电子海图系统1

电子海图系统电子海图系统20102010年年8 8月月绪论绪论电子海图系统是近十几年来航海领域出现并逐渐成熟的电子海图系统是近十几年来航海领域出现并逐渐成熟的 一项新技术。这项新技术适应了海运船舶驾驶实践的需求：一项新技术。这项新技术适应了海运船舶驾驶实践的需求：n n航道拥挤程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出航道拥挤程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出 现给船舶航行安全提出了严峻的挑战。解决这个问题的一种现给船舶航行安全提出了严峻的挑战。解决这个问题的一种 方式是集成式地把本船的位置、所处的静态环境、周围的动方式是集成式地把本船的位置、所处的静态环境、周围的动 态目标信息显示在一个屏幕上，使得船舶驾驶员能够迅速地态目标信息显示在一个屏幕上，使得船舶驾驶员能够迅速地 获取所有这些信息，及时地做出操船决策。获取所有这些信息，及时地做出操船决策。n n海运船舶驾驶中使用各种现代化的导航设备和雷达设备，能海运船舶驾驶中使用各种现代化的导航设备和雷达设备，能 够在很短的时间间隔内获取精确可靠的关于船位、船舶运动够在很短的时间间隔内获取精确可靠的关于船位、船舶运动 参数以及周围环境方面的信息。参数以及周围环境方面的信息。 n n使用电子海图，能够把驾驶员从海图作业这一事务性工作中使用电子海图，能够把驾驶员从海图作业这一事务性工作中 解脱出来，使其把主要精力放在航行监视和及时制定操船决解脱出来，使其把主要精力放在航行监视和及时制定操船决 策上来策上来 。绪论绪论20 20世纪世纪7070年代末，微电子技术的迅猛年代末，微电子技术的迅猛 发展为电子海图的产生创造了条件。当时发展为电子海图的产生创造了条件。当时 的船用电子海图系统被称为的船用电子海图系统被称为“ “视频航迹标绘视频航迹标绘 仪仪” ”。 多功能船用电子海图系统在八十年代多功能船用电子海图系统在八十年代 中期蓬勃发展起来。该系统是一种集成式中期蓬勃发展起来。该系统是一种集成式 的导航信息系统，它在使用电子海图的基的导航信息系统，它在使用电子海图的基 础上，完成综合的船舶驾驶任务。础上，完成综合的船舶驾驶任务。 绪论绪论多功能船用电子海图系统对保证船舶航行安全多功能船用电子海图系统对保证船舶航行安全 所起的重要作用得到了所起的重要作用得到了IMOIMO和和IHOIHO以及众多航海以及众多航海 专家的认可。专家的认可。ECDISECDIS的概念正是在总结多功能船的概念正是在总结多功能船 用电子海图系统的结构、功能和应用的基础上提用电子海图系统的结构、功能和应用的基础上提 出来的。出来的。n n19861986年年7 7月，月，IMOIMO和和IHOIHO开始合作开始合作, , 成立了成立了 ECDISECDIS协调小组（协调小组（HGEHGE），共同研究），共同研究ECDISECDIS。n n19881988年年1010月月IMOIMO和和IHOIHO联合组织了著名的北海联合组织了著名的北海 工程实验，以评价工程实验，以评价ECDISECDIS的功能，分析其潜在用的功能，分析其潜在用 途。途。绪论绪论此后，此后， IMOIMO和和IHOIHO均积极地对均积极地对ECDISECDIS进行研究，进行研究， 讨论制定相关的标准和规范：讨论制定相关的标准和规范：n nIMO 1995IMO 1995年年1111月在第月在第1919届大会上，作为届大会上，作为A.817(19)A.817(19)号决号决 议正式批准了现行的议正式批准了现行的“ “IMO ECDISIMO ECDIS性能标准性能标准” ” 。9696年和年和9898 年进行了进一步修正。年进行了进一步修正。