RU2786251C1 - Ship navigation and control complex - Google Patents

Ship navigation and control complex Download PDF

Info

Publication number
RU2786251C1
RU2786251C1 RU2022109505A RU2022109505A RU2786251C1 RU 2786251 C1 RU2786251 C1 RU 2786251C1 RU 2022109505 A RU2022109505 A RU 2022109505A RU 2022109505 A RU2022109505 A RU 2022109505A RU 2786251 C1 RU2786251 C1 RU 2786251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
information
navigation
ship
data
isn
Prior art date
Application number
RU2022109505A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Владимир Васильевич Чернявец
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Васильевич Чернявец filed Critical Владимир Васильевич Чернявец
Application granted granted Critical
Publication of RU2786251C1 publication Critical patent/RU2786251C1/en

Links

Abstract

FIELD: navigation.
SUBSTANCE: invention relates to the field of navigation and can be used to ensure navigational safety of navigation and to generate the required data for ship consumers. The navigation and control complex includes an expert system that provides solutions to emerging problems of navigation, with the formation of recommendations to the watch officer, and automatic activation of safety procedures in critical situations, with the formation of estimates of the index of confidence in decision-making, which is based on the marine computer and includes arrays of information, coding systems, format conversion, information compression, including tools for decoding and decompressing electronic chart files, and includes tools for choosing methods for entering data into the machine environment, ordering information, changing the content of information arrays, compiling various lists and catalogs for data accounting , the information model of the control system and information that make up the information model of the external environment, the laser system of information and coordinate support.
EFFECT: reliability and reliability of the presentation of navigation information is increased.
1 cl

Description

Изобретение относится к области навигации и может найти применение для обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям. The invention relates to the field of navigation and can be used to ensure navigational safety of navigation and to generate the required data for ship consumers.

Известны корабельные системы навигации (патенты RU №2260191, 01.10.2005 [1], RU №105755Ш, 20.06.2011 [2], RU №2453909 С1, 20.06.2012 [3], RU №2550887 С2, 20.05.2015 [41. US №7751977 В2, 06.07.2010 [5], US №9132912 В2, 15.09.2015 [6], US №7990263 В2. 02.08.2011 [7J).Ship navigation systems are known (patents RU No. 2260191, 01.10.2005 [1], RU No. 105755Ш, 06.20.2011 [2], RU No. 2453909 C1, 06.20.2012 [3], RU No. 2550887 C2, 05.20.2015 [41 US No. 7751977 B2, July 6, 2010 [5], US No. 9132912 B2, September 15, 2015 [6], US No. 7990263 B2, August 2, 2011 [7J].

Известный навигационный комплекс для высокоскоростных судов [1], состоит из приемоиндикатора, измерителей скорости и курса, автопрокладчика, вычислителя, навигационного пульта управления, эхолота и индикатора, в котором навигационный пульт управления соединен с радиолокационной станцией и авторулевым, при этом комплекс дополнительно содержит электронную картографическую навигационную систему, блок сопряжения с рулевым приводом и магистраль обмена информацией, соединенную своими входами-выходами с входами-выходами приемоиндикатора, измерителями скорости и курса, автопрокладчиком, вычислителем, навигационным пультом управления, электронной картографической навигационной системой, радиолокационной станцией, блоком сопряжения с рулевым приводом и эхолотом, при этом приемоиндикагор выполнен в виде совмещенного приемоиндикатора радионавигационных и спутниковых навигационных систем.A well-known navigation complex for high-speed vessels [1], consists of a receiver-indicator, speed and course meters, an autoplotter, a computer, a navigation control panel, an echo sounder and an indicator, in which the navigation control panel is connected to a radar station and an autopilot, while the complex additionally contains an electronic cartographic a navigation system, an interface unit with a steering gear and an information exchange line connected by its inputs/outputs to the inputs/outputs of a receiver-indicator, speed and heading meters, an autoplotter, a computer, a navigation control panel, an electronic cartographic navigation system, a radar station, an interface unit with a steering gear and an echo sounder, while the receiver-indicator is made in the form of a combined receiver-indicator of radio navigation and satellite navigation systems.

Анализ состава и функциональных возможностей аналога [1] выявил следующие недостатки:Analysis of the composition and functionality of the analog [1] revealed the following shortcomings:

- предназначен для использования на отдельном классе кораблей и имеет узконаправленное применение, преимущественно в качестве навигационного измерительного оборудования;- designed for use on a separate class of ships and has a narrow application, mainly as navigational measuring equipment;

- не обеспечивается сопряжение с пеленгаторными устройствами, гидрометеорологическим комплексом, астронавигационным комплексом, автоматической идентификационной системой, аппаратурой международной автоматизированной системы оповещения (далее NAVTF.X), средствами освещения подводной обстановки;- interface with direction-finding devices, hydrometeorological complex, astro-navigation complex, automatic identification system, equipment of the international automated warning system (hereinafter NAVTF.X), means of lighting the underwater situation is not provided;

- не обеспечиваются возможности комплексного контроля основных навигационных параметров, прогнозирования состояния морских средств навигации и их дистанционной диагностики;- there are no opportunities for comprehensive control of the main navigational parameters, forecasting the state of marine navigation aids and their remote diagnostics;

- не обеспечивается дополнительное электропитание от резервной корабельной электросети и источников бесперебойного питания.- additional power supply is not provided from the reserve ship power supply network and uninterruptible power supplies.

Известно решение корабельной интегрированной мостиковой системы [2],которая содержит пульт управления с устройством отображения информации, соединенные с корабельными обеспечивающими системами основным и резервным контурами сопряжения, включающими соединенные между собой внутренней интерфейсной магистралью и локальной вычислительной сетью центральный процессор, модульKnown is the solution of the ship's integrated bridge system [2], which contains a control panel with an information display device connected to the ship's supporting systems of the main and backup interface circuits, including the central processor, the module

мультиплексных каналов обмена, сетевой адаптер и коммутаторы локальной вычислительной сети, причем внешние сетевые входы-выходы коммутаторов локальной вычислительной сети контуров сопряжения подключены к устройствам корабельной системы управления и корабельным обеспечивающим системам, выполнена многосекционной, содержащей набор пультовых секций, каждая из которых состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств и модулей, связанных между собой по основному и резервному каналам локальной вычислительной сети, конструктивно объединенных в интегрированный пульт, включающий, по меньшей мере, одну общую для контуров сопряжения секцию системы питания и по две пультовые секции, подключенные к сопрягаемым корабельным обеспечивающим системам и устройствам корабельной системы управления в каждом из контуров сопряжения.multiplex exchange channels, a network adapter and switches of the local area network, and the external network inputs-outputs of the switches of the local area network of the interface circuits are connected to the devices of the ship's control system and the ship's support systems, it is made multi-section, containing a set of console sections, each of which consists of functionally combined hardware and software tools and modules interconnected via the main and backup channels of the local area network, structurally combined into an integrated console, including at least one section of the power system common for the interface circuits and two console sections connected to the mating ship's providing systems and devices of the ship's control system in each of the interface loops.

