Электронные карты ECDIS

ECDIS — Electronic Chart Display & Information System — основаны на использовании и отображении цифровой картографи­ческой и навигационно-гидрографической информации в виде электронных карт. Они представляют собой перспективные интегрированные информационные системы, предназначенные для решения комплекса задач судовождения, автоматизации работы судоводителя и повышения навигационной безопасности мореплавания.

Интегрированность ECDIS подразумевает, что они объединяют информацию о местоположении судна на основании счисления ко­ординат по данным лага и гирокомпаса, обсерваций по спутнико­вым навигационным системам, в совокупности с картографической и радиолокационной информацией о навигационной обстановке.

Информационное назначение ECDIS определяется ее способностью представлять судоводителю параметры картографических объектов (ориентиров, опасностей, фарватеров, глубин и др.) и данные об условиях плавания по всему маршруту перехода.

Навигационное назначение определяется решением как тради­ционных задач (счисление, прокладка, введение поправок в счисли- мые координаты, помощь в удержании судна на заданном курсе и др.), так и новых задач по оценке навигационной безопасности плавания, выработке рекомендаций по безопасному маневрированию, автоматизации процессов и процедур с электронной картой (ЭК) и ее использованию для мореплавания.

Электронные навигационные карты разделяются на растровые и векторные. Растровые карты нашли более широкое применение в видеопрокладчиках различных фирм для обеспечения нужд море­плавания. Сегодня национальные гидрографические службы про­изводят такие системы и подтверждают возможность их использо­вания.

Растровые навигационные карты представляют собой точные копии бумажных карт. Они получаются путем сканирования с высоким разрешением бумажных карт или их пластиковых аналогов с последующей обработкой, включая уменьшение размеров файла с помощью методов сжатия информации, добавления данных для его описания, проекции и т. п.

Последующая обработка позволяет современному программно­му обеспечению производить автоматическую прокладку, планировать маршрут перехода, обеспечивать автоматизированную сигнализацию для привлечения внимания судоводителя при отклонении от запланированного пути или контролировать место судна. При воспроизведении растровой карты можно изменять ее расположение в различных вариантах: ориентация «Север», «Курс» или любое другое по желанию судоводителя. При изменении ориентации карты все надписи поворачиваются вместе с изображением. Данная особенность сторонников векторных карт трактуется не как недостаток, а скорее как достоинство, позволяющее избежать возможной ошибки оператора, естественным образом напоминая ему о том, что карта расположена нестандартно. В то же время осуществление разворота обеспечивает возможность совмещения карты с радиолокационным изображением.

Все надписи на растровых картах увеличиваются или уменьша­ются пропорционально увеличению или уменьшению размера вос­производимой карты. В случае, когда воспроизводится значитель­ный участок, он может выглядеть переполненным пояснительными надписями, которые будут затруднять чтение. При уменьшении размеров воспроизводимого района, пояснительные надписи увеличиваются, приобретая чрезмерный размер, также мешают чтению карты. Поэтому при выполнении предварительной прокладки на ECDIS рекомендуется уменьшить нагрузку карты (например, отменить изображение всех глубин, кроме минимально допустимых).

Значительное преимущество растровых систем перед бумажными картами — это возможность ведения автоматической прокладки, отображение положения судна относительно окружающей обстановки в режиме реального времени. Существующее навигационное программное обеспечение сопрягается с системами определения места судна.

Производство векторных карт наиболее трудоемко. Оно заклю­чается в первоначальном сканировании карты, а затем векторизации этой карты, т.е. перевода различных линейных, площадных и точечных объектов в цифровой код. Такими предметами являются: берега, осушки, изобаты, изолированные опасности (подводные, надводные, осыхающие скалы, затонувшие суда), буи, маяки, различные ограждающие линии и т. д.

Некоторые фирмы применяют смешанную технологию цифро­вания: наиболее сложные объекты сканируют, а затем векторизуют, а точечные объекты цифруют одновременно с векторизацией.

При работе с такой картой в ECDIS имеется возможность реагировать на любой объект, так как он имеет свой код. Это позволяет судоводителю разгружать карту, т. е. удалять с экрана дополнительную и не имеющую особого значения информацию. Например, для судна с осадкой 10 метров можно убрать все глубины более 20 м.

