяет системе сигнализировать о его расхождении с датумом GPS или другой позиционной системы. При неизвестном датуме карты смещение ее координатной системы по отношению к WGS84 можно учесть в РКДС путем привязки места судна к положению пикселей РНК.
2.8.3. Принцип корректуры растровых карт.
Общие понятия о корректуре РК. Для обновления содержания растровых карт применяются, так называемые «технологии заплаток». До недавнего времени использовался только полуавтоматический способ корректуры, характеризуемый вводом данных с дискет или
86
компакт-дисков. На современном этапе реализуется и автоматический способ обновления растровых карт через спутниковые каналы связи.
Принцип «технологии заплаток» заключается в следующем. Нахождение матрицы пикселей изображения РНК в электронной памяти позволяет на выбранные места карты помещать новую информацию. Еженедельное извещение мореплавателям кодируется так, чтобы покрывать в местах корректировки изображение карты растровыми пятнышками (заплатками) определенного размера. Например, Британской гидрографической службой используется размер корректурного пятна в один квадратный дюйм. На этих пятнышках и помещается корректурная информация. При отображении карты она заменяет в месте корректуры данные основной карты.
Корректировка с помощью «заплаток» может иметь несколько вариантов. Выделяют «статическую» и «динамическую» корректуру.
При статическом обновлении данными с корректурного компакт-диска изменяется содержание всех файлов растровых карт, находящихся на жестком диске.
При динамической корректуре первоначальное содержание файлов растровых карт на жестком диске не изменяется. Эти файлы и файлы корректур хранятся отдельно друг от друга в неизменном виде. Внесение корректуры осуществляется только при отображении карты на дисплее.
Для обновления растровых карт Британского адмиралтейства используется полуавтоматическая динамическая корректура. Еженедельные извещения мореплавателям для всей коллекции карт помещаются на диске CD-ROM. Корректурные компакт-диски распространяются через агентов.
Корректура официальных РНК. Касаясь корректур официальных растровых карт, необходимо отметить следующее.
Кроме «заплаток» к карте, представляющих изображение малого обновленного участка карты, корректуры к РНК должны включать метаданные, содержащие ряд сведений по корректуре.
Если изображение карты имеет врезки, т.е. состоит из нескольких районов, то необходимы текстовые данные, определяющие, к главному изображению, либо к какой врезке, относятся корректуры.
В корректурную информацию РНК должны быть включены и следующие метаданные:
-Идентификационный номер агентства, издавшего корректуру;
-Номер корректуры;
-Дата корректуры;
-РНК, к которым должны быть применены корректуры;
-Дата выпуска карты, к которой относится корректура;
-Любые изменения в метаданных РНК;
87
-Достаточная информация, обеспечивающая возможность автоматического обновления РНК и отображения откорректированной карты.
2.8.4. Достоинства и ограничения растровых карт.
Преимущества растровых карт заключаются в следующем:
–легкость изготовления;
–простота визуализации;
–покрытие всех вод Мирового океана;
–соответствие изображения виду бумажной карты, что уменьшает вероятность ошибок интерпретации данных.
Благодаря легкости изготовления растровых карт РКДС получили
широкое распространение в мире. В одних США находится в эксплуатации свыше 6000 таких систем.
Осваивать растровые карты также проще, так как они полностью дублируют хорошо знакомые судоводителям бумажные карты.
Недостатки растровых карт. Основным недостатком представления навигационных карт в растровых форматах является отсутствие в памяти информации о картографических объектах. Из-за этого даже современные системы с официальными растровыми картами (РКДС) не могут сравниться с ЭКДИС.
Поскольку режим РКДС не имеет полных функциональных возможностей ЭКДИС, ИМО выпустило специальный циркуляр
SN/Circ.207. – Differences between RCDS and ECDIS. – 7, Jun, 1999,
объясняющий различия между ЭКДИС и РКДС режимами. В этом циркуляре ИМО обращает внимание судоводителей на следующие ограничения РКДС.
Растровые системы не дают возможности организовать
автоматическую сигнализацию об опасных ситуациях по данным карты. Определенные сигналы об опасностях могут генерироваться РКДС по введенной пользователем информации, например:
–об отклонении от маршрута на величину, превышающую заданную;
–о приближении к введенной оператором линии опасной изобаты и к отдельным отмеченным маркерами опасностям;
–о пересечении районов со специальными условиями плавания, если предварительно нанесены их границы или в памяти системы имеется базы данных этих районов.
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 символом судна сетки карты.
88