n nIHO 1991IHO 1991年颁布了数字化海道测量数据传输标准年颁布了数字化海道测量数据传输标准SP-57SP-57， 19931993年年1111月颁布了该标准的第二版，并称为月颁布了该标准的第二版，并称为S-57S-57。19961996 年年1111月颁布了月颁布了S-57S-57的第三版的第三版, , 也即现行标准。也即现行标准。20002000年修订年修订 为为3.13.1版。版。n nIHOIHO电子海图显示系统委员会（电子海图显示系统委员会（COECOE） 19901990年年5 5月发布了月发布了 ECDISECDIS海图内容和显示暂行规范海图内容和显示暂行规范SP-52SP-52，19921992年年9 9月颁布月颁布 了该规范的第二版，了该规范的第二版，19931993年年1010月颁布了该规范的第三版，月颁布了该规范的第三版， 并称为并称为S-52S-52。19961996年年1212月颁布了月颁布了S-52S-52的第五版，即现行的第五版，即现行 标准。标准。第一章第一章 基础知识基础知识 第一节第一节 ECDISECDIS使用中的法律问题与责任使用中的法律问题与责任第二节第二节 电子海图与电子海图系统电子海图与电子海图系统第三节第三节 ECDISECDIS数据数据第四节第四节 传感器及其局限性传感器及其局限性1.1.1 SOLAS1.1.1 SOLAS公约关于海图的配备公约关于海图的配备SOLAS SOLAS公约关于海图的配备要求位于该公公约关于海图的配备要求位于该公 约第约第5 5章，主要有以下几个方面：章，主要有以下几个方面：n n第第2 2条对海图进行定义：海图和图书是由条对海图进行定义：海图和图书是由 政府、政府认可的水道测量部门或相关政政府、政府认可的水道测量部门或相关政 府机构出版或授权出版的用于满足航海需府机构出版或授权出版的用于满足航海需 要的专用图或书及编辑这种图或书所用数要的专用图或书及编辑这种图或书所用数 据库。据库。1.1.1 SOLAS1.1.1 SOLAS公约关于海图的配备公约关于海图的配备n n第第1919条规定不同船舶应配备的设备，其中关于条规定不同船舶应配备的设备，其中关于 海图的配备要求为：海图的配备要求为：ØØ船舶无论大小应配备整个航次制定计划、显示、航行船舶无论大小应配备整个航次制定计划、显示、航行 定位和航行监控所需的海图和图书，电子海图显示与定位和航行监控所需的海图和图书，电子海图显示与 信息系统可以被认为是符合本条海图配备要求。信息系统可以被认为是符合本条海图配备要求。ØØ如果使用电子设备完成或部分完成航次所需的以上功如果使用电子设备完成或部分完成航次所需的以上功 能，必须有满足功能要求的备用配置。（关于满足功能，必须有满足功能要求的备用配置。（关于满足功 能要求的备用配置在能要求的备用配置在IMO A.817IMO A.817（1919）决议中进行了决议中进行了 规定）。规定）。1.1.1 SOLAS1.1.1 SOLAS公约关于海图的配备公约关于海图的配备n n第第2727条改正与更新：航次所需的海图和诸如航条改正与更新：航次所需的海图和诸如航 路指南、灯标表、航海通告、潮汐表及其它航行路指南、灯标表、航海通告、潮汐表及其它航行 所需的图书应该是适当的且改正到最近之日。所需的图书应该是适当的且改正到最近之日。 1.1.2 ECDIS1.1.2 ECDIS性能标准性能标准IMO IMO在在19951995年年1111月第月第1919届大会上，作为届大会上，作为 A.817(19)A.817(19)号决议正式批准号决议正式批准“ “IMO ECDISIMO ECDIS性能标性能标 准准 ” ” ，此后海安会分别在，此后海安会分别在19961996年通过年通过MSC.64 MSC.64 (67)(67)决议和决议和19981998年通过年通过MSC 86 (70)MSC 86 (70)决议对其决议对其 进行了两次修订。该标准给出了进行了两次修订。