RADIO

Echipamente ECDIS Electronic Chart Display and Information System

Student ,Lup Georgian ET 43(Absolvent Navigaie 2013)

Introducere.Scurt istoricInca de la prima iesire a omului pe mare s-a impus ca necesara cunoasterea mediului in care se naviga, in scopul realizarii unei navigatii sigure catre destinatia propusa. Cunoasterea zonelor costiere si a configuratiei acestora, a senalelor sigure pentru navigatie, evitarea bancurilor de nisip sau a zonelor cu epave si informatiile referitoare la maree, toate avand rolul de asistare a navigatorului. Hartile de carton furnizeaza informatii despre particularitatile zonelor ce au studiate timp de secole de catre hidrografi din diferite tari, ce au strabatut oceanele lumii cu scopul de a mentine la zi hartile nautice, cu rol nepretuit in avertizarea navigatorilor aflati pe oceanele lumii.

In anul 1683 s-a initiat de catre Comandamentul Regal Britanic o operatiune de inspectare a apelor din jurul Marii Britani, finalizata 10 ani mai tarziu prin aparitia informatiilor colectate. In secolul 18 un numar mare de hidrografi britanici lucrau peste tot in lume pentru realizarea de cartografieri cu scopul utilizarii lor in navigatie. In anul 1795 ia fiinta oficiul hidrografic de pe langa Amiralitatea Britanica, care de atunci si pana in prezent a reusit colectarea de informatii si editarea unui numar de 3300 de harti nautice, harti actualizare ori de cate ori apar modificari in zonele de navigatie acoperite.In anul 1807 apare in Statele Unite Oficiul pentru Monitorizarea Zonelor de Coasta, transformat ulterior in Serviciul Hidrografic al Statelor Unite si care de-a lungul timpului a editat un numar de 1000 de harti.

Dupa modul de editare al lor, hartile electronice se impart in:Harti oficiale, sunt hartile in format electronic emise de catre sau de sub egida unei autoritati hidrografice nationale, acestea fiind agentii guvernamentale ce au atributii legale referitoare la calitatea pe care trebuie sa o aiba o harta pe suport de hartie sau suport electronic; acest tip de harti sunt mentinute la zi in conformitate cu cerintele Conventiei SOLAS, cerinte ce impun ca aceste harti sa fie sigure pentru efectuarea navigatiei;Harti neoficiale, sunt acele harti electronice emise de catre organizatii comerciale, ce pot utiliza date de la autoritati hidrografice acreditate, dar nu sunt confirmate de catre acestea.

ECDIS

Conceptul GI&S (Geospatial Information and System)Informatia geospatiala obtinuta cu ajutorul satelitilor consta in existenta unei masuratori in 2 sau 3 dimensiuni a oricarui punct de pe suprafata Pamantului. Cartografii vor transforma aceste date in mod formal, echivalandu-le cu directii, distante, marimi si pozitii relative.Obiectele tridimensionale. Care variaza in pozitie sau timp, pot fi de asemenea reprezentate ca puncte, linii sau suprafete. Pe baza acestei criptari, pot fi apoi trasate harti de tip raster sau harti tip vectoriale.Acest gen de informatie poate fi tiparita sau afisata pe ecran ca text, imagine plana sau modele 3D, rezultand de fapt o reprezentare a unei anumite portiuni a Pamantului care, pentru o utilizare curenta a informatiei, va fi stocata in format electronic, ceea ce permite vizualizarea ei cu ajutorul unui computer.Acest nou model de abordare a modului de editare si vizualizare a unei suprafete terestre a fost denumita GI&I (Geospatial Information & Services Informatie si Servicii Geospatiale).

Informatia tridimensionala primara, poate fi stocata in diferite categorii de baze de date, cum ar fi:Baze de date in format raster;Baze de date in format vectorial;Baze de date 3D pentru elevatia terenului;Baze de date 3D pentru adancimi(batimetrie).Toate aceste tipuri de date, vor necesita apoi un program specializat pentru a putea fi vizualizate sau tiparite.Activitatea principala de obtinere si stocare a masuratorilor tridimensionale efectuate cu ajutorul satelitilor, este activitate relativ recenta(ultimii 5-10 ani).Avantajul utilizarii acestui model electronic de generare a hartilor este indiscutabil superior metodelor clasice de cartografie, bazat pe masuratori topografice, deoarece:Masuratorile sunt mai precise;Generarea hartilor se poate face mult mai rapid daca dispunem de resursele hardware si software necesare;Masuratorile pot fi reactualizate si schimbarea datelor in hartile finale este foarte facila.

