Реферат на тему.
Морська картографічна інформація
З метою забезпечення безпеки мореплавання національні гідрографічні служби проводять велику роботу щодо об'єктів гідрографії зйомок та вимірювань, обслуговування та моніторингу СНТ, створення цифрових наборів картографічних, навігаційно-гідрографічних даних і підтримки їх на рівні сучасності, зберігання та архівації матеріалів. Банк даних Національної гідрографічної служби на обслуговується регіон є найбільш повним, достовірним і сучасним. Тому для створення сучасного і достовірного банку даних на весь Світовий океан обмін інформацією між національними гідрографічними службами має дуже важливе значення.
Кодування цифрових наборів даних може здійснюватися різним чином. Тому з метою забезпечення обміну електронною картографічною інформацією між національними гідрографічними службами і надання такої інформації на судна обладнані ECDIS, IHO спільно з IMO розроблений міжнародний стандарт обміну картографічною інформацією та уніфікації надання інформації на судна - S-57.
Standard S-57 "IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data" 'складається з двох частин: А і В. Частина А містить каталог картографічних об'єктів (КО), що включає: список класів КО та перелік характеристик (атрибутів) КО. Клас КО - це певна група КВ, які вважаються еквівалентними один одному, наприклад, плавучі маяки різних видів. Атрибути КО - це властивий певній групі КО набір стандарт-Пих характеристик, який вважається необхідним і достатнім для опису даного класу КВ, наприклад, для плавучих маяків: зображення умовного знака, колір умовного знаку і ряд інших характеристик.
У частині У описаний формат обміну картографічними даними між країнами - членами IHO - формат DX90. Формат-це правила цифрового представлення даних і обміну ними-специфікація послідовності і видів представлення елементів інформації (чисел, тексту та ін) на носії. Набір форматів або комплексний формат визначає структуру інформації, представленої на носії.
Формат DX90 в даний час є основним форматом для декодування і обміну цифровими картографічними даними. Формат DX90 є частиною Стандарту S-57 IHO, тому сю іноді позначають S-57/DX90.
Формат DX90 поєднує в собі властивості гнучкості і ко.мпакг-ності, сумісний з іншими засобами обміну даними і не орієнтований на певну нарізку карт. Він дозволяє:
-Підтримувати декілька рівнів обміну цифровими даними;
-Представляти місце об'єкта в географічній або прямокутної системі координат з різними одиницями і заходами точності;
-Будувати карти в різних проекціях:
-Зберігати описову інформацію для наборів даних;
-Додавати нові записи.
У розвиток формату DX90 для обміну картографічною інформацією між гідрографічними службами і пересилання їх користувачам по каналах зв'язку розроблений спеціальний формат MACDIF (Map and chart data inter change format).
У зв'язку з особливостями апаратної частини і програмного забезпечення з метою оптимізації обробки і зберігання інформація в автоматизованих системах навігації представлена у внутрішньосистемної форматі. Проте система, що відповідає стандартам ECDIS, повинна забезпечувати конвертацію DX90 у внутрішній формат і навпаки. Цифрові дані карти, представлені у внутрішньому форматі автоматизованої системи навігації, називаються системними даними електронної карти.
Для картографічної інформації прийнятий обмінний SHP-формат шейп-файлів.
У комплект обміну разом з даними завжди повинен бути включений файл опису даних (метадані та опис семантики даних), що оформляється відповідно до рекомендацій.
Програмне забезпечення підготовки даних в заданих форматах
Для рутинних даних застосовується ПЗ відповідних технологій.
Дані в обмінному таблично-текстовому форматі можуть бути підготовлені за допомогою широко поширених продуктів MsOffice «Excel», «MsAccess» або в гіршому випадку будь-якого текстового редактора.
Формат GWXF ™ використовується для обміну електронними картами в додатках GISWARE ®, вироблених фірмою ІНГИТ. Картографічні дані у форматі GWXF ™ можуть формуватися будь-якими незалежними засобами або шляхом перекодування з відомих форматів. Цим забезпечується відкритість додатку GISWARE ® для картографічних даних різних виробників.
Обмінний формат GWXF ™ включає 3 файлу з однаковими іменами.
Перший файл має розширення «gwf». Це символьний файл у якому передається загальна інформація електронної карти - координати кутів, масштаб джерела і пр.
Приклад gwf-файлу формату GWXF ™ має вигляд:
[FRAME]
LAT_SouthWest = 56.000000
LON_SouthWest = 42.000000
LAT_NorthWest = 60.000000
LON_NorthWest = 42.000000
LAT_NorthEast = 60.000000
LON_NorthEast = 48.000000
LAT_SouthEast = 56.000006
LON_SouthEast = 48.000000
[MAP DESCR]
Map Scale = 1000000
[FEATURE LENGTH]
Object Code Length = 8
Attribute Code Length = 2
У файлі є три секції озаглавлені ідентифікаторами у квадратних дужках.
Секція [FRAME] містить 8 пар координат кутів рамки карти. Ідентифікатори починаються з символів LAT - це широти (Latitude), а з символів LON - це довготи (Longitude). Далі в ідентифікаторі кут вказується в явному вигляді, тобто
LAT_SouthWest - широта південно-західного кута рамки карти і т.п. Координати
представляються в градусах з мільйонними частками. Північна широти і східна довгота позитивні, південна широта і західна довгота негативні. Знак плюс опускається, мінус присутня в явному вигляді.
Секція [MAP DESCR] містить знаменник масштабу джерела електронної карти з ідентифікатором Map Scale
Секція [FEATURE LENGTH] містить інформацію про довжини кодів в кодуванні об'єктів і атрибутів карти.
Ідентифікатор Object Code Length - це довжина кодів об'єктів у байтах, а Attribute Code Length - довжина кодів атрибутів об'єктів в байтах.
Другий файл - це база даних в D-base форматі, що має розширення «dbf». У цьому файлі передається вся семантична інформація картографічних об'єктів.
База даних повинна мати два обов'язкових поля і може мати необмежену кількість полів атрибутивної інформації.
Обов'язкове поле з ім'ям «OBJECT_NUM» типу CHARACTER довжиною 5 байтів заповнюється унікальними номерами об'єктів у межах даної бази. Обов'язкове поле з ім'ям «OBJECT_COD» типу CHARACTER заповнюється в старшому байті ознакою характеру локалізації об'єкта, а в наступних байтах кодами об'єктів по кодифікатору використовуваної карти. Довжина поля визначається кодифікатором. Використовуються такі ознаки характеру локалізації об'єктів:
A - майданний об'єкт;
L - лінійний об'єкт;
P - точковий об'єкт.
Імена полів атрибутивної інформації завжди починаються з символу G і підкреслення
(G_), за якими йдуть найменування атрибутів по кодифікатору використовуваної
карти.
Залежно від рівня автоматизації операцій, інформаційних ресурсів і функціональних можливостей НІС поділяють на три групи:
• ECDIS (Electronic Chart Display and Information System);
• ECS (Electronic Chart System);
• ECDIS / ECS.
ECDIS - це навігаційно-інформаційна система, що задовольняє спеціальним вимогам ІМО, МГО, МЕК.