Анализ состава и функциональных возможностей аналога [2] выявил следующие недостатки:Analysis of the composition and functionality of the analogue [2] revealed the following shortcomings:

- не обеспечивается резервирование интегрированного пульта и цифрового табло навигационных параметров;- redundancy of the integrated console and digital display of navigation parameters is not provided;

- не обеспечивается сопряжение с пеленгаторными устройствами, астронавигационным комплексом, автоматической идентификационной системой, аппаратурой NAVTEX;- interface with direction-finding devices, astro-navigation complex, automatic identification system, NAVTEX equipment is not provided;

- не обеспечивается дистанционный контроль основных навигационных параметров и дистанционная диагностика состояния морских средств навигации;- remote control of the main navigation parameters and remote diagnostics of the state of marine navigation aids are not provided;

- не обеспечивается дополнительное электропитание от резервной корабельной электросети.- additional power supply from the reserve ship power supply is not provided.

Устранение выявленных недостатков реализовано в также известном техническом решении (патент RU №2765606 С1, 01.02.2022 [8]) путем создания интегрированной системы навигации для кораблей и судов обеспечения Военно-Морского Флота (ИСН), обладающей более высокой надежностью, универсальностью и расширенными функциональными возможностями.Elimination of the identified shortcomings is also implemented in a well-known technical solution (patent RU No. 2765606 C1, 01.02.2022 [8]) by creating an integrated navigation system for ships and support vessels of the Navy (ISN), which has higher reliability, versatility and advanced functional opportunities.

При этом в известном техническом решении [8] имеются следующие отличия от аналогов [1-7]:At the same time, in the well-known technical solution [8], there are the following differences from analogues [1-7]:

- схема ИСН ВМФ предусматривает установку пультовых секций не на одном командном пункте, а на каждом командном пункте корабля или судна обеспечения (далее корабля), объединенных между собой не основным и резервным каналами, а тремя серверами и локально-вычислительной сетью, которая оснащена основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях;- the ISN scheme of the Navy provides for the installation of console sections not at one command post, but at each command post of a ship or support vessel (hereinafter referred to as the ship), interconnected not by the main and backup channels, but by three servers and a local area network, which is equipped with a main and redundant channels for the transmission of navigation data, excluding the loss of information in case of combat and emergency damage;

- пульт управления с устройством отображения информации выполнен не многосекционными, каждая из секции которого состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств, а состоит из трех блоков отображения и управления, дополненных четырьмя автоматизированными мобильными комплектами (АМК) должностных лиц; автоматизированных рабочих мест (АРМ) в составе интегрированной мостиковой системы (ИМС) и интегрированной системы управления кораблем, которые построены с использованием принципа модульности;- the control panel with the information display device is not multi-section, each section of which consists of functionally integrated hardware and software, but consists of three display and control units, supplemented by four automated mobile sets (AMK) of officials; automated workstations (AWS) as part of the integrated bridge system (IMS) and the integrated ship control system, which are built using the principle of modularity;

- в качестве устройств хранения навигационной информации используются не пультовые секции, каждая из которых состоит из функционально объединенных аппаратно-программных средств и модулей, а серверы, включающие в себя дополнительную электронно-компонентную базу: аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), устройства получения пеленга (УПП), дополнительные оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), блоки вычисления, устройства извлечения (УИ) и устройства уничтожения (УУ) запоминающих устройств;- not console sections are used as navigation information storage devices, each of which consists of functionally integrated hardware and software and modules, but servers that include an additional electronic component base: analog-to-digital converters (ADC), bearing acquisition devices ( SCP), additional random access memory devices (RAM), calculation units, extraction devices (UI) and destruction devices (CU) of storage devices;

- обеспечение ИСН ВМФ и корабельных потребителей цифровой картографической информацией ((ЦКИ) реализуется за счет внедрения в схему единой электронной картографической системы (ЕЭКС), осуществляющей получение электронных навигационных карт (ЭНК), баз геопространственных данных (БГД) и другой ЦКИ через унифицированный картографический сервер из ее состава от автоматизированной системы обеспечения Военно-Морского Флота цифровой картографической информацией (АСО ВМФ ЦКИ), а также хранение ЦКИ и ее трансляцию всем потребителям корабля;- providing the ISN of the Navy and shipboard consumers with digital cartographic information ((CIC) is implemented by introducing a unified electronic cartographic system (UECS) into the scheme, which receives electronic navigation charts (ENC), geospatial databases (GBD) and other CCI through a unified cartographic server from its composition from the automated system for providing the Navy with digital cartographic information (ASO Navy TsKI), as well as the storage of the TsKI and its broadcast to all consumers of the ship;

- бесперебойное электропитание системы обеспечивается не источниками бесперебойного питания (ИБП), представляющими из себя блок с аккумуляторной батареей, а наличием в схеме системы обеспечения бесперебойным питанием от основной и резервной корабельной электросети (КЭС), дополненной автоматическими переключателями сети (АПС) и ИБП, гарантирующих непрерывную работоспособность всех элементов ИСН ВМФ.- uninterruptible power supply of the system is provided not by uninterruptible power supplies (UPS), which are a block with a storage battery, but by the presence in the scheme of the system for providing uninterruptible power from the main and backup ship's power grid (CES), supplemented by automatic network switches (APS) and UPS, guaranteeing continuous performance of all elements of the ISN of the Navy.

При этом техническая сущность известного изобретения [8], заключается в совершенствовании технического состояния ИСН ВМФ относительно аналогов до уровня, обеспечивающего более высокую надежность, универсальность и более широкие функциональные возможности системы, а также интеграцию аппаратно-программного комплекса ИСН ВМФ в состав ИМС и интегрированной системы управления кораблем.At the same time, the technical essence of the well-known invention [8] is to improve the technical state of the ISN of the Navy relative to analogues to a level that provides higher reliability, versatility and wider functionality of the system, as well as the integration of the hardware and software complex of the ISN of the Navy into the IC and the integrated system ship control.