Hartile electroniceDin punct de vedere al utilizarilor pentru navigatie, la ora actuala exista doua tipuri de harti electronice, si anume:Hartile Raster care sunt alcatuite din matrici de elemente care genereaza pixeli alb-negru sau color, in functie de elementele matricii.Hartile Vectoriale sunt generate de matrici de date mult mai complexe, care practic vor genera puncte, linii, suprafete, text.

Avantajele hartilor de tip Raster sunt urmatoarele:

Utilizarea familiara deoarece foloseste aceleasi simboluri si culori ca si hartile de hartie;Sunt copii exacte ale hartilor de hartie avand aceeasi relevanta si integritate;Utilizatorul nu poate omite din neglijenta informatii de navigatie de pe display;Costuri de producere reduse in comparatie cu hartile de tip vectorial;Posibilitatea utilizarii cataloagelor oficiale pentru harti pe plan global, de exemplu hartile ARCS au acoperire aproape globala;

Dezavantajele hartilor de tip Raster:

Utilizatorul nu poate particulariza modul de dispunere;La utilizarea suprapunerii vectoriale pot aparea umbre pe imagine;Nu pot fi intrebuintate fara o baza de date aditionala cu un sistem de referinta comun;Nu pot furniza in mod direct indicatii si avertizari pentru utilizator

Harti de tip Raster

Avantajele hartilor Vectoriale sunt:

Asezarea informatiilor in directoare permite selectarea datelor afisate;Modul de afisare poate fi personalizat de catre utilizator;Posibilitatea de modificare a scarii de expunere fara distorsionarea imaginii;Indicatiile si avertizarile pot fi furnizate in situatii periculoase, cum ar fi depasirea conturului de siguranta;Obiectele pot fi ilustrate utilizand diferite simboluri ca cele utilizate in hartile Raster sau de hartie;Informatia din harta poate fi corelata cu alte echipamente cum ar fi radarul ARPA.

Dezavantajele hartilor de tip Vectorial:

- tehnic sunt mult mai complexe;- au costuri de productie ridicate si timp indelungat de producere;- acoperirea nu este inca globala;- este dificil de asigurat calitatea si integritatea informatiei vectoriale afisate;- instruirea pentru utilizarea lor este mult mai complexa decat pentru hartile tip Raster.

Harta de tip Vectorial

Hartile Raster oficialeExista doua formate oficiale pentru hartile Raster:

Harti raster BSB, care contin toate datele aflate in hartile pe suport de hartie emise de NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), incluzand corectiile emise saptamanal.

UKHO ARCS (United Kingdom Hydrographic Office Admirality Raster Chart Service) (Serviciul pentru harti Raster al Amiralitatii Britanice) si AHO (Australian Hydrographic Office) (Oficiul Hidrografic Australian) produc harti Raster conform standardelor si utilizand hartile pe suport de hartie editate de Amiralitatea Britanica.

Hartile raster britanice si australiene sunt realizate prin acelasi procedeu ca si hartile pe suport de hartie, procesul constand in tiparirea si scanarea unei harti sau crearea directa a unei harti raster. Aceste harti reproduc exact hartile originale pe suport de hartie cu fiecare pixel raportat la latitudine si longitudine. In utilizare, schimbarile orizontale de datum sunt incluse in fiecare harta si toate informatiile acoperite sa fie conforme cu sistemul WGS-84 (World Geodetic System 1984). Nu toate hartile au informatiile conforme cu sistemul WGS-84 si trebuie utilizate cu atentie cand se folosesc date de pozitie furnizate de echipamentul GPS.Sistemul de producere a hartilor raster britanice implica utilizarea unei baze principale si un sistem on-line de copiere, denumit ABRAHAM, care este utilizat pentru corectarea si innoirea hartilor raster, controlul si schitarea hartilor de baza.

