Недостатки, ограничения и погрешности ECDIS Понятие об источниках погрешностей ECDIS Помимо неоспоримых преимуществ ECDIS имеют определенные недостатки и ограничения.

Недостатки, ограничения и погрешности ECDIS

Недостатки, ограничения и погрешности ECDIS

Понятие об источниках погрешностей ECDIS

Помимо неоспоримых преимуществ ECDIS имеют определенные недостатки и ограничения.

При работе с ECDIS следует оценивать ее ограничения и погрешности, которые могут быть вызваны:

• несовершенством устройств цифрования карты и средств ее отображения;

• неточностью и недостаточной подробностью картографической информации;

• погрешностями, обусловленными ошибками датчиков информации;

• различием координатных систем датчиков с координатной системой карты;

• ошибочной интерпретацией данных.

Погрешности устройств цифрования карты и средств ее отображения

Погрешности цифрования карты. В большинстве случаев данные ЭК получаются путем цифрового представления информации бумажных карт с помощью дигитайзерных или сканерных технологий. Современные дигитайзеры и сканеры имеют определенную разрешающую способность, которая лежит в пределах 0.1-0.3 мм, что приводит к определенным погрешностям данных ЭК. Кроме того, когда данные ЭК получаются по данным бумажной карты, то в них присутствуют погрешности графической интерпретации карты, приближенно соответствующие разрешающей способности оригинального масштаба. Погрешности устройств цифрования и графической интерпретации карты полностью входят в получаемые данные электронной карты. Следует иметь в виду, что при представлении ЭК в более крупном масштабе величина этих погрешностей не уменьшается.

Касаясь несовершенства средства отображения карты - дисплея, отметим следующее.

Окно высвечивания карты на экране дисплея составляет примерно 1/6 часть бумажной карты, поэтому при одинаковом масштабе ЭК отображает меньший район. Величина акватории обзора в истинном режиме движения в этом случае при подходе к рамке карты может оказаться недостаточной, что требует смещения карты либо периодического использования более мелкого масштаба отображения.

Разрешающая способность (размер пиксела) дисплеев, на которых отображаются электронные карты, составляет порядка 0.2-0.3 мм. Отсюда может быть установлена предельная точность масштаба карты. Для карты масштаба 1:50000 при размере пиксела 0.3 мм она, например, составляет 15 м. Эта точность уже хуже, чем точность определения места по DGPS, и требуемая точность определения положения в стесненных водах.

Также следует отметить, что работа с дисплеем сопровождается повышенной утомляемостью оператора, что может привести к ошибочной интерпретации данных ЭК.

Неточность картографических данных

Еще в 1979 г. на конференции ООН было отмечено отсутствие современных гидрографических съемок побережья большинства развивающихся стран, особенно островов. Эта ситуация в какой-то мере сохранилась и в настоящее время. На навигационных картах таких районов геодезические координаты опорных пунктов определены с недостаточной точностью. Относительно опорных пунктов на карту наносятся остальные картографические объекты, при этом на карте сохраняется верная картина взаимного расположения изображаемых на ней объектов. Кроме этого, на этих картах существенными могут быть и погрешности определения положения объектов относительно опорных пунктов.

Судоводители должны сознавать, что в стесненных водах точность данных карты (бумажных карт, ENC, RNC) может быть меньше, чем используемой системы определения места. Это может быть в случае применения DGPS, которые позволяют определять место с точностью 1-5 м. Гидрографические съемки, которые проводились с использованием высокоточных береговых РНС вплоть до 1980 г. обеспечивали в среднем точность 20 м (Р=0.95). Точность геодезических съемок с помощью оптических средств до применения РНС была еще ниже. Поэтому на морских навигационных картах, основанных на гидрографических съемках, выполненных до 1980 г, точность положения картографических объектов ниже, чем точность определения места по DGPS. В настоящее время требования к точности обычных геодезических съемок местности составляют ±13 м, а для специальных съемок - ±5 м. В обоих случаях имеется в виду 95% погрешность определения положения.

Таким образом, несмотря на то, что требуемая точность определения места судна в стесненных водах ±10м, точность положения картографических объектов на большинстве навигационных карт ниже.

Ввиду существенного отличия от WGS84 систем отсчета координат карт ряда районов Земли, основанных на старой съемке, судовождение на основе информации GPS в таких районах опасно. Безопаснее здесь плавание с применением визуальных и радиолокационных определений места относительно береговых ориентиров и опасностей. В этом случае погрешности определения опорных точек геодезической съемки не влияют на точность определений места относительно опасностей. Чтобы учесть погрешности съемки местности относительно опорных точек, следует обходить опасности на большем расстоянии.

Кроме неточности и малой подробности съемки местности, на точность данных карты могут влиять явления перемещения грунта.

Поэтому к данным каждой морской навигационной карты требуется критический подход. Используя электронную карту для решения различных задач навигации, необходимо отдавать себе отчет в том, с какой степенью доверия можно отнестись к помещенной на ней навигационной информации. Качество картографической информации зависит от ряда факторов и в первую очередь от точности выполнения гидрографических работ и геодезических наблюдений, положенных в основу карты. Очевидно, что карты, составленные по результатам работ более поздних гидрографических экспедиций, являются более точными. Сведения о дате выпуска карты для ECDIS обычно приводят в разделе Crt (карты), а для RCDS - под нижней рамкой растровой карты.

Важную роль при анализе карты играет ее масштаб. Чем крупнее масштаб, тем подробнее наносится нагрузка на карту. Здесь имеется ввиду оригинальный масштаб, поскольку перемасштабирование и недомасштабирование не оказывают влияния на уровень нагрузки. Отсюда вытекает требование использовать для навигации карты самого крупного масштаба. В ECDIS обычно предусматривается функция автозагрузки карты (chart autoload), которая автоматически загружает для текущего места карту самого крупного масштаба.