Однако наряду с достоинствами известного технического решения [8], оно обладает и рядом недостатком, основным из которых является практически тривиальное объединение штатных судовых технических средств навигации в единую навигационную систему с добавлением состава АМК, объединенных посредством локально-вычислительной сетью и представляет собой известные модификации мостиковых интегрированных систем, имеющих широкое применение (Морская навигационная техника. Справочник. Под общ. ред. Е.Л. Смирнова.- СПб.: Элмор, 2002 - 224 с., Смирнов Е.Л., Яловенко А.В., Перфильев В.К. и др. Технические средства судовождения. Учебник для вузов. СПб.: Элмор, 2000 -656 с.).However, along with the advantages of the well-known technical solution [8], it also has a number of disadvantages, the main of which is the almost trivial integration of standard ship navigation equipment into a single navigation system with the addition of the composition of the AMC, united through a local area network and is a well-known modification of the bridge integrated systems that are widely used (Marine navigation technology. Handbook. Under the general editorship of E.L. Smirnov. - St. Petersburg: Elmor, 2002 - 224 p., Smirnov E.L., Yalovenko A.V., Perfilyev V .K. et al. Technical means of navigation. Textbook for universities. St. Petersburg: Elmor, 2000 -656 p.).

Кроме того существует сложность работы с такими системами. Эта сложность определяется:In addition, there is the complexity of working with such systems. This complexity is determined by:

- большим набором решаемых ИСН задач, требующих многочисленных исходных данных;- a large set of tasks to be solved by ISN that require numerous initial data;

- значительным числом функций ИСН;- a significant number of ISN functions;

- вырабатываемыми различного вида сигналами, предупреждениями и сообщениями, которые требуют правильного и быстрого реагирования;- generated various types of signals, warnings and messages that require correct and prompt response;

- одновременной работой со многими навигационными приборами и средствами управления;- simultaneous operation with many navigation devices and controls;

- способностью параллельного решения нескольких задач;- the ability to solve several problems in parallel;

- концентрированным условным представлением информации о процессе судовождения, необходимостью правильной ее интерпретации и оценки,- concentrated conditional presentation of information about the process of navigation, the need for its correct interpretation and evaluation,

- имеемыми погрешностями, ограничениями и недостатками, которые следует учитывать при оценке ситуаций.- existing errors, limitations and shortcomings, which should be taken into account when assessing situations.

Кроме того, при использовании известной системы необходимо учитывать факторы, обусловленные разрешающей способностью дополнительных мониторов. Размер пикселя 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 пикселя 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.In addition, when using a known system, it is necessary to take into account the resolution factors of additional monitors. The pixel size of displays on which electronic maps are displayed is about 0.2+0.3 mm. From here, the maximum accuracy of the map scale can be set. For a 1:50000 scale map with a pixel size of 0.3 mm, it is, for example, 15 m. This accuracy is already worse than the DGPS positioning accuracy, and the required positioning accuracy in constrained waters.

На точность положения объектов на карте влияет и размер символов. Например, точка, представляющая огонь на растровых картах в формате BSB включает по ширине минимум девять пикселей. В масштабе 1:40000 это составляет площадь с диаметром 36 квадратных метраThe size of symbols also affects the accuracy of the position of objects on the map. For example, a dot representing fire on BSB bitmaps is at least nine pixels wide. On a scale of 1:40,000, this is an area with a diameter of 36 square meters.

Таким образом, с одной стороны Известная навигационно-информационная система облегчает труд судоводителя, но с другой, делает его сложнее.Thus, on the one hand, the well-known navigation and information system facilitates the work of the navigator, but on the other hand, makes it more difficult.

При работе с такими системами существует риск передоверия к ИСН, так как всегда существует определенная вероятность (риск) неправильного функционирования ИСН и неточности ее данных.When working with such systems, there is a risk of retrusting the ISN, since there is always a certain probability (risk) of incorrect functioning of the ISN and inaccuracy of its data.

Отображаемые ИСН гидрографические данные не более надежны, чем данные съемки, на которой они базируются, электронные карты, если они составлены по данным бумажных карт, наследуют все погрешности бумажных карт, в представляемых данных навигационных датчиков присутствуют погрешности, ошибки и ограничения взаимодействующих с ИСН приборов и систем, что сказывается на точности и надежности ИСН.The hydrographic data displayed by ISN are no more reliable than the survey data on which they are based, electronic charts, if they are compiled from paper map data, inherit all the errors of paper maps, the presented data of navigation sensors contain errors, errors and limitations of devices interacting with ISN and systems, which affects the accuracy and reliability of the ISN.

Судоводитель, кроме грамотной эксплуатации ИСН, должен знать недостатки и ограничения всех составляющих ИСН частей (аппаратных средств, программного обеспечения, данных, датчиков информации, дисплея), использовать любую возможность для ее проверки, включая визуальные определения и применение независимых технических средств контроля движения судна, чтобы исключить возможное негативное влияние ограничений ИСН на безопасность судовождения. ИСН - это только техническое средство, как и любые другие навигационные приборы и оно не освобождает судоводителя от обязанности выполнения непрерывного визуального наблюдения, как это требуется СОЛАС74, от анализа качества карт и получаемой информации, от необходимости оценки навигационных ситуаций, от принятия решений по управлению судном и от ответственности за эти решения.The navigator, in addition to the competent operation of the ISN, must be aware of the shortcomings and limitations of all parts of the ISN (hardware, software, data, information sensors, display), use every opportunity to check it, including visual determinations and the use of independent technical means of controlling the movement of the vessel, to exclude the possible negative impact of ISN restrictions on the safety of navigation. ISN is only a technical tool, like any other navigational devices, and it does not relieve the navigator from the obligation to perform continuous visual observation, as required by SOLAS74, from analyzing the quality of charts and the information received, from the need to assess navigation situations, from making decisions on the management of the vessel and responsibility for those decisions.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей с одновременным повышением надежности и достоверности представления навигационной информации получаемой посредством ИСН.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality with a simultaneous increase in the reliability and reliability of the presentation of navigation information received through the ISN.

