Требования ИМО к точности местоположения судна

Некоторое время назад ко мне обратились с просьбой разъяснить, что же такое СКП. Как человек, непосредственно занимающийся дисциплиной МСиТОС (Математическая статистика и теоретические основы судовождения) в ОНМА, я могу с легкостью ответить СКП – средне квадратическая погрешность…

Но… не тут-то было. Вопрос вопросом, а вот ответ кроется гораздо глубже – зачем она нужна нам эта СКП и, что нам с ней делать?

И в глобальном смысле тема эта очень обширна: начиная от обработки измерений и заканчивая оценкой точности места судна и навигационной безопасности в целом. В академии этому отведено несколько лекций и несколько глав книги по МСиТОС, поэтому пытаться сжаться до одной статьи, к сожалению, не имею возможности.

На данном этапе мне хотелось бы разъяснить некоторые нормативные нюансы, касающиеся требований предъявляемых к определению позиции места судна.

Системы GPS (Global Positioning System) вместе с ECDIS (Electronic Chart Display & Information System) произвели революцию в современной навигации. Из искусства навигация превратилась в точную науку… настолько точную, что большинство функций судоводителя на себя приняла навигационная система и все, что нам осталось, это ее контролировать.

Резолюция ИМО А.953(23) World-Wide Radionavigation System, принятая в 2003 году, отменила резолюцию А.529(13) Accuracy Standards for Navigation 1983 года, что послужило концом переворота подхода к определению позиции судна и оценки ее точности.

В резолюции А.529(13) приведены стандарты точности судовождения, по которым может оцениваться эффективность работы систем, предназначенных для определения места судна, следующего со скоростью не более 30 уз:

в портовых водах и водах, где свобода маневра ограничена, стандарт точности определяется в зависимости от местных обстоятельств; – в остальных водах ошибка места не должна превышать 4% расстояния до навигационной опасности и при этом ее максимальное значение должно быть не более 4 миль.

Позиция судна должна быть определена в пределах 95% фигуры погрешности, т.е. с вероятностью 95%.

При этом частота определения позиции системой в данном циркуляре лежит в пределах 9 – 300 мин.

В документе дается следующее определение навигационной опасности: навигационной опасностью считается всякий признанный или нанесенный на карту элемент либо граница, которые могут представлять или очерчивать опасность для судна, либо ограничивать район плавания.

Важно на данном этапе отметить, что обе эти резолюции предъявляют требования к определению места судна при помощи навигационных систем, а не классическими методами, производимыми вручную (по пеленгам, дистанция, светилам и т.п.)

Очевидно, что именно поэтому резолюция устанавливает в качестве основных методов определения места судна в портовых и прибрежных водах: визуальный, по компасным пеленгам, радиолокатору т.д. В то время как использованию радионавигационных систем отводится второй план.

В свою очередь, эксплуатационные требования к всемирной радионавигационной системе (для судов со скоростью < 30 узлов) согласно резолюции ИМО А. 953 (23) следующие:

Район плавания Погрешность определения места с вероятностью не менее 95% Обновление координат Надежность системы
1.Плавание на входах в порты, подходах к портам и в прибрежных водах с высокой интенсивностью судоходства и(или) высоким уровнем риска. 10 метров 1 раз в 10 с. Если для АИС и управления судном, то чаще чем 1 раз в 2 с.

а) более 99,97 % для 3-часового периода;

б) вероятность поступления сигнала от системы, рассчитанная для 2-летнего периода, должна быть более 99,8 %;

в) предупреждение о нерабочем состоянии системы должно поступать в пределах 10 секунд

2. Плавание на входах в порты, подходах к портам и в прибрежных с низкой интенсивностью судоходства и(или) менее значительным уровнем риска.

а) более 99,85 % для 3-часового периода;

б) вероятность поступления сигнала от системы, рассчитанная для 2-летнего периода, должна превышать 99,5 %;

в) предупреждение о нерабочем состоянии системы должно поступать в пределах 10 секунд.

3. Плавание в океанских водах 100 метров

а) вероятность поступления сигнала от системы, рассчитанная для 30-дневного периода, должна превышать 99,8 %.

б) предупреждение о нерабочем состоянии системы должно поступать в ближаший, практически возможный, срок.

 

Согласно конвенции SOLAS 2009 Reg 19.2.1.6: “All ships, irrespective of size, shall have … a receiver for a global navigation satellite system or a terrestrial radionavigation system, or other means, suitable for use at all times throughout the intended voyage to establish and update the ship’s position by automatic means…”

Резолюция А. 953 (23) стала результатом требования, приведенного выше, что определило новую философию определения позиции: ввиду предъявляемых требований к точности и надежности основным средством определения места судна стала GPS  (global positioning system), а средством контроля его – остальные способы обсервации.

