CC BY
109
УДК 658.62.052.4
Г.С. Гридасов, А.Н. Гламаздин
НГАВТ, Новосибирск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ НА ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ
G. Gridasov, A. Glamazdin
Novosibirsk State Academy of Water Transport (NSAWT) 33 Shetinkina St., Novosibirsk, 630099, Russian federation
USING OF SATELLITE NAVIGATION ON WATER TRANSPORT
Vessel's manual operation on the predetermined path obtained by means of satellite navigation equipment is described.
С появлением и развитием глобальных спутниковых навигационных систем (СНС) «Navstar» GPS и ГЛОНАСС, они взяли на себя решение навигационных задач практически всех земных транспортных систем (автомобильного, железнодорожного, морского, авиационного транспорта), а также систем проектирования и строительства дорог, трубопроводов, линий электропередач и т.п. Тем самым СНС взяли на себя роль надсистемы.
Сначала использование СНС в гражданских отраслях было чем-то вроде полезной экзотики, которую могли позволить себе достаточно состоятельные судовладельцы, яхтсмены, авиаторы и автолюбители. Но со вступлением в силу V главы СОЛАС-74/78 наличие СНС на морских судах стало обязательным, и надсистема стала оказывать давление на морское судоходство. В качестве возможных спутниковых систем к настоящему времени ИМО одобрены американская GPS и российская ГЛОНАСС. В соответствии с международными нормами, морские суда, включая суда под флагом Российской Федерации, обязаны иметь спутниковые средства определения места систем ГЛОНАСС или GPS. Суда под иностранным флагом также оснащаются аппаратурой, работающей с ГЛОНАСС. Таким образом, на морском транспорте уже в конце прошлого столетия созданы нормативные и технические предпосылки и условия для развития и использования системы ГЛОНАСС. Необходимо отметить, что ИМО разработаны и технические требования к навигационной аппаратуре, использующей спутниковые системы, на морских судах.
До некоторых пор это не затрагивало интересов судоходства на внутренних водных путях (ВВП), где по-прежнему использовались традиционные методы судовождения. Однако надсистема уже своим существованием и полезностью в морском судоходстве оказывала давление на внутреннее судоходство. Кроме того, новая среда применения - ВВП -породила новый круг задач, не возникавших в морском судоходстве. Так, с помощью СНС и также новой надсистемой технической системы ГМССБ (глобальной морской системой связи при бедствии) на ВВП некоторыми
судовладельцами организована система непрерывной диспетчеризации и текущей отчетности.
В классе совершенно новых задач появилась задача управления судном по уклонениям от заданной линии пути (ЗЛП) [1]. Вычисление и графическая индикация уклонений от ЗЛП является обычной функцией судовой аппаратуры СНС, но управление судном по уклонениям представляется интересной задачей именно для ВВП. Это обусловлено отсутствием на судах ВВТ гирокомпасов, незаменимых на морских судах, которые дают аналог уклонения судна от ЗЛП - уклонение от заданного курса.
Решение задачи управления судном по уклонениям от ЗЛП открывает пути для ведения судна по оси судового хода в любых условиях видимость, с любым состоянием судоходной обстановки, в любых погодных условиях, а в перспективе позволит отказаться от дорогостоящего содержания плавучей обстановки. В качестве такой подсистемы может выступать ГБУВПиС, функциями которого должны быть непрерывный контроль за положением оси судового хода и постоянное оповещение судоводителей средствами связи.
Задача управления судном по уклонениям от ЗЛП активно развивается сотрудниками и студентами СВФ НГАВТ. Получены интересные материалы по управлению морским судном в море при воздействии ветра и течения [2], по управлению судном смешанного плавания в речных условиях [3, 4], по управлению одним и тем же судном разными судоводителями. Для объективной оценки результатов найдены способы статистического описания процесса и точечных статистических оценок этого процесса, среди которых достаточно удобной оценкой выступает дисперсия уклонений. Оперируя дисперсией уклонений, удалось установить влияние судоводительского опыта на точность управления судном [5].