Поставленная задача решается за счет того, что в комплекс навигации и управления кораблем, содержащий морские средства навигации, корабельные средства освещения надводной и подводной обстановки, локальную вычислительную сеть, серверы, печатающее устройство средств обработки и обеспечения сохранности информации, единую электронную картографическую систему, систему единого времени, блоки отображения и управления, установленные на каждом командном пункте корабля, автоматизированные рабочие места в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем, автоматический переключатель сети и источники бесперебойного электропитания системы обеспечения бесперебойным питанием, при этом комплекс выполнен интегрированным на каждый командный пункт корабля с использованием принципа модульности, оснащенных пультом с органами управления режимами счисления, осуществляющим регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и других корабельных систем, обеспечивающих комплекс навигационной информацией, совмещенного с системой сигнализации, навигационным монитором с сенсорным управлением или интерактивной доской с проектором, автоматизированных рабочих местах в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем, автоматизированные мобильные комплекты должностных лиц. обеспечиваемые цифровой картографической информацией от единой электронной картографической системы, объединенные тремя серверами и локально-вычислительной сетью, оснащенной основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях, в отличие от прототипа [8], введены экспертная система, обеспечивающая выработку решений возникающих проблем судовождения, с формированием рекомендаций вахтенному помощнику, и автоматическую активацию в критических ситуациях процедур для обеспечения безопасности, с формированием оценок индекса доверия к принятию решений, которая выполнена на основе морского компьютера типа MNS - 620 и включает массивы информации, систем кодирования, конвертации форматов, сжатия информации, включая средства раскодирования и декомпрессии файлов электронных карт, и включает средства для выбора методов ввода данных в машинную среду, упорядочивания сведений, изменения содержания информационных массивов, составления различных списков и каталогов по учету данных, информационную модель системы управления и сведения, составляющие информационную модель внешней среды, лазерная система информационно- координатного обеспечения, геоинформационная система Arc View, система трансформирования изображения AVHRR NOAA, системы построения карт по спутниковым изображениям ERS. комплекс ледовой разведки «Дозор», программные модули Physx. Hydrax, Skyx. ANSYSAQWA.GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, SBAS, GBAS, судовая система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки гидрологических данных типа «dKart HIDROCRAPHER» с экспортом данных в форматы HyKit и dKart, электронная навигационная система типа "Сегмент", обеспечивающая конвертацию данных ENC в соответствии со стандартом IHO S-57 и отображение SENC в соответствии со стандартом IHO S-52, блок решения навигационных задач в парной параллактической системе координат, при этом курсоуказатели содержат, по крайней мере, три фиброоптических гирокомпаса с тремя акселерометрами, приемоиндикатор СНС снабжен приемной антенной, с диаграммой направленности с правой поляризацией и установленной на мачте, приемными антеннами с левой поляризацией, с диаграммами направленными вниз и установленные по бортам корабля, бортовой приемоиндикатор спутниковой навигационной системы выполнен многоканальным на основе центрального процессора нейроматрицы NM 6403 или NM 6404.The problem is solved due to the fact that the complex of navigation and control of the ship, containing marine navigation aids, shipborne means of lighting the surface and underwater conditions, a local area network, servers, a printing device for processing and ensuring the safety of information, a unified electronic cartographic system, a system of unified time, display and control units installed at each command post of the ship, automated workstations as part of the integrated bridge system and the integrated ship control system, automatic network switch and uninterruptible power supplies of the uninterruptible power supply system, while the complex is integrated into each command post of the ship using the principle of modularity, equipped with a remote control with numeration modes controls, which adjusts settings, displays data from marine navigation aids and other ship systems, providing the complex with navigation information, combined with an alarm system, a navigation monitor with touch control or an interactive whiteboard with a projector, automated workstations as part of an integrated bridge system and an integrated ship control system, automated mobile sets of officials. provided with digital cartographic information from a single electronic cartographic system, united by three servers and a local area network equipped with the main and backup channels for the transmission of navigation data, which exclude the loss of information in case of combat and emergency damage, unlike the prototype [8], an expert system has been introduced that provides development of solutions to emerging problems of navigation, with the formation of recommendations to the watch officer, and automatic activation of safety procedures in critical situations, with the formation of estimates of the index of confidence in decision-making, which is based on a marine computer such as MNS - 620 and includes arrays of information, coding systems, format conversion, information compression, including tools for decoding and decompressing electronic chart files, and includes tools for choosing methods for entering data into the machine environment, ordering information, changing the content of information arrays, compiling the effects of various lists and catalogs for data accounting, information model of the management system and information that make up the information model of the external environment, laser information and coordinate support system, Arc View geographic information system, AVHRR NOAA image transformation system, ERS satellite image mapping systems. Dozor ice reconnaissance complex, Physx software modules. Hydrax, Skyx. ANSYSAQWA.GPS, GLONASS, GALILEO, SBAS, GBAS, ship system for planning, automatic collection, registration and processing of hydrological data of the "dKart HIDROCRAPHER" type with data export to HyKit and dKart formats, electronic navigation system of the "Segment" type, providing ENC data conversion in accordance with the IHO S-57 standard and SENC display in accordance with the IHO S-52 standard, a block for solving navigation problems in a paired parallax coordinate system, while the heading indicators contain at least three fiber-optic gyrocompasses with three accelerometers, the SNS receiver indicator is equipped with a reception an antenna with a right-hand polarization pattern and mounted on a mast, receiving antennas with left-hand polarization, with patterns directed downwards and mounted along the sides of the ship, the onboard receiver-indicator of the satellite navigation system is made multichannel based on the central processor of the neuromatrix NM 6403 or NM 6404.

По сравнению с прототипом [8]. предлагаемая ИСН кораблей и судов содержит экспертную систему, обеспечивающую выработку решений возникающих проблем судовождения, рекомендации вахтенному помощнику, автоматическую активацию в критических ситуациях процедур для обеспечения безопасности.Compared with the prototype [8]. The proposed ISN of ships and vessels contains an expert system that provides solutions to emerging navigation problems, recommendations to the watch officer, automatic activation of safety procedures in critical situations.

Экспертная система представляет собой набор вычислительных средств на базе морского компьютера типа MNS - 620 для сбора и обработки информации, содержащих The expert system is a set of computing tools based on the marine computer type MNS - 620 for collecting and processing information containing

компьютерную программу, включающую знания опытных судоводителей о путях решения навигационных проблем, и способную предлагать и объяснять пользователю разумные решения в различных ситуациях, встречаемых в судовождении.a computer program that includes the knowledge of experienced navigators about how to solve navigational problems, and is able to offer and explain to the user reasonable solutions in various situations encountered in navigation.

Выработка рекомендаций включает определение возможных вариантов решения возникшей задачи, отбор из них наилучшего и рекомендацию его вахтенному помощнику. При этом ИСН обеспечивает выработку решений возникающих проблем судовождения, выдачу рекомендаций вахтенному помощнику, автоматическую активацию в критических ситуациях процедур для обеспечения безопасности.The development of recommendations includes the identification of possible options for solving the problem that has arisen, selecting the best one from them and recommending it to the watch officer. At the same time, the ISN ensures the development of solutions to emerging problems of navigation, the issuance of recommendations to the watch officer, automatic activation of safety procedures in critical situations.

