Основы работы с электронной картой по обеспечению навигационной безопасности плавания

Глава 2 работы с картой по навигационной безопасности плавания.
2.1Получение навигационной на карте
     При вопросов ЭК применяется их по признакам.
     В от информации, представляемой на карте, ЭК на и упрощенные. По полномерные навигационные ЭКофициальным навигационным и содержат всю информацию, для и эффективного судовождения.
     
Рис.2.1.Полноменрная, многофункциональная станция Navi-Sailor
     Нагрузка упрощенных карт недостаточна для безопасного плавания. Для полномерных карт требуются широкими средства и отображения информации, ряд навигационных не обладает. В таких могут ЭК в виде, позволяет реализовывать аппаратура. изображение на дисплея местности в проекции, небумажной навигационной карте и не требованиям к мореплавания, обычно называется электронной картой.
     Упрощенные ЭК самыми разными способами. Для с карт в ЭВМ для карт в ряде навигационных используются кодирующие планшеты - дигитайзеры.
     В от цифрового представления карты ЭК на и векторные.
     В растровых картах (Rastrelectronicnavigationalchart - RNC) используется цифрового изображения в виде матрицы точек (пикселей). При представлении сведений об отдельных картографических в нет. для данных растровых карт информация бумажных карт. карты получаются сканированием и цветного бумажных карт. За основу растровых ЭК печатные для бумажных карт. с основы карта копией бумажной. технология растровых карт в 90-х быстрое мировой этих карт.
     В векторных ЭК (Vectorelectronicnavigationalchart -VENC) применяется цифрового элементов с точек, линий, контуров, своими и кодом. При таком представления карты в в виде последовательности записей, каждый на карте картографический объект. Картографическим объектом (КО) называется объект или явление, на карте в виде; или или описаний картографических характеристик объекта или в виде для его на ЭК.
     Все векторной карты обычно по тематическим уровням, слоями карты. Такими слоями, например, быть: средства, глубины, данных, характеристики и т.д. нагрузки на слои системе, отображающей ЭК, видимостью этих слоев.
     Количество слоев векторной ЭК быть различным. их иметь, по мере, три: базовая информация, базовой до стандартной, вся другая информация. таких позволяет три вида карты: базовую, и полную.
     Базовая нагрузка -уровень карты, не может быть с дисплея. Она информацию, требуется всегда, во всех районах и при обстоятельствах. Это не означает, что ее для судовождения. нагрузка включает: береговую (для воды); капитаном для судна безопасную изобату; в безопасной области отдельные подводные с глубинами, безопасной; в этой же области опасности, как мосты, электропередачи, включая буи и знаки, используются или не как навигации; системы движения; масштаб; вид карты и дисплея; глубин и высот.
     	
     Рис.2.2.Базовая нагрузка электронной карты
     Стандартная нагрузка - это набор данных, обеспечивающих безопасность при и пути. нагрузка включает базовую, а линии осыхания, и средства навигации, границы фарватеров, каналов, визуальные и объекты, запретные и районы, и другие сведения.
     Полная нагрузка состоит из и всей информации. Вся информация включает: глубин, кабели и трубопроводы, паромов, детали всех опасностей, навигационных средств, содержание предупреждений мореплавателям, дату ЭК, геодезический датум, ноль глубин, склонение, названия и т.д.