При этом, конвенция STCW c поправками 2010 года устанавливает следующее:

Ch. VIII Standards regarding watchkeeping

“… Fixes shall be taken at frequent intervals, and shall be carried out by more than one method whenever circumstances allow. When using ECDIS, appropriate usage code (scale) electronic navigational charts shall be used and the ship’s position shall be checked by an independent means of position fixing at appropriate intervals.”

Ch. II, Table A-II/2 Function- Navigation at the management level: Competence – determine position and the accuracy of resultant position fix by any means.

Knowledge, understanding and proficiency – Position determination in all conditions:

.1 by celestial observations .2 by terrestrial observations, including the ability to use appropriate charts, notices to mariners and other publications to access the accuracy of the resulting position fix .3 using modern electronic navigational aids, with specific knowledge of their operation principles, limitations, sources of error, detection of misrepresentation of information and methods of correction to obtain accurate position fix

И здесь напрашиваются следующие выводы:

Несмотря на высокие требования, предявляемые к радионавигационным системам и, действительно, высокую их точность и надежность, никто не отменял требования к судоводителям знать и уметь не только как определить позицию судна различными способами, но и как определить точность такой позиции в случае определения «вручную».

В случае же автоматического определения позиции необходимо знать принципы работы, ограничения и источники погрешностей радионавигационной системы, а также уметь определить неправильно интерпретированную системой информацию и исправить ее так, чтобы получить точную позицию.

И действительно одним из основных критериев оценки точности измерений или, вследствие, позиции судна является СКП (среднеквадратическая погрешность).

О том как она определяется, интерпретируется и применяется мы обсудим с Вами в следующих постах.

Удачи и успехов в работе! Александр Пипченко

  • Теги:

Антон Елисеев

19 марта 2013

Спасибо за новость! Но, если чесно, я так и не понял, что же тут нового пытались донести до нас эти требования к точности? Мне кажется, что и раньше эти требования старались максимально близко учитывать.

Александр Пипченко

19 марта 2013

Это скорее не новость, а компиляция существующих фактов. Здесь я хотел упорядочить то, что в принципе известно, но на мой взгляд, требовало некоторого критического пересмотра. Ведь очень часто говорят, что GPS и DGPS - второстепенные источники позиции, хотя на практике это совсем не так, и мы все волей-неволей больше смотрим на электронные карты с постоянным источником позиции от GPS, чем на позиции, нанесенные на бумажную карту по береговым ориентирам. Эта "новая философия" судовождения и подтверждается требованиями ИМО к точности, что, однако, не избавляет нас от обязанности перепроверять корректную работу системы GPS, нанося позиции по береговым ориентирам. С другой стороны внедрение в индустрию независимых систем, таких как E-LORAN, позволит обеспечить необходимую степень резервирования (2-й независимый источник позиции, удовлетворяющий резолюции 953(23)). В конце концов мы же пользуемся калькуляторами, а не счетами; рассчитываем остойчивость по грузовым программам, доверяем, в некоторой степени, ARPA. Да и GPS мы тоже очень доверяем... НО - наша задача знать недостатки системы и уметь вовремя определить, что что-то пошло не так - это наша безопасность и безопасность людей вокруг (как на нашем судне, так и на судах, с которыми мы взаимодействуем).

Евгений Богаченко

19 марта 2013

Саша, спасибо за отличный пост. Кто, как не ты, ещё может так просто рассказать о такой сложной теме. Плюс подкрепить факты ссылками на конвенции. Лично я жду продолжения с нетерпением.

Марк

23 марта 2013

Резолюция A.953(23) устанавливает требования к работе радионавигационных систем в разных условиях, но я не понимаю какие есть требования к тому, какой метод определения позиции все же первичен при заходе в порт или в стесненных водах - по GPS или по ориентирам. Если используется ECDIS, то еще можно сослаться на STCW Ch. VIII Standards regarding watchkeeping:" When using ECDIS, appropriate usage code (scale) electronic navigational charts shall be used and the ship’s position shall be checked by an independent means of position fixing..." Но если ECDIS нет, то какие тогда требования к действиям штурмана? Что основное, а что для проверки? "Fixes shall be taken at frequent intervals, and shall be carried out by more than one method" по STCW не устанавливают основного метода определения позиции. Я не могу понять как требования к работе одной из систем для определения места судна меняет всю философию работы штурмана. Это ведь стандарты точности для одного из методов, а не для всех методов.