Відповідність системи названим вимогам дозволяє судноводіям офіційно використовувати її прокладку на електронній карті замість прокладки на паперових картах. Такий статус ECDIS визначений правилом 20 глави V Міжнародної конвенції ІМО з безпеки ЖИТТЯ на морі (SOLAS-74).
Згідно з цим правилом, всі судна повинні бути забезпечені наведеними на рівень сучасності картами, настановами для плавання, посібниками по вогнів, знаків, радіотехнічним засобам, повідомленнями мореплавцям, таблицями припливів та іншими спеціальними публікаціями, необхідними на майбутній рейс. Необхідні карти можуть бути забезпечені також шляхом їх представлення на екрані ECDIS. Це стосується і інших необхідних на рейс навігаційних посібників, інформація яких також може бути відображена на екрані ECDIS.
Таким чином, ECDIS може бути використана як еквівалент паперових навігаційних карт і посібників для плавання. Це означає не фізичну еквівалентність прокладок на електронній та паперовій картах, а юридичне визнання використання ECDIS без застосування паперових карт на район плавання,
У ECDIS повинні використовуватися тільки векторні електронні карти (ecdis-карти), дані яких підготовлені державними гідрографічними організаціями, стандартизовані за змістом (Публікація МГО S52), структурі, чинному формату обміну картографічною інформацією (Публікація МГО S57, v.3) і повністю задовольняють спеціальним вимогам ІМО. В офіційній літературі для цих карток використовується скорочений запис ENC - Electronic navigation chart. Таким чином, використовуване скорочення ENC і термін ecdis-карта представляють одне й те саме.
ECS - це навігаційно-інформаційні комп'ютерні системи, не повністю задовольняють вимогам до ECDIS. Застосування ECS не звільняє судноводія від ведення прокладки на бумажныхкартах.Используемыевтакихсистемахкарты, звані нижче ecs-картами, не повністю відповідають спеціальним вимогам ІМО та МГО. До ECS відносяться:
· RCDS (Raster Chart Display System) - комп'ютерні системи з растровими ЕК.
· НІС з векторними ЕК, не повністю задовольняють вимогам до cat is-картками;
· НІС зі спрощеними ЕК.
ECDIS / ECS представляє собою НІС з «двома особами», в англомовній літературі, так звані, "dual-fuel ECDIS". Це системи, які працюють як з ecdis-так і з ecs-картами. Така ситуація викликана тим, що в даний час немає повного набору ecdis-карт на всі райони Світового океану.
Коли в ECDIS / ECS використовуються ecdis-карти, ця система має статус ECDIS.
Як зазначалося вище, ECDIS представляє собою навігаційно-інформа-ційну систему з ЕК, відповідну спеціальним міжнародним стандартам і вимогам. Ця система працює в реальному масштабі часу і відображає інтегровану картографічну та іншу, що відноситься до процесу судноводіння, інформацію.
Вимоги до ECDIS. Серед пропонованих до ECDIS вимог нижче названі основні.
Мінімальні експлуатаційні вимоги до ECDIS встановлені резолюцією ІМЮ А.817 (19), 1995 - Performance standards for electronic chart displayand information systems (ECDIS).
Вимоги до змісту ENC, до умовних позначок, до застосовуваних квітам, до дисплеїв визначені у спеціальній публікації Міжнародної гідрографічної організації: S52-Specification for Chart Content and Display of ECDIS, Edition 5, Dec 1996.
Опис формату представлення даних ENC на електронних носіях міститься в спеціальній публікації МГО: S57 - Transfer Standard for Digital Hydrographic Data, edition 3, Nov 1996. Назва цього формату відповідає номеру публікації.
Технічні вимоги до ECDIS встановлені документами Міжнародної електротехнічної комісії:
International Standard 61174, - «Maritime navigation and Radiocommunication Equipment systemsElectronic Chart Display and Information Systems (ECDIS) - Operational and performance requirements, methods of testing and required results», IW8.
Publication 60945, - General Requirements for Shipborn Radio Equipment Forming Part of GMDSS and Marine Navigation Equipment.
Міжнародні вимоги до взаємодії морської навігаційної апаратури викладені у протоколі МЕК 61162 - "Digital Interfaces - Navigation and Radiocommunication Equipment On Board Ship".
Сертифікація ECDiS. На класифікаційні товариства покладено відповідальність тестування НІС на предмет відповідності стандартам і приналежність до ECDIS. Керівництво для тестування міститься в публікації МЕК 61174.
Навігаційно-інформаційні системи, що відповідають всім вимогам, що пред'являються, отримують від класифікаційного товариства відповідний сертифікат (Type Approval Certificate) і можуть після цього законно називатися ECDIS.
Еквівалентність ECPIS паперовим картам. На законній підставі на судні можна не мати паперових карт і використовувати електронну прокладку без дублювання її графічної прокладкою на паперовій карті, коли:
1. ECDIS сертифікована класифікаційним товариством;
2. ECDIS забезпечена схваленої резервною системою, яка має
достатні кошти для забезпечення безпечного судноводіння на
решти рейсу і випадку виходу ECDIS з ладу. Резервна система може мати обмежені функції ECDIS, або повністю
дублювати її. Між основною і резервною системами повинна бути можливість обміну інформацією. Принаймні, в резервну систему від основної слід передавати результати попередньої прокладки і дані всіх коректур;
3. При прокладці використовуються тільки ecdis-карти;
4. Ecdis-карти відкориговані по дату використання (наведені па рівень сучасності).
У разі невиконання будь-якого з цих вимог на судні повинен бути комплект відкоригованих паперових карт. При порушенні тільки другої вимоги дозволяється використовувати електронну прокладку без дублювання її графічної прокладкою
на паперовій карті.
Ключові положення ефективного використання ECDIS.
Виділяють три основні аспекти, що забезпечують ефективність
ECDIS:
- Використання точних відкоригованих даних, що включають картографічну і всю іншу відповідну навігації інформацію;
- Чітке знання можливостей і обмежень всієї системи (апаратних засобів, npoiTiaMMiioro забезпечення, даних, датчиків інформації, дисплея);
- Знання, яку інформацію і коли необхідно використовувати при вирішенні завдань.
Поліпшення ECDIS. Удосконалення ECDIS представляє собою основний напрям розвитку систем з ЕК. ECDIS з'явилася як система "відображення картографічної і навігаційно-гідрографічної інформації" з елементами підготовки рішень з управління рухом судна в процесі переходу. Основний шлях розвитку ECDIS полягає в перетворенні її на повноцінну систему підтримки прийняття рішень на містку. З цією метою проводяться великі роботи з розширення числа відображаються на екрані ECDIS морських інформаційних об'єктів (МІО) і функцій з підготовки рішень.
Термін «морські інформаційні об'єкти» означає відображувані на екрані елементи, що несуть картографічну та іншу, що відноситься до навігації інформацію. Це різні картографічні та навігаційно-гідрографічні об'єкти, що характеризують рух власного судна елементи (позиція, минулий шлях, планований маршрут та ін), дані ЗАРП про цілі і т.д.
У розробку стандартів відображення МІО для ECDIS були залучені багато міжнародних організацій.