     Рис.2.2.Полная электронной карты
     Изображение векторной карты путем цифровых картографических объектов в изображение карты. элементов производится с помощью точек, линий (векторов), линий и по координатам точек, метрику объектов.
     Векторные ЭК до недавнего времени в путем их данных с карт с помощью технологий. В этих значительное место занимает труд, что к затратам на производство карт. В долгое не было коллекции векторных карт на весь океан. В время для производства векторных карт современные сканерные технологии, выполняющие «векторизацию» карты в формате и контроль качества данных. В скорость векторных электронных карт увеличилась.
     Кроме официальных бумажных карт, информацией для данных ЭК могут служить данные съемки местности, а также результаты аэро и фотометрической районов Земли. Это имеет большое по причинам:
- более точность данных карты, так как данные от графического их представления на карте.
- карты создаваться по результатам высокоточных местности, не ожидая, будут получены по этим бумажные карты.
     Дело в том, что съемка многих Земли давно и ее не современным требованиям. Это снижает спутниковых навигационных систем GPS и и, соответственно, с ЭК.в время производятся работы по положения объектов в системе WGS84 для районов Земли. Эта рассчитана на лет. Получаемые при этой результаты непосредственно для создания высокоточных ЭК.
     В от юридического ЭК на и карты. ОфициальнымиЭК, выпускаемые гидрографическими организациями. Все ЭК относятся к неофициальным картам. векторные карты, например, Главным управлением навигации и (ГУНиО) России. растровые электронные карты (RNC) производятся, например, службой Адмиралтейства (ARCS -AdmiraltyRasterChartStrvice), гидрографической США (NOAA - NationalOceanicandAtmosphericAdministration).
     В от вида навигационной системы, в ЭК представляются, карты делятся на ecdis-карты и ecs-карты. Ecdis-карты - это официальные электронные карты, которых стандартизованны по содержанию, структуре, формату обмена картографической и удовлетворяют требованиям ИМО и МГО. Они для с ECDIS. Ecdis-карты в ИМО названы Electronicnavigationalcharts - ENC. В использования ecdis-карт в судовождении следующие принципы:
- и ЭК быть не ниже навигационных карт;
- карты и к ней должны быть в принятых  стандартных форматах;
- гидрографические службы должны полную за ЭК и к ним;
- карт и корректур должны в системы в виде;
- размножение, и распространение ЭК соответствовать правилам распространения обеспечения.[2]
      С юридической точки ECDIS эквивалентом бумажных навигационных карт в требований V/20 SOLAS. характер ECDIS её предоставлять по его запросу характеристики и картографических объектов, таких, как ориентиры, опасности, изобаты, и для районы, а также об плавания по маршруту судна и т. п.
Навигационный характер определяется как задачами ECDIS (предварительная и исполнительная прокладка, текущего места), так и задачами по оценке навигационной плавания, электронных карт, организации подачи сигнализации и т. п.
     ECDIS на экране точные данные карты в времени, т. е. в с местом судна, от DGPS, GPS. Система обрабатывает и информацию и от навигационных датчиков, например гирокомпаса, лага, эхолота, РЛС, САРП. На рисунке2.3 основные элементы ECDIS.
 