该标准给出了ECDISECDIS的定义，的定义， 规定了信息的显示、海图改正、航线设计、航路规定了信息的显示、海图改正、航线设计、航路 监视、航行记录等性能要求监视、航行记录等性能要求 。该标准有该标准有6 6个附件个附件 ：1.1.2 ECDIS1.1.2 ECDIS性能标准性能标准n n附件附件1 1 给出了制定标准时所参照的其它标准，包括给出了制定标准时所参照的其它标准，包括S-52S-52及其及其 附件、附件、S-57S-57、IEC61174“IEC61174“电子海图显示与信息系统（电子海图显示与信息系统（ECDISECDIS ）”、IEC945“IEC945“组成组成GMDSSGMDSS的船载无线电设备和船用导航设的船载无线电设备和船用导航设 备的一般要求备的一般要求”等；等；n n附件附件2 2 给出了给出了ECDISECDIS在完成计划航线设计和航路监视期间可在完成计划航线设计和航路监视期间可 用的海图信息分类（显示基础、标准显示、附加信息）；用的海图信息分类（显示基础、标准显示、附加信息）；n n附件附件3 3 给出了给出了ECDISECDIS中所使用的航行要素和参数的术语及其中所使用的航行要素和参数的术语及其 缩写；缩写；n n附件附件4 4 给出了给出了ECDISECDIS在完成计划航线设计和航路监视期间应在完成计划航线设计和航路监视期间应 自动检测到的特殊地理区域；自动检测到的特殊地理区域；n n附件附件5 5 给出了给出了ECDISECDIS的报警及指示的形式和内容；的报警及指示的形式和内容；n n附件附件6 6 列出了对列出了对ECDISECDIS后备装置的要求后备装置的要求 1.1.2 ECDIS1.1.2 ECDIS性能标准性能标准n n根据该标准：根据该标准：如果有适当的备用配置，如果有适当的备用配置，ECDISECDIS便可便可 以满足以满足SOLASSOLAS公约第公约第5 5章章1919和和2727条关于海条关于海 图配置的要求，即可以取代纸质海图。但图配置的要求，即可以取代纸质海图。但 如果工作在如果工作在RCDSRCDS模式，不能取代纸质海图模式，不能取代纸质海图 。1.1.3 IHO1.1.3 IHO关于关于ECDISECDIS的主要规定的主要规定nIHO S-57 数字化海道测量数据传输标准描述了用于各国航道部门之间的数字化海道测量数据描述了用于各国航道部门之间的数字化海道测量数据 的交换以及向航海人员、的交换以及向航海人员、ECDISECDIS的生产商发布这类数据的的生产商发布这类数据的 标准。该标准是具有法律效力的矢量形式的电子航海图的标准。该标准是具有法律效力的矢量形式的电子航海图的 数据传输标准。它包括三章及两个附件：数据传输标准。它包括三章及两个附件：一般性介绍一般性介绍理论数据模型（海图信息描述的理论模型）理论数据模型（海图信息描述的理论模型）数据结构（电子航海图的数据格式）数据结构（电子航海图的数据格式）IHOIHO物标目录（物标分类和编码系统）物标目录（物标分类和编码系统）产品规范（电子航海图产品规范、产品规范（电子航海图产品规范、IHOIHO物标目录数据物标目录数据 字字典产品规范）典产品规范）IHOIHO关于电子海图的文件主要包括：关于电子海图的文件主要包括：1.1.3 IHO1.1.3 IHO关于关于ECDISECDIS的主要文件的主要文件n nIHO S-52 IHO S-52 海图内容和显示规范海图内容和显示规范规定了电子航海图的内容和显示、数据结构规定了电子航海图的内容和显示、数据结构 、改正方法和信息传输途径，以及屏幕上电子海、改正方法和信息传输途径，以及屏幕上电子海 图的颜色和符号使用等。图的颜色和符号使用等。该标准有该标准有3 3个附件：个附件：üü附件一：对电子航海图的改正问题作了详细的规定；附件一：对电子航海图的改正问题作了详细的规定； üü附件二：描述了附件二：描述了ECDISECDIS屏幕上电子海图的颜色和符号屏幕上电子海图的颜色和符号使用细节；使用细节