Поскольку опыт оказался важным фактором точности управления судном, была поставлена задача наработки опыта путем тренажерной подготовки судоводителей. Для этой цели оказалось достаточно имеющегося в НГАВТ радиолокационного тренажера с электронной картографической системой. Используя тренажер, была выяснена степень обучаемости судоводителей методу управления судном по уклонениям от ЗЛП [6]. На судах с разной степенью управляемости в разных гидрометеорологических условиях общий объем тренировок, приводящий к достаточной на ВВП точности управления судном, составляет 45 проходов по заданному маршруту, а на одном и том же хорошо управляемом судне их достаточно 15, что позволяет создать программу подготовки судоводителей продолжительностью 5 дней.
Необходимо отметить, что метод управления судном по уклонениям от ЗЛП зависит от точности обсерваций по СНС ГЛОНАСС/GPS, наличия электронных навигационных карт для внутреннего судоходства (ЭНК ВС), установки дорогостоящего оборудования на суда.
Точность определения координат потребителя, которую обеспечивают системы ГЛОНАСС и GPS, составляет около 10 метров. Однако для судовождения на ВВП подобная точность недостаточна. Для повышения
точности обсерваций был предложен метод дифференциальной навигации, который обеспечивает точность до нескольких десятков сантиметров, к тому же он может внедряться поэтапно, начиная с участков наиболее сложных в навигационном отношении.
Электронные карты создаются Бассейновыми управлениями в рамках государственной программы «Концепция развития внутреннего водного транспорта РФ». Компания Транзас занимается оснащением Бассейновых управлений современной технологией производства карт, средствами проведения изыскательских работ в интересах картографии, участвует в разработке нормативно-технических документов для картографии и др. В данный момент имеются в наличии электронные карты единой глубоководной системы России, созданные в рамках подготовки ВВП для международного судоходства. Реки Сибири и Дальнего Востока, к сожалению, оказались неохваченными. Однако метод управления судном по уклонениям от ЗЛП может быть реализован без наличия ЭНК ВС. Эта задача решается за счет предварительного прохода судном обрабатываемого маршрута (ЗЛП) и записи его с помощью судовой спутниковой навигационной аппаратуры.
Метод управления судном по уклонениям от ЗЛП, является удобным в применении, дает наглядное понимание развивающейся картины движения судна и является полезным для повышения безопасности плавания.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сичкарев, В.И. Проблема спутниковой навигации на ВВП [Текст] / В.И. Сичкарев // Судовождение - 2002: сб. науч. трудов / НГАВТ. - Новосибирск: НГАВТ, 2002. - С. 5-18.
2. Южаков, Р.Ю. Первые опыты практического управления судном по уклонениям, вырабатываемым ССНА [Текст] / Р.Ю. Южаков, В.И. Сичкарев // Судовождение-2004: сб. науч. трудов / НГАВТ. - Новосибирск: НГАВТ, 2004. - С. 12-24.
3. Гридасов, Г.С. Первые опыты практического управления судном на реке по уклонениям от заданной линии пути и вектору пути, с использованием функций ЭКС [Текст]: / Г.С. Гридасов // Судовождение - 2006: сб. науч. трудов / НГАВТ. -Новосибирск: НГАВТ, 2006. -С. 129-133.
4. Гридасов, Г.С. Практика управления движением судна по уклонениям от заданной линии пути [Текст] / Г.С. Гридасов // Материалы конференции профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Новосибирской академии водного транспорта» и научно-технических работников речного и других отраслей. Часть II. - Новосибирск: НГАВТ, 2007. - С. 5-7.
5. Гридасов, Г.С. Статистика уклонений судна от заданной линии пути по различным параметрам, влияющим на управление судном [Текст] / Г.С. Гридасов // Материалы конференции профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Новосибирской академии водного транспорта» и научно-технических работников речного и других отраслей. Часть II. - Новосибирск: НГАВТ, 2007. - С. 5-7.
6. Сичкарев, В.И. Тренажерная подготовка судоводителей к управлению судном по ЭКС и СНС [Текст] / В.И. Сичкарев, Г.С. Гридасов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2007. - № 1. - С. 55-57.
© Г.С. Гридасов, А.Н. Гламаздин, 2009