Автоматично керуюча проводкою судна за маршрутом система в документах ІМО називається Track control system. Ця система в поєднанні з датчиками курсу, швидкості та положення судна повинна утримувати судно на лінії заздалегідь визначеного маршруту при русі на повному морському ходу і на маневрених швидкостях переднього ходу. В якості такої керуючої системи можуть виступати:
• реалізує функції управління автоматизований приемоиндикатор позиційної системи (ГЛОНАСС, GPS, DGPS та ін)
• навігаційна або навігаційно-інформаційна система (ECDIS, ECS), що має режим управління,
• додатковий модуль авторульового в поєднанні з датчиками положення судна і пристроєм планування його шляху.
Нижче при характеристиці маршруту використовуються поняття:
- Відрізок маршруту - частина шляху між двома сусідніми точками повороту,
- Ділянка маршруту - частина маршруту між двома його будь-якими точками.
- Маршрутний шляхової кут відрізка шляху (CUR - course under route) - кут між напрямком на північ і напрямом від початкової до кінцевої точки відрізка,
- Активний відрізок шляху - відрізок маршруту, по якому в даний момент рухається судно.
Параметри, що визначають маршрут судна, звичайно зберігаються в пам'яті електронного пристрою, призначеного для планування шляху. Цим пристроєм може бути ECDIS, ECS, автоматизований пріемоіндіка-тор позиційної системи, спеціальна станція планування і оптіміза-ції шляху судна.
Маршрут, по якому має пройти судно, задається в пам'яті системи координатами шляхових точок (точок повороту). Шляхових точках (WP - way points) система зазвичай присвоює порядкові номери, початкова точка маршруту вважається нульовою або першою.
Відповідно до вимог ІМО при складанні маршруту визначаються його прямолінійні і криволінійні ділянки. Криволінійні ділянки траєкторій поворотів судна з одного прямолінійного відрізка шляху на інший наближено вважаються дугами кола і задаються своїм радіусом. Встановлюється також інтервал часу (або дистанція), за який перед початком повороту система повинна попереджати судноводія про підхід до точки повороту.
Призначається джерело інформації (SN - sensors), за яким буде визначатися місце судна і розраховуватися його маршрутні координати (DR, Глонасс, GPS, DGPS, Loran, Decca, Radar, ARPA).
Встановлюються величини Y доп допускаються відхилень від маршруту на його відрізках (CW - course width). Значення цього параметра при установці можуть змінюватися плавно або задаватися дискретно назвою необхідної точності судноводіння на відрізку маршруту, наприклад: дуже висока
(VH - very high), висока (Н-high), середня (М - middle), задовільна (S - satisfactory). Кожному назвою точності в цьому випадку відповідає певне цифрове значення Y доп.
Критерій оптимальності проведення судна але маршрутом. Завдання плавання за маршрутом розділяється на дві в певній мірі самостійні завдання:
• компенсацію відхилень від постійного або змінюється призначуваного курсу прямування (стабілізація на курсі в широкому сенсі слова),
• визначення курсу прямування, який повинен стабілізуватися.
Перше завдання виконує традиційна схема авторульового. У цьому випадку АР спільно з судном утворює об'єкт управління рухом на траєкторії - стабілізована на курсі судно.
Завданням системи управління рухом по траєкторії є розрахунок і призначення курсу прямування, стабілізація якого забезпечує точне рух судна по лінії шляху. Так як наближено курси прямування на відрізках маршруту визначені відповідними значеннями маршрутних колійних кутів ПУ М (CUR), то завдання плавання за маршрутом формулюється як задача корекції курсу прямування.
При виконанні поворотів основною вимогою до системи проводки судна по маршруту є точне визначення часу (точки) почала повороту. Ця вимога може бути виконане при використанні сучасних методів прогнозу маневрів судів.
Ряд навігаційних засобів дозволяють з великою частотою визначати відхилення судна від лінії колії при плаванні по маршруту. Це створює можливість практично безперервного поправлення задається для стабілізації курсу прямування. Таке коригування іноді вважають найбільш ефективною. Але це не зовсім вірно з наступних причин:
■ в районах, в яких допустимо автоматичне керування боковим зміщенням, для досягнення необхідної точності судноводіння не обов'язкові безперервні коригування курсу;
■ враховуючи інерційність стабілізованого по курсу судна і обмежену точність вимірювання бокового відхилення, легко довести, що дискретні коригування по забезпечуваною точності проводки не поступляться безперервним, якщо правильно вибраний їх інтервал;
■ дискретні коригування краще безперервних меншим впливом на якість стабілізації курсу,
■ не всі кошти обсервацій дозволяють безперервно визначати місце судна.
Мінімальний перелік функцій ECDIS визначений стандартом «Perfonnance Standards for ECDIS».
Каталог карт
Система забезпечує поповнення можливість, перевірки і перегляду каталогу судновий колекції електронних карт. Можливий перегляд, реєстрація, коректура та видалення будь-якої карти з каталогу. Каталог містить: ім'я електронної карти, джерело карти, тип проекції оригінальний масштаб, дату останньої коректури, назва географічного району.
Підбір електронної карти
Працюючи з електронним кат & тогом, судноводій може підібрати електронні карти всіх необхідних масштабів на майбутній перехід, перевірити повноту підбору карт з точки зору, як зручності електронної прокладки, так і достатньою детальне ™ зображення. На один і той же відрізок маршруту можна підібрати карти різних масштабів (генеральні, шляхові, великомасштабні). Список підібраних карт зберігається в пам'яті системи і може бути відтворений на екрані за запитом судноводія.
До рректура електронних карт
Система забезпечує можливість коректури електронних карт на с \ дні:
-Автоматично з використанням систем супутникового зв'язку:
-Напівавтоматично, шляхом перезапису інформації з фізичного носія (дискети або компакт-диска) в картографічну базу даних системи:
-Вручну, шляхом нанесення судноводієм на електронну карту з допомогою клавіатури додаткової інформації у вигляді тексту і спеціальних символів, наявних в бібліотеці бази даних.
Внесена коректура відображається на екрані, не затінюючи картографічної інформації, і чітко відрізняється на се тлі.
Відомості про внесеної коректурі зберігаються в пам'яті ECDIS і відображаються за запитом судноводія.
Картографічний редактор
Картографічний редактор призначений для внесення судноводієм вручну електронної коректури на основі використання Повідомлень мореплавцям.
Картографічний редактор це спеціальний об'єктно-орієнтований графічний редактор, що вирішує задачі управління, позиціонування і графічного представлення об'єктів на карті.
При ручній коректурі введення даних проводиться також у форматі S-57/DX90.
Судноводій повинен пам'ятати, що будь-які некоректні операції з оригіналом електронної карти можуть пошкодити його. Бажано зробити копію електронної карти перед її редагуванням.
Для роботи з картографічним редактором судноводій повинен бути знайомий з термінами та структурами S-57/DX90 і Керівництвом користувача конкретної системи.