Экспертная система включает подсистему консультаций и выработки рекомендаций по целесообразному поведению (СКВР) судоводителя и содержит вычислительные средства с пакетом программ, которые оперирует с алгоритмическими сведениями и неформализованными знаниями в области судовождения и способна предлагать и объяснять судоводителю разумные решения проблем на основе математического моделирования физических процессов и механизма мышления человека применительно к этой области.The expert system includes a subsystem of consultations and development of recommendations on expedient behavior (SCVR) of the navigator and contains computing tools with a software package that operates with algorithmic information and non-formalized knowledge in the field of navigation and is able to offer and explain to the navigator reasonable solutions to problems based on mathematical modeling of physical processes and mechanism of human thinking in relation to this area.

В СКВР входят программы для выработки решений и программы для их объяснений. СКВР не только вырабатывает рекомендации по целесообразному поведению, но и дает пояснения, почему предложено именно такое решение с аргументацией его обоснованности. При использовании экспертной системы судоводитель получает всю информацию, необходимую ему для того, чтобы быть уверенным, что принято действительно правильное решение. СКВР является программой, которая позволяет оператору получить ответы на вопросы: « Как было найдено то, или иное решение?» и «Почему было принято такое решение?». Одной из основных характеристик СКВР является ее производительность, т.е. скорость получения результата и его достоверность (надежность). СКВР должна за приемлемое время найти решение, которое было бы не хуже, чем то, которое может предложить специалист в этой предметной области. Достоинство СКВР состоит в том, что обычно она вырабатывает решения быстрее специалиста.SKVR includes programs for making decisions and programs for their explanations. The SCWR not only develops recommendations on expedient behavior, but also gives explanations why such a solution was proposed with the argumentation of its validity. When using an expert system, the navigator receives all the information he needs in order to be sure that a really correct decision has been made. SKVR is a program that allows the operator to get answers to the questions: "How was this or that solution found?" and “Why was this decision made?” One of the main characteristics of the SCVR is its performance, i.e. the speed of obtaining the result and its reliability (reliability). SCVR should find a solution within a reasonable time that would be no worse than the one that can be offered by a specialist in this subject area. The advantage of SCVR is that it usually generates solutions faster than a specialist.

Довольно много рекомендаций по судовождению можно получить из существующих наставлений и руководств, представленных в электронном виде, а также на основе алгоритмических данных путем прямых аналитических расчетов или с помощью математического моделирования процессов движения судна для прогнозируемых условий. Эти рекомендации включают время до начала поворота в стесненных водах в условиях ветра и течения, выбор маневра расхождения в относительно простых ситуациях, выбора режима движения в штормовых условиях, выбор наивыгоднейшего маршрута через океан с учетом прогнозов погоды, потерь в скорости хода на волнении, постоянных и переменных течений, расхода топлива и ряда других случаев.Quite a lot of recommendations on navigation can be obtained from existing manuals and manuals presented in electronic form, as well as on the basis of algorithmic data through direct analytical calculations or using mathematical modeling of vessel movement processes for predicted conditions. These recommendations include the time to start a turn in tight waters in wind and current conditions, the choice of a passing maneuver in relatively simple situations, the choice of a mode of movement in stormy conditions, the choice of the most advantageous route across the ocean, taking into account weather forecasts, speed losses in waves, constant and variable currents, fuel consumption and a number of other cases.

Информационное обеспечение ИСН включает массивы информации (баз, и иных структурированных наборов данных), систем кодирования, конвертации форматов, сжатия информации, включая средства раскодирования и декомпрессии файлов ЭК. В информационное обеспечение входят также средства для выбора методов ввода данных в машинную среду, упорядочивания сведений, изменения содержания информационных массивов, составления различных списков и каталогов по учету данных и т.д. Главной составляющей информационного обеспечения являются данные, хранящиеся в памяти ИСН. Состав данных ИСН определяется ее назначением. ИСН получает, хранит, обрабатывает, отображает информацию для целей эффективной и безопасной проводки судна из порта отхода в порт назначения. ИСН является частью системы управления движением судна и относится к информационным системам, выполняющим операции подготовки решений.ISN information support includes information arrays (databases and other structured data sets), coding systems, format conversion, information compression, including means of decoding and decompressing EC files. Information support also includes tools for choosing methods for entering data into the machine environment, organizing information, changing the content of information arrays, compiling various lists and catalogs for data accounting, etc. The main component of information support is the data stored in the memory of the ISN. The composition of the ISN data is determined by its purpose. ISN receives, stores, processes, displays information for the purpose of efficient and safe escort of the ship from the port of departure to the port of destination. ISN is a part of the ship's traffic control system and refers to information systems that perform decision preparation operations.

В общем случае для управления нужны сведения, характеризующие цель управления, включая требования к ее достижению систему управления внешнюю среду. Это относится и к проводке судна из порта отхода в порт назначения и при решении функциональных задач, возложенных на данный класс кораблей и судов. Обобщенно, состав информационных данных ИСН можно представить в виде трех частей включающих соответственно информацию определяющую цель выполняемой навигационной задачи с требованиями к ее достижению, данные, образующие информационную модель системы управления, сведения, составляющие информационную модель внешней среды.In the general case, management requires information that characterizes the goal of management, including the requirements for achieving it, the management system and the external environment. This also applies to escorting a vessel from the port of departure to the port of destination and in solving the functional tasks assigned to this class of ships and vessels. In general, the composition of the information data of the ISN can be represented in the form of three parts, including, respectively, information defining the purpose of the navigation task being performed with the requirements for its achievement, data that form the information model of the control system, and information that make up the information model of the external environment.

Под информационной моделью системы управления понимается набор сведений, отражающий состав, свойства, взаимосвязи, характеристики этой системы и ее элементов. Информационная модель внешней среды включает сведения, позволяющие получить достаточно полное представление о составе, свойствах, особенностях, взаимосвязях элементов среды, в условиях которой производится управление.An information model of a management system is understood as a set of information that reflects the composition, properties, relationships, characteristics of this system and its elements. The information model of the external environment includes information that allows you to get a fairly complete picture of the composition, properties, features, relationships of the elements of the environment in which the control is carried out.

Кроме названных выше данных, в ИСН используется информация, определяющая цель, поставленную перед системой управления, и сведения, относящиеся к требованиям ее достижения, включая различного вида наставления, правила плавания и другие руководящие документы.In addition to the data mentioned above, the ISN uses information that defines the goal set for the control system, and information related to the requirements for achieving it, including various types of instructions, navigation rules and other guidance documents.