Sistemul ABRAHAM de producere a hartilor Raster editate de Amiralitatea Britanica

Sistemul Abraham reprezinta totalitatea proceselor necesare crearii si mentinerii unei baze Raster monocrome de inalta rezolutie pentru fiecare harta produsa.

Suportul electronic pentru corectarea hartilor raster electronice este emis in concordanta cu Avizele de Navigatie si poate avea o periodicitate saptamanala, periodica sau lunara, functie de complexitatea corectiilor ce trebuie realizate.

Zonele de acoperire a hartilor raster editate de Amiralitatea Britanica

Echipamente ECDIS[Electronic Chart Display and Information System]Echipamentul ECDIS este definit de Organizatia Maritima Internationala(IMO), ca fiind:Un sistem de informare pus la dispozitia navigatorului, putand fi acceptat ca un echivalent pentru harta de navigatie tiparita, in acceptiunea termenilor prezentati de Regula V, Capitolul 20 din Conventia SOLAS 1974.Echipamentul ECDIS permite afisarea tipului de informatie solicitat de catre utilizator, pe baza imaginii unei harti electronice de navigatie si a informatiei de pozitie furnizata de aparatura electronica de navigatie si urmarirea deplasarii navei. Daca este necesar, sistemult permite afisarea unor informatii suplimentare privitoare la navigatie.

Ca urmare, echipamentul ECDIS este un sistem acceptat de catre Organizatia Maritima Internationala pentru a inlocui harta de navigatie traditionala.

Echipamentul ECDIS este un sistem informational de navigatie cuprinzand parte hardware, vizualizare software si harti vectoriale oficiale, toate acestea trebuind sa fie conforme cu standardele cerute pentru acest tip de echipament, care pe langa alte aspecte cuprind standardele referitoare la structura informatiei din harti, cerinte minime de vizualizare si specificatiile minime ale echipamentului.

Termeni utilizati in operarea echipamentelor ECDISElectronic Chart Display and Information System (ECDIS) Sistem de vizualizare a hartilor electronice si informatiei inseamna un sistem de navigatie care, cu suportul necesar, poate fi acceptat ca fiind conform cu, cerintele privind hartile de navigatie in concordanta cu Regula V/20 din Conventia SOLAS 1974, afisarea informatiilor selectate de la un sistem de harti electronice de navigatie cu informatii referitoare la pozitie de la un sistem de navigatie, afisarea de informatii suplimentare de navigatie, daca sunt solicitate, in scopul asistarii navigatorilor in planificarea si executarea rutei stabilite.

Electronic Navigational Chart(ENC) Harta electronica de navigatie este o baza de date, cu continut, structura si format standardizate, editate pentru a fi utilizate de catre echipamentele ECDIS de catre o autoritate hidrografica guvernamentala autorizata.

System Electronic Navigational Chart(SENC) Sistem de harti electronice de navigatie este o baza de date rezultata din transformarea hartilor electronice de navigatie de catre echipamentul ECDIS in scopul unei utilizari adecvate, realizarea de corectii si aduceri la zi a hartilor electronice corespunzatoare, si posibilitatea adaugarii de date de catre utilizator.

Standard Display Vizualizare standard reprezinta informatia ce trebuie aratata la prima vizualizare pe un echipament ECDIS a unui sistem de harti electronice de navigatie. Nivelul informatiilor furnizate in vederea planificarii si monitorizarii rutei poate fi modificata de catre navigator.

Display Base Vizualizare de baza reprezinta nivelul de informatii al sistemului de harti electronice de navigatie ce nu poate fi sters, format din informatii ce sunt necesare tot timpul, in orice zona geografica si in orice situatie.

Cerintele de baza pentru un echipament ECDISInformatia harti electronice de navigatie trebuie sa fie furnizata de catre autoritatile hidrografice guvernamentale autorizate si reactualizata regulat conform standardelor cerute de Organizatia Hidrografica Internationala (IHO).