При роботі з картографічним редактором потрібно мати на увазі, що КБД містить два типи об'єктів: фізично існуючі об'єкти S-57/DX90 та картографічні об'єкти (символи, точки, лінії, області, тексти і т. д.) існують тільки на карті. Незважаючи на те, що редагування цих об'єктів типів різному, всі вони мають просторову модель на поверхні Землі, яка визначає положення об'єкту. Це означає, що кожен об'єкт складається з двох частин: просторова модель (положення на Землі) і опис (набір атрибутів).
Попередня прокладка
У задачі виробляється формування маршруту. Кожен маршрут має ім'я, номер, генеральну карту, координати шляхових точок, межі припустимих відхилень від лінії маршруту, перелік колійних карт і іншу інформацію. Усі маршрути зберігаються в базі даних маршрутів. Судноводій може додавати, редагувати і видаляти маршрути з бази даних.
На підібраних картах виконується попередня злій тронна прокладка обраного маршруту майбутнього переходу. При цьому передбачена можливість відображення на генеральній карті рамок підібраних колійних карт. Маршрутні крапки можуть наноситися або за координатами (широта, довгота), або за допомогою маркера, по пеленгу і дистанції щодо обраного орієнтира. Задані таким чином маршрутні точки з'єднуються лініями попередньої прокладки - локсодроми або ортодромії, за вибором судноводія. У результаті програма визначає протяжність маршруту переходу і його ділянок, тривалість переходів та швидкість на ділянках переходу. З метою "підйому" електронної карти в будь-якій точці екрану судноводій може завдати точки, лінії, умовні знаки, цифри, літери.
У процесі виконання попередньої прокладки можна за необхідності коригувати обраний маршрут, наприклад, додаючи і прибираючи маршрутні точки або змінюючи їх положення. Вже на стадії планування переходу система здатна видавати попереджувальний сигнал, якщо електронна лінія попередньої прокладки проходить по небезпечних глибин або в неприпустимій близькості від навігаційних небезпек.
Якщо програмування прокладки на картах можуть виконуватися вимірювання координат, пеленгів і дистанцій на обрані за допомогою маркера об'єкти. Виконана попередня прокладка заноситься в пам'ять ECDIS.
Судноводій має можливість вибирати маршрут з зберігаються в базі даних маршрутов. При цьому є можливість редагування обраного маршруту: додавання, видалення, перенесення маршрутних точок або реверсування маршрут
Якщо програмування прокладки на картах може відображатися лінія великого кола між маршрутними точками,
При плануванні маршруту судноводій може ввести межі відхилення від заданого маршруту. У цьому випадку система видасть попереджувальний сигнал під час плавання у разі перевищення фактичного відхилення судна заданих меж.
Вибір карти проводиться автоматично за місцем судна або вручну судноводієм. Судноводій вибирає зі списку стандартних масштабів і встановлює масштаб карти. У процесі плавання система відображає електронну карту і меркаторской проекції з орієнтацією "північ" у масштабі адекватному стандартним масштабами морських навігаційних карт. При цьому судноводій має можливість змінювати масштаб карти, як у бік збільшення, так і у бік зменшення. За таких змін масштабу розміри відображуваних символів, цифр і букв не змінюються, а збільшення зображення не забезпечує поліпшення детальності відображуваного ділянки. Для більш детального відображення даної ділянки необхідно підібрати по електронному каталогу іншу електронну карту з потрібним масштабом. Зміна відображуваного ділянки електронної карти на сусідню ділянку здійснюється автоматично (а при необхідності - і вручну) з наближенням символу судна на встановлене судноводієм граничну відстань до краю екрана. Зміна електронної карти також здійснюватися автоматично відповідно до списку підібраних на перехід карт або за вказівкою судноводія.
Іноді повне відображення всіх об'єктів на екрані ускладнює читання карти. Тому в ECDIS передбачено три рівня інформаційної щільності електронної карти:
-Базовий рівень відображення, що відображає об'єкти базового рівня, а також всі навігаційні об'єкти і деяку додаткову інформацію;
- Стандартний рівень відображення, що відображає об'єкти базового рівня, а також вагу навігаційні об'єкти і деяку додаткову інформацію;
- Повний рівень представлення є повною копією паперової карти.
Залежно від розв'язуваних завдань судноводій вибирає один з трьох можливих рівнів відображення електронної карти - базовий, стандартний або повний.
Розрахунок поточних координат і відображення символу судна на карті
На екрані відображається позначка власного судна, що переміщається в реальному масштабі часу у відповідності з даними, отриманими від обраних судноводієм джерел інформації (автономних: гіроскопічного курсоуказателя і лага або введених вручну або ж від ПІ КНС (ПІ РНС) у режимі безперервної обсервації). При цьому функція прив'язки електронної карти до місця судна знаходиться в положенні <включено> (ship on (position on)). Для перегляду будь-якого іншого району карти або іншу картку судноводій встановлює перемикач функції прив'язки електронної карти до місця судна в положення <виключсно> (ship off (position off)).
Таким чином, забезпечується режим істинного руху символу власного судна на нерухомій електронній карті. Розмір символу судна можна змінювати.
На екрані відображаються:
-Відмітка власного судна;
-Планований і запасний маршрути;
-Пройдений шлях з відмітками часу;
-Дистанцію і пеленг на чергову маршрутну крапку (DIST TO WR, BRG TO WR) і час плавання до неї (TIME TO WR);
-Бічне ухилення судна від лінії заданого шляху (cross track error CTE-) із зазначенням сторони (знака) ухилення;
-Географічні координати будь-якого об'єкта на екрані, на який судноводій встановив маркер;
або
-Поточна дистанція і пеленг на будь-який об'єкт на екрані, на який судноводій встановив маркер (CURSOR RNG, CURSOR BRG);
-Оригінальний масштаб карти;
-Встановлений масштаб карти;
-Ознака режиму відображення ("прив'язаний / відв'язано");
-Попереджувальні сигнали та інформація;
-Положення маркера (координати або пеленг і дистанція). При виконанні виконавчої прокладки судноводій
може викликати на екран додаткову інформацію, наявну в картографічній базі даних.
Навігаційні розрахунки і вимірювання Система за вказівкою судноводія виконують розрахунок часу прибуття або швидкості в будь-яку маршрутну крапку. Система дозволяє вимірювати поточний пеленг, дистанцію, траверзное відстань на будь-який об'єкт або місце на карті, на які судноводій встановив маркер; координати будь-якого об'єкта, на який встановлено маркер; пеленг і відстань між будь-якими точками на карті. Система виконує і відображає прогноз можливої траєкторії маневру, прогноз положення судна при заданих умовах плавання. Система виконує розрахунки для плавання по ортодромії. У залежності від освітлення робочого місця судноводій може вибрати палітру кольорів відображається карти: день (daylight), сутінки (twilight), місячна ніч (dusk), безмісячна ніч (night).
Література
1. А.І. Родіонов, А.Є. Сазонов «Автоматизація судноводіння», М., 1983
2. Л.Л. Вагущенко, М.М. Цимбал «Системи автоматичного керування рухом судна», Одеса, 2002
3. Л.Л. Вагущенко «Інтегровані системи ходового містка», Одеса, 2003.