Информация отражающая судно, как систему управления движением и его внешнюю среду, включает в себя многочисленные данные, основными из которых являются сведения о навигационных и гидрометеорологических условиях, существующие рекомендации и наставления для плавания, данные о визуальных, радиотехнических и других навигационных средствах, информация об установленных путях движения, о видах районов плавания, о системах судовых сообщений и службах движения судов, о мерах по защите морской среды, сведения о портах, данные о текущей погоде и ее прогнозы, корректурные документы, навигационные предупреждения радиослужб, данные о состоянии судна и его механизмов, об оборудовании, об эксплуатационных и других ограничениях, сведения о маневренных и мореходных качествах судн, данные о положении собственного судна и его кинематических параметрах, информация о положении судов, находящихся в районе плавания и их кинематических параметрах, рекомендации и указания, получаемые от систем управления движением, сведения о других факторах, влияющих на безопасность плавания. Со всей этой информацией или с ее основной частью оперирует ИСН, выполняя в том или в ином объеме информационное обслуживание процесса принятия решений по управлению судном.Information reflecting the vessel as a traffic control system and its external environment includes numerous data, the main of which are information on navigational and hydrometeorological conditions, existing recommendations and instructions for navigation, data on visual, radio engineering and other navigational aids, information on installed traffic routes, types of navigation areas, ship reporting systems and ship traffic services, measures to protect the marine environment, information about ports, data on current weather and its forecasts, corrective documents, navigational warnings from radio services, data on the state of the ship and its mechanisms information about the ship's maneuverability and seaworthiness, information about the position of own ship and its kinematic parameters, information about the position of ships in the navigation area and their kinematic parameters, recommendations and instructions received from control systems mobile reception, information about other factors affecting the safety of navigation. With all this information or with its main part, the ISN operates, performing, to one extent or another, information services for the decision-making process for managing the ship.

Все необходимые данные в ИСН хранятся в виде структурированных информационных наборов: записей, списков, таблиц, массивов, баз данных и других их совокупностей. Основная информации хранится в ИСН в виде баз данных. База данных (БД) представляет собой совокупность данных, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования информацией. Хранение данных в БД обеспечивает централизованное управление, соблюдение стандартов, безопасность и целостность сведений, сокращает избыточность и устраняет противоречивость информации. Базы данных не зависят от прикладных программ. Работа с информацией БД осуществляются с помощью специальных программных средств.All the necessary data in the ISN are stored in the form of structured information sets: records, lists, tables, arrays, databases and their other sets. The main information is stored in the ISN in the form of databases. A database (DB) is a collection of data organized according to certain rules that establish general principles for describing, storing and manipulating information. Storing data in a database ensures centralized management, compliance with standards, security and integrity of information, reduces redundancy and eliminates inconsistency of information. Databases are independent of application programs. Working with the database information is carried out with the help of special software tools.

Базы данных ИСН, как части системы управления судном, содержат сведения об этой системе управления и ее внешней среде с такой минимальной избыточностью, которая обеспечивает их оптимальное использование в процессе навигации. Необходимо выделить две самостоятельные функции, выполняемые базами данных в системах управления, это образование информационных моделей объекта и внешней среды и справочная функция. Функция образование информационных моделей объекта и внешней среды состоит в аккумулировании всех необходимых при управлении относительно стабильных сведений о судне и внешней среде для целей решения в ИСН задач судовождения. В памяти судовой навигационно-информационной системы хранятся данные карт, сведения о навигационных средствах, о приливоотливных явлениях и о других элементах районов плавания судна. Так как эти сведения отражают элементы и свойства внешней среды, то они составляют ее неформализованную информационную модель. Ключевая относительно стабильная информация о внешней для судна среде. сосредоточена в картографической базе данных (КБД).ISN databases, as part of the ship's control system, contain information about this control system and its external environment with such a minimum redundancy that ensures their optimal use in the navigation process. It is necessary to single out two independent functions performed by databases in control systems, this is the formation of information models of the object and the environment and the reference function. The function of the formation of information models of the object and the environment consists in the accumulation of all relatively stable information about the ship and the environment necessary for management in order to solve navigation problems in the ISN. The memory of the ship's navigation and information system stores chart data, information about navigation aids, tidal phenomena and other elements of the ship's navigation areas. Since this information reflects the elements and properties of the external environment, they constitute its informal information model. Key relatively stable information about the external environment for the vessel. is concentrated in the cartographic database (CBD).

Информация КБД используется ИСН практически при решении всех задач, связанных с проводкой судна из порта отхода в порт назначения. Она доступна штурманам и для получения различных справок.CBD information is used by ISN in almost all tasks related to escorting a ship from the port of departure to the port of destination. It is available to navigators and for various references.

Внешнюю среду характеризует и другая информация, находящаяся в информационных базах и в иных структурированных массивах ИСН.The external environment is also characterized by other information located in the information bases and in other structured arrays of the ISN.

Совокупность этих сведений вместе с КБД образуют неформализованную информационную модель внешней среды.The totality of this information together with the CBD form an unformalized information model of the external environment.

Кроме этого, в памяти ИСН помещена информация о судне, на котором установлена эта система, его размерах, осадке, средствах управления, маневренных свойствах и т.д. Совокупность этих данных представляет информационную модель системы управления судном.In addition, information about the ship on which this system is installed, its dimensions, draft, controls, maneuvering properties, etc. is placed in the memory of the ISN. The totality of these data represents an information model of the ship's control system.

Если в памяти ИСН информационные модели судна и его внешней среды являются неполными, то в системе предусмотрена возможность их совершенствования.If the information models of the ship and its environment are incomplete in the memory of the ISN, then the system provides for the possibility of their improvement.

Кроме того, в ИСН обеспечивается поддержание адекватности информационных моделей фактическому составу и свойствам среды и системы управления.In addition, ISN ensures that information models are adequate to the actual composition and properties of the environment and control system.

Справочная функция баз данных, состоит в быстрой выдаче по запросам сведений, необходимых судоводителям в разные моменты времени при выполнении проводки судна из порта отхода в порт назначения и при решении задач, возложенных на данный класс судов.The reference function of databases is to quickly issue, upon request, the information necessary for navigators at different points in time when escorting a ship from the port of departure to the port of destination and in solving the tasks assigned to this class of ships.

Выделение двух автономных функций позволяет формировать, накапливать и изменять по мере необходимости данные в базах независимо от программ пользователей, которые в дальнейшем эти данные будут применять.The selection of two autonomous functions allows you to create, accumulate and change, as necessary, data in databases, regardless of user programs that will use this data in the future.