Рис.2.3. Основные ECDIS
     Электронные навигационные системы предназначены для следующих задач:
вывод от приемоиндикаторов судна, а лага и на электронную и ведение прокладки;
запись траектории пройденного пути;
ведение электронного судового и его на печать;
восстановление отображения пути и судового любого рейса;
составление предварительной прокладки рейса с расчетов скорости, расстояний, плавания;
избирательное управление составом картографической информации;
слежение за исполнительной прокладкой и движения по маршруту;
измерение географических координат, и любых карты;
сигнализация о приближении к поворотной точке, от параметров движения и самой системы;
отображение в удобном масштабе;
отображение электронной карты в ориентации «Север вверху» и «Курс вверху»;
получение дополнительной справочной о объектах, навигационного оборудования, а гидрографических и сведений из базы данных электронной карты;
возможность за изменением захваченных объектов движения собственного судна;
вывод на экран изображения карт в форматах, в том стандарте ECDIS, утвержденном IMO;
автоматическая, полуавтоматическая и корректура карт;
подбор экрана в зависимости от помещения рубки;
мгновенная запись местоположения (человек за бортом);
отображение на электронной целей, на САРП/РЛС;
запись (архивация) траекторий на диск и их вместе с соответствующей траекторией судна и судового журнала.[3]
     К Ecs-картам относятся: карты, ЭК, выпускаемые фирмами векторные ЭК, карты в отличном от формате.
Классификация ЭК в от масштаба. Как известно, нагрузки карт от их масштаба. Масштаб карты, соответствует ее нагрузка, оригинальным ЭК.
     Классификация ЭК в зависимости от в системе. векторных карт различают и карты. Основной называют карту, которой в файле, поставляемом государственной или организацией. основной не быть изменены на судне.
     Системная электронная карта (Systemelectronicnavigationalchart - SENC) - это данных для откорректированной карты, представленный во формате системы. Он результатом преобразования информации ЭК с корректур и данных, добавленных мореплавателем. Это тот данных, составляет дисплейный файл для откорректированной карты и выполнения с ее навигационных функций. SENC содержать информацию и от источников.[4]
2.2Геодезическая основа координат ЭК
В случае на карте характеризуется координатами (широта, долгота) и вертикальной координатой (высота или глубина). В отсчета координат лежит та или иная система, также горизонтальным вотумом. Основой для вертикальных служит моря, за ноль глубин. Этот называют вертикальным геодезическим датумом либо уровнем.
     Горизонтальный геодезический (исходная дата) в себя геодезические координаты пункта геодезической сети, азимут направления на один из пунктов, астрономическим путем, и высоту в этом над принятого референц-эллипсоида. Референц-эллипсоидомЗемной эллипсоид размеров, вспомогательной математической поверхностью, к относят всех измерений на поверхности Земли, на проектируют все опорной сети и к относят и съемки и по ним земной поверхности.
     Система координат, полученная в уравнивания геодезической сети на референц-эллипсоиде, и собой ту или иную систему координат либо геодезический датум. пунктами геодезических часто определенные астрономических обсерваторий, координаты широту и определяют путем астрономических наблюдений, от уклонения отвеса.
      В время используется координат WGS84, которая широкое во всем мире. WGS84 за стандартную при положения объектов в GPS. В WGS84 составлять официальные ЭК. 
     Морские навигационные карты, на разных гидрографических и организаций, разные системы координат. 
     Очень при судовождении знать, что одного и того же объекта, к разным датумам, отличаются. этого обстоятельства может к аварии. между объектов в разных геодезических может несколько сот метров. [5]
     2.2 Настройка карты
Для безопасности и обеспечения быстрого правильных и решений судоводителю в и интерпретируемом виде представляться информация, все процесса судовождения. такой интегрированной является карта.
     Для пользования ЭК отображаться как в оригинальном масштабе,соответствуют ее данные, так и в масштабах. Масштаб, в карта на дисплея, название масштаба ее отображения. Отображение на дисплея в крупном масштабе, чем оригинальный, перемасштабированием. иметь ввиду, что при карта оказаться недогруженной, т.е. недостаточно подробной, система сообщать о случаях перемасштабирования.
     Представление на экране дисплея в меньшем называется недомасштабированием. Если не принимаются меры, то при карта оказаться перегруженной информацией.
     С масштаба ЭК связаны понятия и ее отображения. Наибольший (наименьший) ЭК - это самого (мелкого) масштаба, в в может представляться карта.
     
     Рис.2.4 Масштабирование электронной 
     Для того  чтобы перегруженности при недомасштабировании, операции генерализации. Генерализация информации - это процедура, с которой при отдельные КО показываются упрощенно, либо не в с используемым масштабом, избежать карты. При в соответствии с масштаба из данных требуется произвести главного и в виде карты. учета ряда факторов, на генерализацию, непосредственного участия картографа в этой процедуры, автоматически в объеме генерализация пока не быть реализована.
     При ЭК в различных освещенности использоваться палитры цветов (ясный день, пасмурный день, сумерки, ночь), не способность вести наблюдение заобстановкой.
     
     Рис 2.5. карты и палитрами цветов
     Помимо представления информации быть отображения на данных, процесс судовождения: места собственного и его движения; маршрута, оперативной информации, с оператором; изобаты собственного судна; знаков АРП и их либо данных об движения судов, от Автоматической идентификационной и ряда данных. Для измерений и возможности различных на должен курсор с географическими координатами. Экран ЭК состоит из трех зон .часть экрана -зона карты. часть занимают информационная зона и зона меню. для (по оператора) дополнительной информации, например, точек перехода, записей журнала, подсказки HELP и т. п. окно левой части экрана. при этом в части экрана.
ЗОНА КАРТЫ	ИНФОРМАЦИОННАЯ ЗОНА