4. Н.І. Буров «Електронні навігаційні карти», Одеса, ОДМА, 2000
Морська картографічна інформація
З метою забезпечення безпеки мореплавання національні гідрографічні служби проводять велику роботу щодо об'єктів гідрографії зйомок та вимірювань, обслуговування та моніторингу СНТ, створення цифрових наборів картографічних, навігаційно-гідрографічних даних і підтримки їх на рівні сучасності, зберігання та архівації матеріалів. Банк даних Національної гідрографічної служби на обслуговується регіон є найбільш повним, достовірним і сучасним. Тому для створення сучасного і достовірного банку даних на весь Світовий океан обмін інформацією між національними гідрографічними службами має дуже важливе значення.
Кодування цифрових наборів даних може здійснюватися різним чином. Тому з метою забезпечення обміну електронною картографічною інформацією між національними гідрографічними службами і надання такої інформації на судна обладнані ECDIS, IHO спільно з IMO розроблений міжнародний стандарт обміну картографічною інформацією та уніфікації надання інформації на судна - S-57.
Standard S-57 "IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data" 'складається з двох частин: А і В. Частина А містить каталог картографічних об'єктів (КО), що включає: список класів КО та перелік характеристик (атрибутів) КО. Клас КО - це певна група КВ, які вважаються еквівалентними один одному, наприклад, плавучі маяки різних видів. Атрибути КО - це властивий певній групі КО набір стандарт-Пих характеристик, який вважається необхідним і достатнім для опису даного класу КВ, наприклад, для плавучих маяків: зображення умовного знака, колір умовного знаку і ряд інших характеристик.
У частині У описаний формат обміну картографічними даними між країнами - членами IHO - формат DX90. Формат-це правила цифрового представлення даних і обміну ними-специфікація послідовності і видів представлення елементів інформації (чисел, тексту та ін) на носії. Набір форматів або комплексний формат визначає структуру інформації, представленої на носії.
Формат DX90 в даний час є основним форматом для декодування і обміну цифровими картографічними даними. Формат DX90 є частиною Стандарту S-57 IHO, тому сю іноді позначають S-57/DX90.
Формат DX90 поєднує в собі властивості гнучкості і ко.мпакг-ності, сумісний з іншими засобами обміну даними і не орієнтований на певну нарізку карт. Він дозволяє:
-Підтримувати декілька рівнів обміну цифровими даними;
-Представляти місце об'єкта в географічній або прямокутної системі координат з різними одиницями і заходами точності;
-Будувати карти в різних проекціях:
-Зберігати описову інформацію для наборів даних;
-Додавати нові записи.
У розвиток формату DX90 для обміну картографічною інформацією між гідрографічними службами і пересилання їх користувачам по каналах зв'язку розроблений спеціальний формат MACDIF (Map and chart data inter change format).
У зв'язку з особливостями апаратної частини і програмного забезпечення з метою оптимізації обробки і зберігання інформація в автоматизованих системах навігації представлена у внутрішньосистемної форматі. Проте система, що відповідає стандартам ECDIS, повинна забезпечувати конвертацію DX90 у внутрішній формат і навпаки. Цифрові дані карти, представлені у внутрішньому форматі автоматизованої системи навігації, називаються системними даними електронної карти.
Для картографічної інформації прийнятий обмінний SHP-формат шейп-файлів.
У комплект обміну разом з даними завжди повинен бути включений файл опису даних (метадані та опис семантики даних), що оформляється відповідно до рекомендацій.
Програмне забезпечення підготовки даних в заданих форматах
Для рутинних даних застосовується ПЗ відповідних технологій.
Дані в обмінному таблично-текстовому форматі можуть бути підготовлені за допомогою широко поширених продуктів MsOffice «Excel», «MsAccess» або в гіршому випадку будь-якого текстового редактора.
Формат GWXF ™ використовується для обміну електронними картами в додатках GISWARE ®, вироблених фірмою ІНГИТ. Картографічні дані у форматі GWXF ™ можуть формуватися будь-якими незалежними засобами або шляхом перекодування з відомих форматів. Цим забезпечується відкритість додатку GISWARE ® для картографічних даних різних виробників.
Обмінний формат GWXF ™ включає 3 файлу з однаковими іменами.
Перший файл має розширення «gwf». Це символьний файл у якому передається загальна інформація електронної карти - координати кутів, масштаб джерела і пр.
Приклад gwf-файлу формату GWXF ™ має вигляд:
[FRAME]
LAT_SouthWest = 56.000000
LON_SouthWest = 42.000000
LAT_NorthWest = 60.000000
LON_NorthWest = 42.000000
LAT_NorthEast = 60.000000
LON_NorthEast = 48.000000
LAT_SouthEast = 56.000006
LON_SouthEast = 48.000000
[MAP DESCR]
Map Scale = 1000000
[FEATURE LENGTH]
Object Code Length = 8
Attribute Code Length = 2
У файлі є три секції озаглавлені ідентифікаторами у квадратних дужках.
Секція [FRAME] містить 8 пар координат кутів рамки карти. Ідентифікатори починаються з символів LAT - це широти (Latitude), а з символів LON - це довготи (Longitude). Далі в ідентифікаторі кут вказується в явному вигляді, тобто
LAT_SouthWest - широта південно-західного кута рамки карти і т.п. Координати
представляються в градусах з мільйонними частками. Північна широти і східна довгота позитивні, південна широта і західна довгота негативні. Знак плюс опускається, мінус присутня в явному вигляді.
Секція [MAP DESCR] містить знаменник масштабу джерела електронної карти з ідентифікатором Map Scale
Секція [FEATURE LENGTH] містить інформацію про довжини кодів в кодуванні об'єктів і атрибутів карти.
Ідентифікатор Object Code Length - це довжина кодів об'єктів у байтах, а Attribute Code Length - довжина кодів атрибутів об'єктів в байтах.
Другий файл - це база даних в D-base форматі, що має розширення «dbf». У цьому файлі передається вся семантична інформація картографічних об'єктів.
База даних повинна мати два обов'язкових поля і може мати необмежену кількість полів атрибутивної інформації.
Обов'язкове поле з ім'ям «OBJECT_NUM» типу CHARACTER довжиною 5 байтів заповнюється унікальними номерами об'єктів у межах даної бази. Обов'язкове поле з ім'ям «OBJECT_COD» типу CHARACTER заповнюється в старшому байті ознакою характеру локалізації об'єкта, а в наступних байтах кодами об'єктів по кодифікатору використовуваної карти. Довжина поля визначається кодифікатором. Використовуються такі ознаки характеру локалізації об'єктів:
A - майданний об'єкт;
L - лінійний об'єкт;
P - точковий об'єкт.
Імена полів атрибутивної інформації завжди починаються з символу G і підкреслення
(G_), за якими йдуть найменування атрибутів по кодифікатору використовуваної
карти.
Залежно від рівня автоматизації операцій, інформаційних ресурсів і функціональних можливостей НІС поділяють на три групи:
• ECDIS (Electronic Chart Display and Information System);
• ECS (Electronic Chart System);
• ECDIS / ECS.
ECDIS - це навігаційно-інформаційна система, що задовольняє спеціальним вимогам ІМО, МГО, МЕК.