Информация, которой оперирует ИСН, может быть классифицирована по различным признакам. Наиболее общими из них является классификация информации о внешней среде в зависимости от типа отражаемых ей объектов. К внешней среде судна относят объекты, явления и процессы, оказывающие влияние на процесс судовождения. В характеризующей эти элементы информации принято выделять следующие категории: географическая; навигационно-гидрографическая; о морских мобильных объектах; метеорологическая; гидрологическая; климатическая и другая. Географическая информация характеризует элементы поверхности литосферы и расположенные на ней навигационные стационарные объекты. К географическим данным относятся сведения о надводном и подводном рельефе, о береговой черте, об опасностях и препятствиях, о сооружениях хозяйственного и другого назначения и т.д. Навигационно-гидрографическая информация представляет собой сведения о судоходных путях и районах, их стационарном и плавучем ограждении, о позиционных системах и т.д. Она является частью географической информации.The information that the ISN operates on can be classified according to various criteria. The most common of them is the classification of information about the external environment depending on the type of objects it reflects. The external environment of the vessel includes objects, phenomena and processes that affect the process of navigation. In characterizing these elements of information, it is customary to distinguish the following categories: geographical; navigation and hydrographic; about maritime mobile objects; meteorological; hydrological; climatic and others. Geographic information characterizes the elements of the surface of the lithosphere and the navigation stationary objects located on it. Geographical data includes information about the surface and underwater relief, about the coastline, about dangers and obstacles, about structures for household and other purposes, etc. Navigational and hydrographic information is information about navigable routes and areas, their fixed and floating fencing, positional systems, etc. It is part of geographic information.

Информация о морских мобильных средствах (движение которых целенаправленно) отражает их свойства, тактико-технические данные, позицию, элементы движения и т.д. Метеорологическая информация характеризует состояние атмосферы. К ней относятся данные о температуре, влажности воздуха, об облаках, туманах и видимости, об атмосферном давлении и ветре, о воздушных массах, фронтах, барических системах и т.д. Гидрологическая (океанологическая) информация отражает состояние гидросферы морей и океанов. К гидрологическим характеристикам относятся температура воды, ее соленость и плотность, направление и скорость течений, скорость распространения звука в воде, волнение, приливы, льды, айсберги и т.д.Information about marine mobile vehicles (the movement of which is purposeful) reflects their properties, tactical and technical data, position, movement elements, etc. Meteorological information characterizes the state of the atmosphere. It includes data on temperature, air humidity, clouds, fogs and visibility, atmospheric pressure and wind, air masses, fronts, baric systems, etc. Hydrological (oceanological) information reflects the state of the hydrosphere of the seas and oceans. Hydrological characteristics include water temperature, salinity and density, direction and speed of currents, speed of sound propagation in water, waves, tides, ice, icebergs, etc.

Климатическая информация представляет собой сведения о многолетнем режиме погоды регионов. Она включает для определенных периодов года (месяцев, сезонов) в разных точках Земли среднестатистические гидрометеорологические характеристики, полученные по результатам наблюдений за много лет.Climatic information is information about the long-term weather patterns of regions. It includes, for certain periods of the year (months, seasons) at different points on the Earth, the average statistical hydrometeorological characteristics obtained from the results of observations over many years.

Классификация информации по принадлежности к содержанию карты. Основная относительно стабильная информация о внешней для судна среде сосредоточена на навигационных картах. Она включает географическую информацию, часть гидрологических данных. Картографическая информация играет чрезвычайно важную роль при судовождении. На основе этого, при рассмотрении ряда вопросов принято сведения, которыми оперирует ИСН, делить на картографическую и некартографическую информацию.Classification of information according to belonging to the content of the map. The main relatively stable information about the external environment for the ship is concentrated on navigational charts. It includes geographic information, part of hydrological data. Cartographic information plays an extremely important role in navigation. Based on this, when considering a number of issues, it is accepted that the information operated by the ISN is divided into cartographic and non-cartographic information.

Картографическая информация отражает обстановку районов плавания судна, характеризует размещение, свойства, связи объектов и явлений, важных в навигационном отношении.Cartographic information reflects the situation of the ship's navigation areas, characterizes the location, properties, connections of objects and phenomena important in navigation.

Картографическая информация отражает стабильные во времени элементы навигационной обстановки, которые остаются постоянными в течение длительного времени. С помощью условных знаков они изображены на бумажных картах.Cartographic information reflects elements of the navigation environment that are stable in time and remain constant for a long time. With the help of conventional signs, they are depicted on paper maps.

Имеемые изменяющиеся во времени картографические элементы (например, глубины, положение береговой черты, магнитное склонение), представляются на карте только своей постоянной составляющей.Available time-varying cartographic elements (eg depths, coastline position, magnetic declination) are represented on the map only by their constant component.

Некартографическая информация включает все относящиеся к навигации сведения, за исключением картографических данных. Это информация о мобильных средствах, об изменяющихся во времени составляющих отображаемых на карте объектов, о возмущающих процесс судовождения факторах, а также другие элементы (климатические данные, сведения о портах и т.д.).Non-cartographic information includes all information related to navigation, with the exception of cartographic data. This is information about mobile devices, about time-varying components of objects displayed on the map, about factors that disturb the navigation process, as well as other elements (climatic data, information about ports, etc.).

Возмущающие факторы представляют собой влияющие на процесс проводки динамические объекты, процессы, явления, поведение которых не носит целенаправленного характера. К ним относят гидрометеорологические процессы и явления, дрейфующие опасные предметы и т.д.Disturbing factors are dynamic objects, processes, phenomena that affect the wiring process, the behavior of which is not purposeful. These include hydrometeorological processes and phenomena, drifting dangerous objects, etc.

Посредством ИСН осуществляется информационный обмен систем информационно-управляющего комплекса с информационно-измерительными, исполнительными, информационно-управляющими устройствами, вычислительной системой комплекса. При этом ИСН осуществляет комплексную обработку информации и формирование параметров состояния объекта и сигналов управления, прогнозирование развития ситуаций в составе вычислительной системы комплекса, идентификацию ситуации в вычислительной системе комплекса, формирование рекомендаций для экипажа по действиям в складывающейся ситуации с учетом прогноза ее развития. При идентификации ситуации и формировании рекомендаций наряду с текущей информацией, измеренной и вычисляемой системами комплекса, используются экспертные знания, внесенные в базу знаний, при этом используются звуковой, речевой, визуально-символьный, визуально-текстовый каналы связи с экипажем, в каждом из которых сигнал синтезируется применительно к текущей ситуации.Information exchange of systems of the information and control complex with information and measuring, executive, information and control devices, and the computer system of the complex is carried out by means of the ISN. At the same time, the ISN performs complex processing of information and the formation of object state parameters and control signals, forecasting the development of situations in the computer system of the complex, identifying the situation in the computer system of the complex, generating recommendations for the crew on actions in the current situation, taking into account the forecast of its development. When identifying the situation and forming recommendations, along with the current information measured and calculated by the systems of the complex, expert knowledge is used that is entered into the knowledge base, while sound, speech, visual-symbolic, visual-text communication channels with the crew are used, in each of which the signal synthesized in relation to the current situation.