Рис.2.6.Экран навигационной карты 
     Безопасная изобата судна- это изобата, соответствующая наименьшей безопасной, по капитана, для его при данной осадке. этой вводится в системы судоводителем, служит для на опасных вод от и для выработки сигнала об посадки на мель.
     Знак собственного судна в системах выбираться в виде в его либо символом. судна выраженным в в с длиной и контуром корпусапри отображении в масштабе и используется, оценивать на дисплее свободное при в и по и до опасностей. Символ судна - это не в виде "кораблика" знак, который предназначен для и различения на места собственного судна.
2.3Корректура электронных карт
Для ЭК на современности предусмотрены по их (корректуре). 
     Корректуры ЭК разделяются на три группы: ручная, полуавтоматическая, автоматическая.обновление ЭК предполагает ввод данных с с специальных программных средств, выполнение этой задачи. При полуавтоматической корректуре оператора установкой корректурной информации (дискеты, диска) в устройство. Автоматическая не вмешательства при и записи в корректурных данных. Она по мобильной или связи. Для ее используется электронная почта всемирной сети Интернет.
     При ручной корректуретолько, чтобы информация была оператору. по корректуре в этом может в для ИМ виде. При ручной корректуре ввод производится с специального языка, в котором формат и корректур.
     Рис.2.7.Ручная корректура электронной карты
     Полуавтоматический способ корректуры ЭК применяется, судовой компьютер не адреса почты, или его, но на этот адрес затруднен. В этом используется два пути Извещений мореплавателям. В корректурная в виде по почте на (дисках) в порты, укажет судоводитель. Во случае эта информация через агента в порту. заходом в порт судоводитель запрос на Извещений и записывает его на дискету. С в порт эта передается судовому агенту. агент со офисного отправляет полученный запрос, электронную почту. время запроса организацией, электронные Извещения, не трех часов. Получив ответ, записывает его на и на судно. На судне корректурная с загружается в базу системы с ЭК.
     Наиболее целесообразным режимом ЭК автоматическая корректура. В этом пользователь быть к электронной и современными телекоммуникации: спутниковой или связью. информация в форматированном виде гидрографической по адресу судна. Получение информации автоматически проверки содержимого ящика. При берегового на в порту также получения информации E-mail по линии.
     При корректур должны методы и целостности информации. Принимаемая информация регистрироваться. должна сообщать о корректурной информации, а о номерах пропущенных извещений.
     Обычно гидрографическая организация, электронные мореплавателям по электронной почте, два вида услуг.
     Первый вид - доставка выпусков. Судоводитель подписаться на ему услуги. После гидрографическая регулярно по адресу судна будет форматированные мореплавателям, которые автоматически в навигационно-информационной системы.
     Второй вид - это отсылка информации по запросам клиентов.случаи,по той или иной еженедельный выпуск не до и его отправка. Кроме этого, быть ситуация, что не на еженедельные ИМ, но получить из них или часть еженедельного ИМ, к его плавания. Для ситуаций предусматривается информации по клиентов на или повторную еженедельного выпуска, или некоторых ИМ, относящихся к в клиентов и карт. форматированные сообщения загружаются в системы.
2.3 Контроль безопасности при судна.
      ECDIS осуществляет контроль плавания. В ECDIS формируется "Фигура безопасности" , может быть на или нет. функция подачи предупреждения при попадании объекта в фигуры безопасности, от того, показывается она на или нет.несколько типов предупреждений. тип свое поле на индикации и сопровождается специальным сигналом или голосом.
      Имеется в ECDIS функция установки полосы при по маршруту. В процессе перехода при судна за этой срабатывает сигнализация.
     Возможно в ECDIS выделение глубины и изобаты. может этой функцией для на областей глубин (т.е. с глубиной или глубине судна). При согласно карте в опасных глубин, ECDIS звуковое предупреждение, сопровождаемое индикацией. Для судоводителя об опасных к ECDIS подключается эхолот. 
     Для внимания судоводителя и принятия им мер в ECDIS автоматические о судна в с особыми плавания.
     Для процесса движения по достижения им положения относительно той или иной точки на (ориентира, опасности, элемента побережья и др.) постановка событий. на точка обозначается отметкой (маркером). может выбрать следующие взаимного судна и маркера: заданного пеленга, на дистанцию, на расстояние, достижениетраверза. того, как описанное событие, ECDIS подаст и предупреждение.
     Предусматривается контроль навигации. предвычисление обсерваций по различным системам с на ее границ, данных нескольких средств, грубых на основе сравнения с по местом и с по другой позиционной системе. контроль качества информации от датчиков.
     Функции с пользовательскими информации судоводителю поверх любой карты линии, символы, сектора, с подъема карты, что способствует безопасности сложных пути.
     В ECDIS обеспечивается прием и на поступающих от NAVTEX-приемника сообщений (навигационных, и предупреждений, об операциях и спасания, прогнозов и т.д.).
ECDIS работу подключенных к ней устройств и о любого из них судоводителю.[6]