Відповідність системи названим вимогам дозволяє судноводіям офіційно використовувати її прокладку на електронній карті замість прокладки на паперових картах. Такий статус ECDIS визначений правилом 20 глави V Міжнародної конвенції ІМО з безпеки ЖИТТЯ на морі (SOLAS-74).
Згідно з цим правилом, всі судна повинні бути забезпечені наведеними на рівень сучасності картами, настановами для плавання, посібниками по вогнів, знаків, радіотехнічним засобам, повідомленнями мореплавцям, таблицями припливів та іншими спеціальними публікаціями, необхідними на майбутній рейс. Необхідні карти можуть бути забезпечені також шляхом їх представлення на екрані ECDIS. Це стосується і інших необхідних на рейс навігаційних посібників, інформація яких також може бути відображена на екрані ECDIS.
Таким чином, ECDIS може бути використана як еквівалент паперових навігаційних карт і посібників для плавання. Це означає не фізичну еквівалентність прокладок на електронній та паперовій картах, а юридичне визнання використання ECDIS без застосування паперових карт на район плавання,
У ECDIS повинні використовуватися тільки векторні електронні карти (ecdis-карти), дані яких підготовлені державними гідрографічними організаціями, стандартизовані за змістом (Публікація МГО S52), структурі, чинному формату обміну картографічною інформацією (Публікація МГО S57, v.3) і повністю задовольняють спеціальним вимогам ІМО. В офіційній літературі для цих карток використовується скорочений запис ENC - Electronic navigation chart. Таким чином, використовуване скорочення ENC і термін ecdis-карта представляють одне й те саме.
ECS - це навігаційно-інформаційні комп'ютерні системи, не повністю задовольняють вимогам до ECDIS. Застосування ECS не звільняє судноводія від ведення прокладки на бумажныхкартах.Используемыевтакихсистемахкарты, звані нижче ecs-картами, не повністю відповідають спеціальним вимогам ІМО та МГО. До ECS відносяться:
· RCDS (Raster Chart Display System) - комп'ютерні системи з растровими ЕК.
· НІС з векторними ЕК, не повністю задовольняють вимогам до cat is-картками;
· НІС зі спрощеними ЕК.
ECDIS / ECS представляє собою НІС з «двома особами», в англомовній літературі, так звані, "dual-fuel ECDIS". Це системи, які працюють як з ecdis-так і з ecs-картами. Така ситуація викликана тим, що в даний час немає повного набору ecdis-карт на всі райони Світового океану.
Коли в ECDIS / ECS використовуються ecdis-карти, ця система має статус ECDIS.
Як зазначалося вище, ECDIS представляє собою навігаційно-інформа-ційну систему з ЕК, відповідну спеціальним міжнародним стандартам і вимогам. Ця система працює в реальному масштабі часу і відображає інтегровану картографічну та іншу, що відноситься до процесу судноводіння, інформацію.
Вимоги до ECDIS. Серед пропонованих до ECDIS вимог нижче названі основні.
Мінімальні експлуатаційні вимоги до ECDIS встановлені резолюцією ІМЮ А.817 (19), 1995 - Performance standards for electronic chart displayand information systems (ECDIS).
Вимоги до змісту ENC, до умовних позначок, до застосовуваних квітам, до дисплеїв визначені у спеціальній публікації Міжнародної гідрографічної організації: S52-Specification for Chart Content and Display of ECDIS, Edition 5, Dec 1996.
Опис формату представлення даних ENC на електронних носіях міститься в спеціальній публікації МГО: S57 - Transfer Standard for Digital Hydrographic Data, edition 3, Nov 1996. Назва цього формату відповідає номеру публікації.
Технічні вимоги до ECDIS встановлені документами Міжнародної електротехнічної комісії:
International Standard 61174, - «Maritime navigation and Radiocommunication Equipment systemsElectronic Chart Display and Information Systems (ECDIS) - Operational and performance requirements, methods of testing and required results», IW8.
Publication 60945, - General Requirements for Shipborn Radio Equipment Forming Part of GMDSS and Marine Navigation Equipment.
Міжнародні вимоги до взаємодії морської навігаційної апаратури викладені у протоколі МЕК 61162 - "Digital Interfaces - Navigation and Radiocommunication Equipment On Board Ship".
Сертифікація ECDiS. На класифікаційні товариства покладено відповідальність тестування НІС на предмет відповідності стандартам і приналежність до ECDIS. Керівництво для тестування міститься в публікації МЕК 61174.
Навігаційно-інформаційні системи, що відповідають всім вимогам, що пред'являються, отримують від класифікаційного товариства відповідний сертифікат (Type Approval Certificate) і можуть після цього законно називатися ECDIS.
Еквівалентність ECPIS паперовим картам. На законній підставі на судні можна не мати паперових карт і використовувати електронну прокладку без дублювання її графічної прокладкою на паперовій карті, коли:
1. ECDIS сертифікована класифікаційним товариством;
2. ECDIS забезпечена схваленої резервною системою, яка має
достатні кошти для забезпечення безпечного судноводіння на
решти рейсу і випадку виходу ECDIS з ладу. Резервна система може мати обмежені функції ECDIS, або повністю
дублювати її. Між основною і резервною системами повинна бути можливість обміну інформацією. Принаймні, в резервну систему від основної слід передавати результати попередньої прокладки і дані всіх коректур;
3. При прокладці використовуються тільки ecdis-карти;
4. Ecdis-карти відкориговані по дату використання (наведені па рівень сучасності).
У разі невиконання будь-якого з цих вимог на судні повинен бути комплект відкоригованих паперових карт. При порушенні тільки другої вимоги дозволяється використовувати електронну прокладку без дублювання її графічної прокладкою
на паперовій карті.
Ключові положення ефективного використання ECDIS.
Виділяють три основні аспекти, що забезпечують ефективність
ECDIS:
- Використання точних відкоригованих даних, що включають картографічну і всю іншу відповідну навігації інформацію;
- Чітке знання можливостей і обмежень всієї системи (апаратних засобів, npoiTiaMMiioro забезпечення, даних, датчиків інформації, дисплея);
- Знання, яку інформацію і коли необхідно використовувати при вирішенні завдань.
Поліпшення ECDIS. Удосконалення ECDIS представляє собою основний напрям розвитку систем з ЕК. ECDIS з'явилася як система "відображення картографічної і навігаційно-гідрографічної інформації" з елементами підготовки рішень з управління рухом судна в процесі переходу. Основний шлях розвитку ECDIS полягає в перетворенні її на повноцінну систему підтримки прийняття рішень на містку. З цією метою проводяться великі роботи з розширення числа відображаються на екрані ECDIS морських інформаційних об'єктів (МІО) і функцій з підготовки рішень.
Термін «морські інформаційні об'єкти» означає відображувані на екрані елементи, що несуть картографічну та іншу, що відноситься до навігації інформацію. Це різні картографічні та навігаційно-гідрографічні об'єкти, що характеризують рух власного судна елементи (позиція, минулий шлях, планований маршрут та ін), дані ЗАРП про цілі і т.д.
У розробку стандартів відображення МІО для ECDIS були залучені багато міжнародних організацій.