Culorile/Simbolurile - trebuie sa fie conforme cu specificatiile impuse prin standardul S-52.Marimea si aspectul simbolurilor sunt specificate si navigatorii trebuie sa aiba posibilitatea de selectare a culorilor functie de conditii de lucru,ziua, la apus/rasarit sau noaptea.

Pozitia navei proprii echipamentul ECDIS trebuie sa arate pozitia navei proprii pe ecran. Aceasta pozitie este rezultatul informatiilor primite de la alte echipamente electronice de pozitionare si trebuie sa fie continuu reactualizata si afisata.

Modificarea scalei hartii utilizarea functiei de marire sau micsorare a hartii trebuie sa permita ca informatia sa fie vizualizata indiferent de scala utilizata. Echipamentul ECDIS trebuie sa afiseze un avertisment daca informatia expusa este la o scala mai mare decat cea continuta de harta electronica de navigatie sau daca pozitia navei este realizata pe o harta electronica de navigatie cu o scala mai mare decat cea la care este vizualizata pe ecran.

Modul de vizualizare utilizatorii trebuie sa aiba posibilitatea selectarii modului de lucru, nordul sus sau prova sus. De asemenea, afisarea trebuie sa poata furniza miscare reala, cand simbolul navei proprii se misca pe ecran, sau miscare relativa, cand simbolul navei proprii este stationar si harta se misca relativ la nava.Adancime/Contur de siguranta utilizatorii pot selecta adancimea de siguranta, astfel toate adancimile masurate cu valoare mai mica sau egala cu adancimea de siguranta sunt accentuate, sau contur de siguranta cand linia batimetrica de siguranta este accentuata fata de celelalte linii batimetrice.Alte informatii pentru navigatie - informatiile de la radar sau radar ARPA pot fi afisate pe ecran.

Acuratetea hartilor electronice utilizate de echipamentele ECDISO harta este buna daca datele continute au o acuratete ridicata de la prima lor colectare de catre cartograf. O harta de navigatie se realizeaza tinand cont de doua raporturi:orizontal, pentru latitudine si longitudine, si vertical, pentru adancime si inaltime.

Inca de la inceputurile realizarii de harti, hartile locale se bazau pe forma Pamantului in zona respectiva si, deoarece Pamantul nu este o sfera perfecta, forma difera de la o regiune la alta.

In figura de mai jos este reprezentata o linie verticala ce intersecteaza suprafata Pamantului. Figura arata neuniformitatea suprafetei Pamantului, linia punctata reprezentand un geoid si linia continua un elipsoid. Geoidul reprezinta o suprafata cu gravitate de valori egale si de unde directie fortei de gravitatie este intotdeauna perpendiculara pe suprafata Pamantului. In scopul realizarii de harti este necesar a se utiliza un datum geodetic intr-un sistem de referinta elipsoidal. Suprafata unui geoid este neregulta in timp ce a unui elipsoid este regulata.

Suprafata Pamantului reprezentata ca geoid si elipsoid

S-au utilizat mai multe tipuri de elipsoid pentru a reprezenta cel mai bine geoidul caracteristic unei anumite zone. Utilizarea unui elipsoid pentru calculele de pozitie trebuie mai intai raportat la un geoid si astfel, relatiile definite sunt cunoscute sub denumirea de datum. Acuratetea unui punct de referinta(datum) poate fi buna pentru zona unde s-a calculat, dar poate scadea odata cu departarea de respectivul punct.Exista mai multe sisteme locale de realizare a datum-ului,cum ar fi: Ordnance Survey Great Britain 1936(OSGB36), European Datum 1950 (ED50), Australian Geodetic System 1984, North American Datum 1983 (NAD83). Hartile realizate pentru o anumita zona trebuie sa contina informatii asupra sistemului de referinta utilizat la realizarea ei.