Работая с картой, следует также обращать внимание на подробность промеров, которая характеризуется отметками глубин и наличием изобат. Частые отметки глубин и характера грунта свидетельствуют о тщательности промерных работ. Особого доверия заслуживают районы акваторий, в которых глубины подтверждены гидрографическим тралением. Наличие "белых пятен", недостоверных (пунктирных) изобат, а также надписей "ПС" и "СС" (на адмиралтейских картах "PA"- Position approximate и "PD"- Position daubtful) свидетельствуют о том, что промерные работы в этих районах производились менее тщательно. К опасным следует относить и районы со сложным рельефом дна. Обычно это районы с каменистым грунтом, в которых резко изменяются глубины. В случаях недостаточности промеров в акваториях со сложным рельефом дна могут встретиться опасные глубины не обнаруженные промером.

При выборе маршрута необходимо учитывать возможность перемещения песчанного грунта в устьях рек и в районах действия сильных приливо-отливных течений.

Анализируя карту, нужно учитывать, какой уровень принят нулем глубин. В ECDIS эта и другая полезная информация может вызываться для индикации в режиме исполнительной прокладки.

В зависимости от результатов анализа и оценки степени доверия к каждой конкретной карте следует выбирать и безопасный маршрут судна.

Для возможности определения качества данных используемой электронной карты, ECDIS должна обеспечивать индикацию всей необходимой для этой цели информации.

Погрешности, обусловленные ошибками датчиков информации

Погрешности основных датчиков информации охарактеризованы в главе 4. В ECDIS эти погрешности влияют на положение отображаемого места судна, представляемые значения его кинематических параметров, на положение и элементы движения сопровождаемых САРП объектов.

Погрешности от использования различных координатных систем

Применение различных координатных систем является одним из источников ошибок данных ECDIS. Это может быть различие геодезических датумов позиционной системы и карты. Прямым образом это касается использования данных современных спутниковых систем. Следует отметить, что довольно большой процент навигационных карт в настоящее время не может быть приведен ни к одному известному в настоящее время горизонтальному датуму. Кроме того, существуют проблемы и при пересчете данных карт с известным датумом к другому датуму. Особенно это касается датумов больших регионов Земли. Поправки для перехода от одного датума к другому в этом случае в разных частях Земли отличаются неоднородностью, которую используемые способы пересчета датумов не могут полностью учесть. Поэтому всегда существует вероятность появления тех или иных погрешностей в результатах пересчета.

Следует отметить, что из-за возможного отличия горизонтальных датумов, необходимо производить ручную корректуру ЭК по относящимся только к этой карте корректурным документам. Эта корректура не должна использоваться для других карт этого района, номера которых не указаны в корректурном сообщении. Для корректуры иностранных карт должны использоваться соответствующие иностранные корректурные документы.

Другим примером появления расхождения координатных систем является неучет отстояния антенны высокоточной навигационной системы от центра массы судна или неправильный ввод ее высоты.

Следует также отметить и различие координатных систем отсчета пеленгов на карте и в РЛС: направления на карте отсчитываются от истинного меридиана, а измерения РЛ-пеленгов производятся относительно определенного по компасу направления на север, которое отличается от направления истинного меридиана.

Еще одним примером возникновения погрешностей данных ECDIS от применения разных координатных систем служит расчет кинематических параметров целей с использованием данных относительного лага о скорости своего судна и отнесение вычисленных параметров целей к карте.

Погрешности интерпретации данных ECDIS. Риск передоверия

Погрешности интерпретации. Причины ошибочной интерпретации данных ECDIS могут быть самыми различными. Поэтому в этом отношении можно привести только отдельные рекомендации:

• Требуется знать условные обозначения и сокращения, используемые на ЭК и информационных табло, и не путать их между собой;

• Не следует считать, что действительное место судна точно совпадает с отображаемым на карте, или что действительное место судна всегда находится в пределах 95% погрешности его определения;

• Не надо думать, что направление движения судна и его скорость точно совпадают со значениями путевого угла и путевой скорости, представляемых на информационном табло;

• Следует учитывать влияние на отображаемые кинематические параметры целей погрешностей и ограничений РЛС и САРП;

• Не следует полагать, что увеличение масштаба ЭК приводит к улучшению ее подробности и точности;

• Необходимо использовать такой масштаб и такую нагрузку ЭК, которая соответствует условиям судовождения и не создает трудностей в разборе данных прокладки;

• Необходимо выбирать такие датчики информации, которые наилучшим образом соответствуют ситуации.

О риске передоверия к ECDIS. В связи с разбираемым вопросом, необходимо, чтобы каждый судоводитель осознавал:

• Что всегда существует определенная вероятность (риск) неправильного функционирования ECDIS и неточности ее данных;

• Что отображаемые гидрографические данные не более надежны, чем данные съемки, на которой они базируются;

• Что представляемые данные навигационных датчиков отягчены погрешностями;

• Что ошибки и ограничения взаимодействующих с ECDIS приборов

и систем могут влиять на точность и надежность данных ECDIS;

• Что ECDIS - это лишь инструмент, помогающий судоводителю в решении навигационных задач, а ответственность за правильность их выполнения и принимаемые решения по управлению судном полностью лежит на судоводителе.

Поэтому судоводитель, кроме грамотной эксплуатации ECDIS, должен использовать любую возможность ее проверки, включая визуальные определения и применение независимых технических средств контроля движения судна, чтобы исключить возможное негативное влияние ограничений ECDIS на безопасность судовождения.

21:30
RSS
No comments yet. Be the first to add a comment!
Loading...