Автоматично керуюча проводкою судна за маршрутом система в документах ІМО називається Track control system. Ця система в поєднанні з датчиками курсу, швидкості та положення судна повинна утримувати судно на лінії заздалегідь визначеного маршруту при русі на повному морському ходу і на маневрених швидкостях переднього ходу. В якості такої керуючої системи можуть виступати:
• реалізує функції управління автоматизований приемоиндикатор позиційної системи (ГЛОНАСС, GPS, DGPS та ін)
• навігаційна або навігаційно-інформаційна система (ECDIS, ECS), що має режим управління,
• додатковий модуль авторульового в поєднанні з датчиками положення судна і пристроєм планування його шляху.
Нижче при характеристиці маршруту використовуються поняття:
- Відрізок маршруту - частина шляху між двома сусідніми точками повороту,
- Ділянка маршруту - частина маршруту між двома його будь-якими точками.
- Маршрутний шляхової кут відрізка шляху (CUR - course under route) - кут між напрямком на північ і напрямом від початкової до кінцевої точки відрізка,
- Активний відрізок шляху - відрізок маршруту, по якому в даний момент рухається судно.
Параметри, що визначають маршрут судна, звичайно зберігаються в пам'яті електронного пристрою, призначеного для планування шляху. Цим пристроєм може бути ECDIS, ECS, автоматизований пріемоіндіка-тор позиційної системи, спеціальна станція планування і оптіміза-ції шляху судна.
Маршрут, по якому має пройти судно, задається в пам'яті системи координатами шляхових точок (точок повороту). Шляхових точках (WP - way points) система зазвичай присвоює порядкові номери, початкова точка маршруту вважається нульовою або першою.
Відповідно до вимог ІМО при складанні маршруту визначаються його прямолінійні і криволінійні ділянки. Криволінійні ділянки траєкторій поворотів судна з одного прямолінійного відрізка шляху на інший наближено вважаються дугами кола і задаються своїм радіусом. Встановлюється також інтервал часу (або дистанція), за який перед початком повороту система повинна попереджати судноводія про підхід до точки повороту.
Призначається джерело інформації (SN - sensors), за яким буде визначатися місце судна і розраховуватися його маршрутні координати (DR, Глонасс, GPS, DGPS, Loran, Decca, Radar, ARPA).
Встановлюються величини Y доп допускаються відхилень від маршруту на його відрізках (CW - course width). Значення цього параметра при установці можуть змінюватися плавно або задаватися дискретно назвою необхідної точності судноводіння на відрізку маршруту, наприклад: дуже висока
(VH - very high), висока (Н-high), середня (М - middle), задовільна (S - satisfactory). Кожному назвою точності в цьому випадку відповідає певне цифрове значення Y доп.
Критерій оптимальності проведення судна але маршрутом. Завдання плавання за маршрутом розділяється на дві в певній мірі самостійні завдання:
• компенсацію відхилень від постійного або змінюється призначуваного курсу прямування (стабілізація на курсі в широкому сенсі слова),
• визначення курсу прямування, який повинен стабілізуватися.
Перше завдання виконує традиційна схема авторульового. У цьому випадку АР спільно з судном утворює об'єкт управління рухом на траєкторії - стабілізована на курсі судно.
Завданням системи управління рухом по траєкторії є розрахунок і призначення курсу прямування, стабілізація якого забезпечує точне рух судна по лінії шляху. Так як наближено курси прямування на відрізках маршруту визначені відповідними значеннями маршрутних колійних кутів ПУ М (CUR), то завдання плавання за маршрутом формулюється як задача корекції курсу прямування.
При виконанні поворотів основною вимогою до системи проводки судна по маршруту є точне визначення часу (точки) почала повороту. Ця вимога може бути виконане при використанні сучасних методів прогнозу маневрів судів.
Ряд навігаційних засобів дозволяють з великою частотою визначати відхилення судна від лінії колії при плаванні по маршруту. Це створює можливість практично безперервного поправлення задається для стабілізації курсу прямування. Таке коригування іноді вважають найбільш ефективною. Але це не зовсім вірно з наступних причин:
■ в районах, в яких допустимо автоматичне керування боковим зміщенням, для досягнення необхідної точності судноводіння не обов'язкові безперервні коригування курсу;
■ враховуючи інерційність стабілізованого по курсу судна і обмежену точність вимірювання бокового відхилення, легко довести, що дискретні коригування по забезпечуваною точності проводки не поступляться безперервним, якщо правильно вибраний їх інтервал;
■ дискретні коригування краще безперервних меншим впливом на якість стабілізації курсу,
■ не всі кошти обсервацій дозволяють безперервно визначати місце судна.
Мінімальний перелік функцій ECDIS визначений стандартом «Perfonnance Standards for ECDIS».
Каталог карт
Система забезпечує поповнення можливість, перевірки і перегляду каталогу судновий колекції електронних карт. Можливий перегляд, реєстрація, коректура та видалення будь-якої карти з каталогу. Каталог містить: ім'я електронної карти, джерело карти, тип проекції оригінальний масштаб, дату останньої коректури, назва географічного району.
Підбір електронної карти
Працюючи з електронним кат & тогом, судноводій може підібрати електронні карти всіх необхідних масштабів на майбутній перехід, перевірити повноту підбору карт з точки зору, як зручності електронної прокладки, так і достатньою детальне ™ зображення. На один і той же відрізок маршруту можна підібрати карти різних масштабів (генеральні, шляхові, великомасштабні). Список підібраних карт зберігається в пам'яті системи і може бути відтворений на екрані за запитом судноводія.
До рректура електронних карт
Система забезпечує можливість коректури електронних карт на с \ дні:
-Автоматично з використанням систем супутникового зв'язку:
-Напівавтоматично, шляхом перезапису інформації з фізичного носія (дискети або компакт-диска) в картографічну базу даних системи:
-Вручну, шляхом нанесення судноводієм на електронну карту з допомогою клавіатури додаткової інформації у вигляді тексту і спеціальних символів, наявних в бібліотеці бази даних.
Внесена коректура відображається на екрані, не затінюючи картографічної інформації, і чітко відрізняється на се тлі.
Відомості про внесеної коректурі зберігаються в пам'яті ECDIS і відображаються за запитом судноводія.
Картографічний редактор
Картографічний редактор призначений для внесення судноводієм вручну електронної коректури на основі використання Повідомлень мореплавцям.
Картографічний редактор це спеціальний об'єктно-орієнтований графічний редактор, що вирішує задачі управління, позиціонування і графічного представлення об'єктів на карті.
При ручній коректурі введення даних проводиться також у форматі S-57/DX90.
Судноводій повинен пам'ятати, що будь-які некоректні операції з оригіналом електронної карти можуть пошкодити його. Бажано зробити копію електронної карти перед її редагуванням.
Для роботи з картографічним редактором судноводій повинен бути знайомий з термінами та структурами S-57/DX90 і Керівництвом користувача конкретної системи.