Александр Пипченко

23 марта 2013

Марк, спасибо за Ваш комментарий! Если у Вас на судне установлены электронные карты, то как Вы правильно подметили, ссылаясь на STCW, основной у нас становится GPS, как более точная и надежная система в соответствии с циркуляром 953(23), так как человек с такой частотой и точностью определить позицию в принципе не может. Если у Вас ECDIS нет, то точность вашей обсервации по GPS ограничена масштабом карты. И тут Вам выбирать самому. НО, если вы работаете в районах, для карт которого референц-эллипсоид не определен (local datum unknown), метод определения места по наземным ориентирам является более предпочтительным. Ни циркуляры ИМО, ни STCW жестко не регламентируют как именно в первую очередь нужно определять позицию. Они только утверждают, что методов должно быть «больше, чем один». Приоритет в выборе может зависеть от правил конкретной компании или капитана. Что касается философии… Не знаю к какому поколению судоводителей относитесь Вы, но я отношусь к тому, которое еще учили, что GPS – это «зло», в которое специально «злые» американцы вводят погрешность (ее как раз в 2003 году, если не ошибаюсь, и отключили), и могут отключить всю систему в любой момент, и вообще, что основными методами определения для нас остаются визуальные и радиолокационные. В то время только малая часть карт была в датуме WGS-84, а наличие электронных карт на судне было большой удачей. И до сих пор о возможности наведения серьезных помех на GPS говорят англичане и поэтому хотят внедрять E-LORAN, а на картах TRANSAS NAVI-SAILOR 4000, TX-97 пишется «For information only!». То есть переворот случился, когда обязательной для исполнения стала такая высокая точность и надежность GPS. Такие требования к системе сами по себе сделали ее основной. Ведь 100 м в океане это не 4 мили как до того. В старой резолюции к плаванию в портовых водах стандарты точности для радионавигационных систем не рассматривались вообще. Там говорится: «In the first phase (harbor entrances and approaches and waters in which the freedom to maneuver is limited) navigation will be generally by visual observations, radar, echo sounder, etc. OR by specialized electronic position fixing system. Accuracy requirements will depend upon local circumstances. The division between the two phases in not precise and will depend upon local circumstances» В резолюции 2003 года этого уже нет. И, действительно, мы все больше полагаемся на данные ECDIS и GPS, хотя еще в 1990-х годах все было совсем по-другому.

Александр Пипченко

23 марта 2013

Ну и еще. Говоря об узкостях и входе в порт, одним из основных методов определения является визуальный: по буям, створам и секторным огням, по расстояниям до причалов. Например, при сдаче экзамена на безлоцманскую проводку на р. Темза необходимо знать все навигационные ориентиры и их характеристики на заданном судоходном участке, основные детали рельефа дна (глубины) и расстояния до причалов (соответственно и их названия). В процессе маневрирования в акватории порта даже точность в 1 см не будет особо полезной, разве что в случае швартовки в нулевой видимости (20-30 м), а с ECDIS и DGPS в Северном море капитаны, с которыми я работал, такое делали. Главная задача - управлять судном безопасно, выбор методов определения при этом остается за штурманами.

Ростислав

24 марта 2013

Очевидно что возникла некоторая неувязка, среди выше перечисленной информации были приведены стандарты и требования устанавливаемые ИМО к определению места судна в целом системами(визуальными в частности) и эксплуатационные к радионав. оборудованию (как мы видим в табл.). Несмотря на все требования по стандартам точности определения места судна, в любых условиях приоритетными все же остаются визуальные методы определения, особенно при подходе к порту или в стесненных условиях сложных в навигационном отношении, если мы говорим о теории конечно, на практике как вы понимаете, Марк, все совсем по другому.

Марк

27 марта 2013

Да, неувязка в моей голове возникла по причине того, что в новой конвенции требований к определению судна в целом системами (визуальными в частности) я не нашел. Только лишь требования к "world-wide radionavigation system". Также нет в ней никакого разделения на основные и дополнительные способы методов определения места судна, о которых упоминалось в статье. Пожалуй, самое главное, что стоит вынести из всего этого, что «Fixes shall be taken at frequent intervals, and shall be carried out by more than one method» и делать это на практике.

Andrew

18 июля 2019

Спасибо огромное автору, за полный и подробный материал.Так всем спасибо за комментарии.Одно жаль, что не всегда присутствует конкретика.Это сейчас надо будет инспекторам, например ветинг, объяснять почему я решил в прибрежных водах (менее 12 миль) использовать как основной метод GPS,а второстепенный метод, например Радар.

Только зарегистрированные пользователи могут комментировать