
- •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.
Оперативная информация представляет собой данные, необходимые для принятия решений, определяющих действия системы в текущий момент времени. Это информация, необходимая для удержания судна на курсе, на заданной линии пути и т.д.
Оперативная информация обычно относится к разряду текущей, непрерывно-обновляемой. Она используется для контроля текущего состояния системы управления и внешней среды, для выработки управляющих воздействий и для оценки результатов принимаемых решений.
Оперативная информация для целей проводки судна обычно получается с помощью судовых измерительных устройств (датчиков навигационной информации), подключенных к НИС. Для управления получением информации от этих датчиков, ее упорядочивания и передачи для дальнейшей обработки НИС снабжается специальными программными средствами.
Навигационные измерительные приборы подразделяют на:
•датчики кинематических параметров судна (состояния объекта управления движением);
•датчики информации об элементах внешней среды;
•комбинированные датчики.
Кизмерительным устройствам первого вида принадлежат компасы, лаги, датчики угловой скорости поворота и ряд других. К ним относятся и приборы для определения позиции судна: приемоиндикаторы спутниковых и береговых радионавигационных систем.
Бортовая аппаратура АИС, система ночного видения, устройства приема звуковых сигналов и ряд других являются датчиками информации об элементах внешней среды. АИС, например, дает информацию о судах в районе нахождения нашего судна.
Ккомбинированным датчикам можно отнести РЛС. Эта станция предоставляет информацию об окружающей судно обстановке (о стационарных и плавучих объектах, находящихся в зоне действия РЛС), а также о положении и элементах движения собственного судна.
Кратко современные датчики оперативной навигационной информации охарактеризованы в главе 4.
3.3.Статические базы данных.
Перечень основных данных статических баз. Статические базы данных НИС содержат постоянную и медленноменяющуюся информацию, требуемую при решении навигационных задач. Количество и полнота информационных баз НИС зависит от ее вида.
108
В обобщенном варианте массивы данных, из которых или из совокупности которых, могут образовываться статические базы, выглядит следующим образом:
–Картографическая информация;
–Наставления для плавания;
–Сведения о навигационных средствах;
–Информация о портах;
–Рекомендованные маршруты;
–Данные для расчета приливных явлений;
–Данные морских судов;
–Климатическая информация;
–Данные о своем судне;
–Корректуры;
–Другие базы и наборы данных.
Ниже при краткой характеристике баз данных предполагается, что для каждого из перечисленных выше информационных массивов образована отдельная БД. Базы данных конкретных НИС могут состоять как из отдельных из перечисленных массивов, так и включать их наборы.
Картографическая база данных (КБД) содержит информацию для построения навигационных карт на экране дисплея, характеристики картографических объектов и метаданные, характеризующие КБД в целом.
В КБД входят файлы: каталога–справочника ЭК, цифровых данных основных ЭК, библиотека символов, сокращений, их описаний и другие сведения.
Каталог справочник служит для поиска и выбора данных ЭК. Он содержит идентификаторы ЭК и соответствующие им физические адреса файлов. Составление этого каталога производится автоматически специальной программой при первичной загрузке файлов ЭК в базу.
Для ЭКДИС/ЭКС систем эта база делится на несколько частей, например:
–официальных карт ЭНК;
–адмиралтейских растровых карт;
–карт фирмы «Транзас Марин»;
–карт фирмы «С-МАР»;
–других видов карт.
Картографические базы данных систем, работающих с несколькими видами ЭК, дополняются электронными каталогами карт, содержащими данные, характеризующие каждую КБД, и позволяющими вести учет карт и осуществлять их быстрый поиск.
База рекомендованных маршрутов состоит из каталога и данных маршрутов. Запись маршрута в файле обычно содержит его номер,
109
название, координаты путевых точек, значения допустимых отклонений от линии пути, перечень путевых карт, список навигационных пособий.
База по приливным явлениям включает постоянные для пунктов величины и астрономические данные, необходимые для расчета приливных уровней и течений для разных акваторий Мирового океана.
Местные условия в схеме расчета приливных уровней учитываются с помощью записанных в базе для каждого пункта величин:
–координат места;
–среднего уровня моря Zо;
–гармонических постоянных приливного уровня;
–сезонных поправок к среднему уровню;
–сезонных поправок гармонических постоянных, если они существенны.
Для возможности предвычисления приливных течений в базе
хранится такая информация.
Для узкостей с приливными течениями в БД записаны:
-координаты точки,
-скорость постоянного течения,
-направление приливного и отливного течения,
-гармонические постоянные скорости приливного течения.
Для открытых мест, в которых наблюдаются приливные течения, в базе данных помещены:
–координаты точки,
–меридиональная и по параллели составляющие скорости постоянного течения,
–гармонические постоянные меридиональной и по параллели составляющих скорости приливного течения.
Учет общих закономерностей при расчете приливов производится
спомощью информации, хранящейся в астрономической базе эфемерид Солнца и Луны.
Современная информационная база по приливам включает в свой состав данные для расчета уровней практически во всех портах и подходных акваториях (порядка 12 тыс. пунктов), где изменение уровня по астрономическим причинам существенно.
База данных морских судов содержит основную информацию о находящихся в эксплуатации морских судах. Обычно она используется береговыми службами для целей организации приема судов в портах. В судовых НИС эта база применяется как источник дополнительных данных к информации о судах, получаемой по линии АИС. Ее информацию также планируется использовать при реализации трехмерного отображения обстановки в стесненных водах и при расхождении судов в ночных условиях и при плохой видимости.
110
Климатическая база данных (ее также называют базой:
лоцманских карт, гидрометеорологических карт, среднемесячных климатических условий) содержит основанные на многолетних наблюдениях статистические сведения о погоде каждого месяца на весь Мировой океан с постоянным или переменным разрешением по широте и долготе (в среднем один градус). Это данные: о ветре, о поверхностных течениях, о высоте волн, температуре воды и воздуха, о частоте шквалов, ледовых условиях. Сведения могут храниться в графическом, в символьном или в комбинированном формате.
Наиболее объемная из таких баз составлена в фирме «Транзас Марин». Она содержит порядка 480 тыс. векторов поверхностных течений, по 450 тыс. параметров превалирующих, результирующих ветров, значений высот волн.
Современная база портов захода включает информацию практически о всех портах мира (более 8000 портов). Она содержит каталог портов и сведения о них. О каждом порте предоставляются такие данные:
-Индекс порта и название;
-Широта и долгота;
-Наставления для плавания на подходах к порту;
-Номера и названия карты порта и карт подходов к нему;
-Размер гавани и ее тип;
-Предоставление убежища;
-Ограничения при входе в порт;
-Глубины на подходном канале, на якорной стоянке, около пирсов, нефтяных терминалов, причалов;
-Приливные явления;
-Максимальные размеры принимаемых судов;
-Тип грунта;
-Акватория для разворота судов;
-Правила первого посещения порта;
-Необходимость предварительного уведомления об ожидаемом времени прибытия;
-Лоцманская проводка;
-Буксиры;
-Карантинные процедуры;
-Типы связи, предоставляемые портом;
-Погрузка/разгрузка;
-Медицинские средства;
-Размещение мусора;
-Дегазационные средства;
-Возможность сдачи загрязненного балласта;
-Характеристика погрузочных средств;
-Службы;
-Снабжение;
-Ремонт;
111