Рис.2.8. Информационно-управляющая электронной карты
На информационной текущего местав процессе перехода отображаются данные:
- время и дата (SHT);
- и текущего судна;
- скорость (SOG) и угол (COG);
- по лагу (LOG) и курс по (НDG);
- снос.
На этой также на индикацию получения судна.
На панели маршрута индицируются:
- маршрута;
- путевой точки, к следует судно (WP#);
- до в точку (TTG);
- время и дата в путевую (ЕТА);
- на точку (WTG) и между WTG и COG;
- курс, на (CUR.), и курс (NXT) прохождения точки;
- до точки (DTG);
- от пути (ХТЕ).
На информационную карты выводятся:
- карты;
- масштаб и ее отображения;
- отображения карты;
- датум.
На панели сообщений в полях в виде условных сокращений информация о случаях:
- судна к опасности;
- судна в опасных глубин;
- судна в со специальными условиями;
- от на величину, большую заданной;
- при внешних устройств.
Для сообщения достаточно навести на его поле курсор.
В поле информации курсораего координаты, дистанция, и угол относительно места судна.
В поле маркера отображаются о судна специальных точек, устанавливаемых оператором.
На панели управленияуправляющие элементы: кнопки функций. кнопки обычно или сокращенную надпись, выполняемую ими функцию. Для пояснения назначения кнопок они всплывающими при на кнопку ярлыками. выполнение требует ее аргументов, при активизации этой появляется для необходимых данных.
Управляющая содержит кнопки, которые можно к разделам, ниже.
2.4.Планирование пути
В ECDIS планирование двух маршрутов,и альтернативного.
     При пути ECDISвыбор маршрута из маршрутов, в базе данных, и корректировки его.
     Имеются для планирования и в новых маршрутов. При планировании обеспечивается задания элементов и нового маршрута,точек, типа пути (локсодромия или ортодромия), следования по маршрута, времени прибытия в изменения курса, отклонения от маршрута, радиусов поворотов, генеральных и карт. будут на переходе
     Операции прокладки по ортодромиив ECDIS планировать между точками на Земли по кратчайшему расстоянию. Этот является предпочтительным, протяженность отрезка пути (переход океан). ECDIS дает рассчитать выигрыш плавания по по с локсодромией, прокладку маршрута по ортодромии, ее локсодромий заданный шаг разности или расстояния.
     Ряд ECDIS судоводителю функцию маршрутов по данным прошлых рейсов, т.е. автоматического преобразования записанной в судовой информации о судна в маршрут.
     Новые могут быть записаны в базу маршрутов. маршрута в базе обычно включает его номер, название,путевых точек, допустимых отклонений от маршрута, генеральных карт, путевых карт.
Кроме того, при пути ECDIS предоставляет функции:
- цифрового ввода и параметров маршрута
координат точек, на отрезках маршрута, прибытия в точки, безопасной глубины, а расчета по значениям всех судоводителя элементов маршрута;
- отображения выбранного на ЭК для оценки с предоставлением возможности графического редактированияповоротных с курсора. При этом могут операции добавления, вставки, поворотных и изменения их последовательности;
- тестирования безопасности маршрута. Эта позволяет протестировать запланированный на препятствия, области глубин, районы с условиями плавания;
- инверсирования маршрутов (т.е. маршрута в направлении);
- подключения программ маневров для в участков изменения режима хода и с отрезка на другой;
- печати опорных и данных маршрута, а перечня карт на переход;
- выбора точки на линии намеченного для расчета дистанции и следования до следующей на пути;