При роботі з картографічним редактором потрібно мати на увазі, що КБД містить два типи об'єктів: фізично існуючі об'єкти S-57/DX90 та картографічні об'єкти (символи, точки, лінії, області, тексти і т. д.) існують тільки на карті. Незважаючи на те, що редагування цих об'єктів типів різному, всі вони мають просторову модель на поверхні Землі, яка визначає положення об'єкту. Це означає, що кожен об'єкт складається з двох частин: просторова модель (положення на Землі) і опис (набір атрибутів).
Попередня прокладка
У задачі виробляється формування маршруту. Кожен маршрут має ім'я, номер, генеральну карту, координати шляхових точок, межі припустимих відхилень від лінії маршруту, перелік колійних карт і іншу інформацію. Усі маршрути зберігаються в базі даних маршрутів. Судноводій може додавати, редагувати і видаляти маршрути з бази даних.
На підібраних картах виконується попередня злій тронна прокладка обраного маршруту майбутнього переходу. При цьому передбачена можливість відображення на генеральній карті рамок підібраних колійних карт. Маршрутні крапки можуть наноситися або за координатами (широта, довгота), або за допомогою маркера, по пеленгу і дистанції щодо обраного орієнтира. Задані таким чином маршрутні точки з'єднуються лініями попередньої прокладки - локсодроми або ортодромії, за вибором судноводія. У результаті програма визначає протяжність маршруту переходу і його ділянок, тривалість переходів та швидкість на ділянках переходу. З метою "підйому" електронної карти в будь-якій точці екрану судноводій може завдати точки, лінії, умовні знаки, цифри, літери.
У процесі виконання попередньої прокладки можна за необхідності коригувати обраний маршрут, наприклад, додаючи і прибираючи маршрутні точки або змінюючи їх положення. Вже на стадії планування переходу система здатна видавати попереджувальний сигнал, якщо електронна лінія попередньої прокладки проходить по небезпечних глибин або в неприпустимій близькості від навігаційних небезпек.
Якщо програмування прокладки на картах можуть виконуватися вимірювання координат, пеленгів і дистанцій на обрані за допомогою маркера об'єкти. Виконана попередня прокладка заноситься в пам'ять ECDIS.
Судноводій має можливість вибирати маршрут з зберігаються в базі даних маршрутов. При цьому є можливість редагування обраного маршруту: додавання, видалення, перенесення маршрутних точок або реверсування маршрут
Якщо програмування прокладки на картах може відображатися лінія великого кола між маршрутними точками,
При плануванні маршруту судноводій може ввести межі відхилення від заданого маршруту. У цьому випадку система видасть попереджувальний сигнал під час плавання у разі перевищення фактичного відхилення судна заданих меж.
Вибір карти проводиться автоматично за місцем судна або вручну судноводієм. Судноводій вибирає зі списку стандартних масштабів і встановлює масштаб карти. У процесі плавання система відображає електронну карту і меркаторской проекції з орієнтацією "північ" у масштабі адекватному стандартним масштабами морських навігаційних карт. При цьому судноводій має можливість змінювати масштаб карти, як у бік збільшення, так і у бік зменшення. За таких змін масштабу розміри відображуваних символів, цифр і букв не змінюються, а збільшення зображення не забезпечує поліпшення детальності відображуваного ділянки. Для більш детального відображення даної ділянки необхідно підібрати по електронному каталогу іншу електронну карту з потрібним масштабом. Зміна відображуваного ділянки електронної карти на сусідню ділянку здійснюється автоматично (а при необхідності - і вручну) з наближенням символу судна на встановлене судноводієм граничну відстань до краю екрана. Зміна електронної карти також здійснюватися автоматично відповідно до списку підібраних на перехід карт або за вказівкою судноводія.
Іноді повне відображення всіх об'єктів на екрані ускладнює читання карти. Тому в ECDIS передбачено три рівня інформаційної щільності електронної карти:
-Базовий рівень відображення, що відображає об'єкти базового рівня, а також всі навігаційні об'єкти і деяку додаткову інформацію;
- Стандартний рівень відображення, що відображає об'єкти базового рівня, а також вагу навігаційні об'єкти і деяку додаткову інформацію;
- Повний рівень представлення є повною копією паперової карти.
Залежно від розв'язуваних завдань судноводій вибирає один з трьох можливих рівнів відображення електронної карти - базовий, стандартний або повний.
Розрахунок поточних координат і відображення символу судна на карті
На екрані відображається позначка власного судна, що переміщається в реальному масштабі часу у відповідності з даними, отриманими від обраних судноводієм джерел інформації (автономних: гіроскопічного курсоуказателя і лага або введених вручну або ж від ПІ КНС (ПІ РНС) у режимі безперервної обсервації). При цьому функція прив'язки електронної карти до місця судна знаходиться в положенні <включено> (ship on (position on)). Для перегляду будь-якого іншого району карти або іншу картку судноводій встановлює перемикач функції прив'язки електронної карти до місця судна в положення <виключсно> (ship off (position off)).
Таким чином, забезпечується режим істинного руху символу власного судна на нерухомій електронній карті. Розмір символу судна можна змінювати.
На екрані відображаються:
-Відмітка власного судна;
-Планований і запасний маршрути;
-Пройдений шлях з відмітками часу;
-Дистанцію і пеленг на чергову маршрутну крапку (DIST TO WR, BRG TO WR) і час плавання до неї (TIME TO WR);
-Бічне ухилення судна від лінії заданого шляху (cross track error CTE-) із зазначенням сторони (знака) ухилення;
-Географічні координати будь-якого об'єкта на екрані, на який судноводій встановив маркер;
або
-Поточна дистанція і пеленг на будь-який об'єкт на екрані, на який судноводій встановив маркер (CURSOR RNG, CURSOR BRG);
-Оригінальний масштаб карти;
-Встановлений масштаб карти;
-Ознака режиму відображення ("прив'язаний / відв'язано");
-Попереджувальні сигнали та інформація;
-Положення маркера (координати або пеленг і дистанція). При виконанні виконавчої прокладки судноводій
може викликати на екран додаткову інформацію, наявну в картографічній базі даних.
Навігаційні розрахунки і вимірювання Система за вказівкою судноводія виконують розрахунок часу прибуття або швидкості в будь-яку маршрутну крапку. Система дозволяє вимірювати поточний пеленг, дистанцію, траверзное відстань на будь-який об'єкт або місце на карті, на які судноводій встановив маркер; координати будь-якого об'єкта, на який встановлено маркер; пеленг і відстань між будь-якими точками на карті. Система виконує і відображає прогноз можливої траєкторії маневру, прогноз положення судна при заданих умовах плавання. Система виконує розрахунки для плавання по ортодромії. У залежності від освітлення робочого місця судноводій може вибрати палітру кольорів відображається карти: день (daylight), сутінки (twilight), місячна ніч (dusk), безмісячна ніч (night).
Література
1. А.І. Родіонов, А.Є. Сазонов «Автоматизація судноводіння», М., 1983
2. Л.Л. Вагущенко, М.М. Цимбал «Системи автоматичного керування рухом судна», Одеса, 2002
3. Л.Л. Вагущенко «Інтегровані системи ходового містка», Одеса, 2003.
4. Н.І. Буров «Електронні навігаційні карти», Одеса, ОДМА, 2000