Очевидно, что по информативности векторные карты лучше растровых и позволяют решать более широкий круг задач, связан­ных с безопасностью судовождения.

Основная концепция ECDIS состоит в том, что точность и пол­нота ЭК должны быть эквивалентны (или не менее) точности и полноте бумажной карты.

Процедура планирования перехода судна на ECDIS, в общем, ничем не отличается от ее выполнения без применения цифровых технологий, но прежде, чем приступать к работе с ECDIS, необхо­димо ознакомиться с ее функциональными возможностями и огра­ничениями.

Основные функциональные возможности ECDIS сводятся к следующим возможностям:

—   Работа с ЭК:

—   автоматические:

*   загрузка и смена ЭК,

*    изменение масштаба,

*    выполнение корректуры;

—   возможность изменения состава отображаемой картографи­ческой информации;

—    получение дополнительной справочной информации о кар­тографических объектах;

—     планирование и выполнение предварительной прокладки маршрута перехода с проверкой на наличие навигационных опасностей в полосе заданного движения судна и проведением расчетов скорости, расстояний, времени плавания и т. п.

Контроль за местоположением судна:

—       отображение обсервованных (счислимых) географических координат места судна;

—    автоматическое ведение счисления и текущей прокладки с отображением траектории судна;

—     измерение пеленгов и дистанций как от местоположения собственного судна до любого объекта, так и от любого местоположения на карте до любого объекта;

—   отображение векторов движения судна относительно грунта и относительно воды (по данным гирокомпаса и лага);

—    автоматическая оценка навигационной безопасности плава­ния на основе использования цифровой модели навигационно-гидрографической обстановки в ЭК и сигнализации об опасных собы­тиях;

—     совмещение радиолокационной и навигационно-гидрогра- фической информации;

—   обеспечение проигрывания маневра для безопасного расхождения с другими судами (при сопряжении с САРП);

—   введение поправок в счислимые координаты места судна по данным обсерваций, полученным традиционными методами;

—   автоматическое ведение судового журнала.

Оценка информации по району плавания:

—   получение информации

*    по портам,

*    по приливам,

*    по течениям;

*    климатических данных;

—   расчет направления и скорости истинного ветра;

—   расчет остаточной скорости при движении по маршруту пе­рехода;

—   просмотр архивных данных.

Указанные функциональные возможности ECDIS определяют следующие преимущества перед бумажной картой:

—   обеспечение судоводителя интегральной навигационной об­становкой на основе объединения информации от различных технических средств навигации (РЛС, САРП, СНС и др.);

—     уменьшение искажений масштаба и направлений на сис­темной электронной навигационной карте (SENC) путем автома­тического размещения главной параллели карты в середине экрана;

—   повышение навигационной безопасности на основе более подробного учета гидрографической обстановки по цифровой модели карты и ее оценки по результатам совмещения радиолокационной и картографической обстановки;

—   автоматическая корректура ЭК.

Главное же достоинство ECDIS заключается в повышении уровня автоматизации деятельности судоводителя, его обеспечение более надежной и достоверной непрерывной информацией о картографической и навигационной обстановке, местоположении судна, осуществление непрерывного ведения автоматической прокладки пути, уменьшение и исключение погрешностей при измерениях, опознании и расчетах.

Таким образом, применение ECDIS на судах дает возможность коренным образом улучшить организацию работы судоводителей и снизить навигационную аварийность.

Однако ECDIS свойственны определенные ограничения:

—  ЭК отображают на обычных дисплеях примерно 1/6 часть бумажной карты традиционных размеров при одинаковом масштабе.

Из-за этого требуется более частая смена изображения. Частичное устранение этого ограничения достигается применением двух дисплеев, на одном из которых отображается мелкомасштабная карта района, а на другом — карта части этого района, но в более крупном масштабе;

—     из-за наличия в ECDIS электронного изменения масштаба возможно отображение карты в таком крупном масштабе, при котором не обеспечивается необходимая точность измерений и не поддерживается детальное содержание ЭК. В этом случае оператору ECDIS должно автоматически выдаваться соответствующее предупреждение об опасном масштабе карты;