Рис.2.9.Отображение при планирование пути судна. 
Большое для предварительной прокладки и функции получения дополнительной онавигации, плавания, станциях мореплавателей, маршрутизации движения, взаимодействующих с транспондерами станциях контроля движения, управления на к и т.д.[7]
2.5. Счисление, обсервации, пути
Для счисления пути и выполнения к ECDIS датчики информации. ECDIS может работать со существующими компасами, спутниковых GPS  и ГЛОНАСС. информация для и отображения данных об позиции, и судна, прохождения маршрута.
     Имеется функция обсерваций по вводимым вручную значениями навигационных ориентиров.
     Основной задачей, решаемой на карте, исполнительная прокладка, которая обычно с определениями судна по GPS. При этой и производится индикация цифровых данных, процесс судна. Отображаются: судовое время (SHT или ST), координаты судна, угол (COG), курс (HDG), путевая (SOG), скорость по лагу (LOG), величина изменения и курса, и т.д. Навигационная информация раз в и как в виде, так и непосредственно на карте. операция оптимизации данных, позволяющая устанавливать набор данных, которого условиям плавания.
     Надисплея ECDISпоказ пути: основного и альтернативного запланированного маршрута. операции для основного пути в процессе плавания или его на альтернативный.
     Реализована в ECDIS функция для на карте действительного пути судна за тот или иной времени с отметками судна на моменты времени, между которыми может судоводителем от 1 мин и больше. операция отметки положения на пути и внесение отметок судоводителем.
     При может производиться прогнозирование положения судна на моменты и просмотр районов на пути следования.[8]

2.6 Контроль маршрута
ECDIS непрерывный проводки судна по маршруту. Она представляет судоводителю маршрута и данные, его прохождение: маршрутные координаты: (DTG), и время (TTG) до путевой точки; время в эту (ЕТА), на эту (WTG), и к курсу для выхода в эту (разница HOG и WTG). также направление линии запланированного пути (CUR) и за ним (NXT), а боковое от пути (ХТЕ).
     Для контроля движения по пути ECDIS показать на допустимые маршрута. ECDIS предупреждает об от маршрута, за предел, а также о к поворота, судоводитель мог заблаговременно подготовиться к маневрированию.[9]

2.7Функции для использования информации
ECDIS работать с РЛС, отображение на ЭК радиолокационной (РЛ) информации,может быть поверх ЭК. Это облегчает сравнение РЛ-изображения с картой, установить положения судна, а обнаружить цели, о не было при пересечении ими дистанции.

Рис.3.0. карта с РЛС
      При САРП к ECDIS на ЭК представляются все взятые на РЛ-цели как с и векторами истинной скорости. операции для длины экстраполированного целей, и обеспечивается выбор для отображения векторов или движения.У целей на ЭК могут следы их прошлого движения.
     Для числовых данных целей функция "Просмотр целей", при которой отображаются пеленг, цели, ее курс и скорость, и время кратчайшего сближения. цели цветом.
     В ECDIS функции для с АИС. Эта идентификационная предназначена для судоводителей максимально и информацией об целях, AIS. Помимо о и судна-цели, АИС получить информацию о судна, его владельце, и размерах, и типе перевозимого груза. информация быть полезна, например, при планировании и в ряде случаев.[10]











[1] https://xreferat.com/33/2805-1-elektronnye-sistemy-otobrazheniya-navigacionnyh-kart.html
[2]http://studopedia.ru/7_75659_naznachenie-i-sostav-ECDIS-ponyatie-elektronnoy-navigatsionnoy-karti-ENC--ponyatie-sistemnoy-elektronnoy-karti-SENC-rezolyutsiya-imo-a.html
[3]http://seaman-sea.ru/upravlenie-sudnom/551-elektronnaya-kartograficheskaya-navigacionnaya-informacionnaya-sistema-ecdis.html
[4]https://xreferat.com/33/2805-1-elektronnye-sistemy-otobrazheniya-navigacionnyh-kart.html
[5]http://www.studfiles.ru/preview/5154544/
[6]https://xreferat.com/33/2805-4-elektronnye-sistemy-otobrazheniya-navigacionnyh-kart.html
[7]http://nav-eks.org.ua/Na-site-kaf-EKS/NIS-na-site/Ychebnik-NIS_11.pdf
[8]http://www.studfiles.ru/preview/5155233/page:46/
[9]http://lektsii.org/6-22217.html
[10]http://otherreferats.allbest.ru/radio/00185340_0.html


.......................