Utilizarea satelitilor a impus dezvoltarea unui sistem global de referinta si astfel, echipamentele GPS utilizeaza Sistemul Geodetic Global (WGS-84), ce foloseste un model al intregii suprafete terestre. Pentru acest sistem punctul de referinta este model al intregii suprafete terestre. Pentru acest sistem punctul de referinta este reprezentat de centrul de greutate al Pamantului, astfel sistemul de referinta utilizat are rezultate bune chiar si pentru harti reprezentand zone restranse. La ora actuala nu toate hartile sunt realizate in acest sistem, motivele intarzierii fiind:Timpul necesar inlocuirii hartilor actuale cu harti utilizand sistemul de referinta WGS-84;Lipsa datelor necesare calculelor efectuate pentru schimbarea sistemului de referinta, in unele cazuri,sistemul de referinta utilizat in realizarea hartilor nu se cunoaste sau este foarte putin definit.

Spre exemplu, aproape 40% dintre hartile editate de Amiralitatea Britanica au sistemul de referinta necunoscut si pentru schimbarea acestora la sistemul de referinta global va fi necesara recartografierea zonelor de acoperire respective.Pentru hartile electronice vectoriale este o cerinta obligatorie realizarea acestora direct in sistemul de referinta WGS-84. Pentru realizarea de harti electronice in acest sistem si a hartilor realizate cu alte sisteme de referinta se utilizeaza modele matematice de transformare. Utilizatorii hartilor electronice trebuie sa verifice intotdeauna daca harta pe suport de hartie folosita in paralele cu harta electronica este realizata in sistemul de referinta WGS-84. Pentru cazul in care harta pe suport de hartie nu este realizata in sistemul global de referinta si nu exista datele necesare tranformarii ei, utilizarea pozitiei furnizate de catre echipamentul GPS nu poate fi folosita.

Pozitia unui punct geografic realizata cu ajutorul diferitelor sisteme de referinta

Caracteristici ale programului de operare ECDIS rulat pe un PCUn program de operare ECDIS utilizat pe un PC sau o pe o consola specializata trebuie sa respecte anumite specificatii tehnice si sa indeplineasca diverse functii, cum ar fi:Formate de harti electronice de navigatie acceptate:I.H.O standard S-57CHS NTX vector dataCMAP vector dataNOAA(USA) BSB raster dataBritish Admirality ARCS raster data

Functiuni oferite pentru harti:Afisare harti vectoriale sau rasterAfisare caroiaj latitudine/longitudine Mercator3 nivele de informare pentru hartile electronice vectorialePreviziuni traiectorie nava si alarma anti-coliziune (pentru hartile vectoriale)Reactualizare hartiMiscare realaRepozitionare manualaSimulare deplasare nava in conditii de estima

Inregistratorul de drumConform standardului IMOPosibilitatea rularii inregistrariiInterfata cu alte echipamenteIntrare pentru doua echipamente de furnizare a pozitiei (GPS,LORAN)Loch, anemometru, sonda ultrason, radar, radar ARPAElemente de navigatieNAVLINERelevmentDistanteDefinire zone de alarmareIntroducere note utilizator

Sistemul Automat de Identificare (A.I.S)Sistemul Automat de Identificare este bazat pe un transponder situat la bordul navei ce transmite continuu informatii despre nava proprie, utilizand banda de frecventa VHF pentru uz maritim.Informatiile transmise de acesta contin:Datele de identificare ale navei: numele navei, indicativul, lungime, latime, pescaj, etc;Tipul de marfa transportat si daca este de natura periculoasa;Informatii despre drumul urmat si capacitatile de manevra ale navei;Pozitia navei conform informatiei furnizate de echipamentul GPS.

Componentele Sistemului Automat de Identificare (AIS)

Sistemul de Identificare Automata (AIS) necesita mai multe componente adiacente in scopul realizarii atributiilor, cum ar fi: un echipament GPS sau DGPS, un transmitator VHF, doua receptoare VHF TDMA (time division multiple access), un receptor VHF DSC si un sistem electronic de comunicatie conform standardelor maritime conectat la sistemul de vizualizare al hartii electronice de la bordul navei. Informatiile referitoare la pozitia navei sunt furnizate de catre un sistem de pozitionare globala. Informatiile referitoare la drumul urmat de nava si viteza sunt transmise de echipamentul AIS pe baza datelor furnizate de alte echipamente electronice de navigatie, dar informatiile referitoare la destinatia navei, timpul estimativ de sosire (ETA) pot fi furnizate numai prin setare anterioara.

Va multumesc pentru atentia acordata !