Для идентификации ситуации и формирования рекомендаций осуществляется оперативный ввод информации, воспринимаемой экипажем, внесение в базу знаний экспертных знаний проводится путем записи в энергонезависимую память сформированных рекомендаций и исходных данных, используемых при их формировании, совместно с последующим анализом этой информации и корректировкой экспертных знаний в базе знаний по результатам анализа.To identify the situation and generate recommendations, prompt input of information perceived by the crew is carried out, the introduction of expert knowledge into the knowledge base is carried out by recording the generated recommendations and the initial data used in their formation, together with the subsequent analysis of this information and the adjustment of expert knowledge in the knowledge base according to the results of the analysis.

Система формирования оценок индекса доверия к принятию решений оценок предвзятости для интерактивного принятия решений содержит процессор устройства, которого выполняют основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства или функциональности одного или более его компонентов. Процессор исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти. Память, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал.The system for generating estimates of the index of confidence in decision making of estimates of bias for interactive decision making contains a processor of the device, which performs the main computing operations necessary for the operation of the device or the functionality of one or more of its components. The processor executes the necessary machine-readable instructions contained in the main memory. The memory is made in the form of RAM and contains the necessary software logic that provides the required functionality.

Средства хранения данных могут быть выполнены в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blu-Ray дисков) и т.п.и позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.Data storage means can be made in the form of HDD, SSD disks, raid array, network storage, flash memory, optical storage media (CD, DVD, MD, Blu-Ray disks), etc. and allows for long-term storage of various types information, such as the aforementioned files with user data sets, databases containing records of time intervals measured for each user, user IDs, etc.

Интерфейсы представляют собой стандартные средства для подключения и работы с серверной частью, например, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS/2, Lightning, Fire Wire и т.п.Interfaces are standard means for connecting and working with the server part, for example, USB, RS232, RJ45, LPT, COM, HDMI, PS / 2, Lightning, Fire Wire, etc.

Выбор интерфейсов зависит от конкретного исполнения процессора, которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.(персональными компьютерами снабжены капитан судна, его помощники, вахтенные офицеры и руководители судовых служб (главный механик, главный электрик и т.д.)The choice of interfaces depends on the specific version of the processor, which can be a personal computer, mainframe, server cluster, thin client, smartphone, laptop, etc. , chief electrician, etc.)

В качестве средств ввода данных в любом воплощении системы, реализующей предлагаемое техническое решение, используется клавиатура. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть, как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств ввода данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.The keyboard is used as a means of data input in any embodiment of the system that implements the proposed technical solution. The keyboard hardware can be any known: it can be either a built-in keyboard used on a laptop or a separate device connected to a desktop computer, server, or other computer device. In this case, the connection can be either wired, in which the keyboard connection cable is connected to the PS / 2 or USB port located on the system unit of the desktop computer, or wireless, in which the keyboard exchanges data via a wireless communication channel, for example, a radio channel, with base station, which, in turn, is directly connected to the system unit, for example, to one of the USB ports. In addition to the keyboard, data input tools can also be used: joystick, display (touchscreen), projector, touchpad, mouse, trackball, light pen, speakers, microphone, etc.

Средства сетевого взаимодействия выбираются из устройства, обеспечивающий сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п. С помощью средств сетевого взаимодействия обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интернет, WLAN, WMAN или GSM. Все компоненты устройства сопряжены посредством локально-вычислительной сети, как и в прототипе [8].Network interaction means are selected from a device that provides network data reception and transmission, for example, an Ethernet card, WLAN / Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, GSM modem, etc. With the help of networking tools, data exchange is organized over a wired or wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN (LAN), Internet, WLAN, WMAN or GSM. All components of the device are connected via a local area network, as in the prototype [8].

Лазерная система информационно-координатного обеспечения включает лазерный дальномер, систему передачи информации, оптико-электронный пеленгатор, систему наведения (оптико-механический привод), систему управления наведением и сопровождением (формирователь команд для оптико-механического привода) вычислительно-управляющую систему, панель световозвращателей, пеленгатор, лазерную передающую систему, фотоприемную систему, систему наведения, широкоугольный координатор, датчик облачности. Лазерные дальномерные измерения позволяют автономно корректировать эфемеридные ошибки координатного обеспечения судна. Технология автономной коррекции эфемерид спутников может быть основана на известном методе частичного решения эфемеридной задачи, при котором уточняется положение спутника вдоль орбиты. Также обеспечивается пеленгация береговых лазерных пеленгаторов и створных знаков.The laser information and coordinate system includes a laser range finder, an information transmission system, an optoelectronic direction finder, a guidance system (opto-mechanical drive), a guidance and tracking control system (command generator for an opto-mechanical drive), a computer-control system, a retroreflector panel, direction finder, laser transmitting system, photodetector system, guidance system, wide-angle coordinator, cloud sensor. Laser rangefinder measurements make it possible to autonomously correct ephemeris errors in the ship's coordinate support. The technology for autonomous correction of satellite ephemeris can be based on the well-known method of partial solution of the ephemeris problem, in which the position of the satellite along the orbit is specified. Direction finding of coastal laser direction finders and leading signs is also provided.

Бортовой приемоиндикатор спутниковой навигационной системы представляет собой программную реализацию согласованного фильтра (в отличии от традиционных приемников корреляционного типа) с использованием в качестве центрального процессора нейроматрицы NM 6403 или NM 6404.The onboard receiver-indicator of the satellite navigation system is a software implementation of a matched filter (unlike traditional correlation type receivers) using an NM 6403 or NM 6404 neuromatrix as a central processor.

Согласованный фильтр позволяет резко сократить цикл поиска сигналов по задержке до миллисекундного уровня (для сравнения в корреляционных приемниках цикл поиска составляет 20 с) и за счет этого повысить вероятность правильного обнаружения сигнала с помехами в заданном интервале времени, а также поднять порог помехоустойчивости (до 6-10дБ).The matched filter allows you to drastically reduce the search cycle for signals by delay to a millisecond level (for comparison, in correlation receivers, the search cycle is 20 s) and thereby increase the probability of correctly detecting a signal with noise in a given time interval, as well as raise the noise immunity threshold (up to 6- 10dB).

Бортовой приемоиндикатор спутниковой навигационной системы (БПИСНС) позволяет обеспечить:The onboard receiver-indicator of the satellite navigation system (BPISNS) allows you to provide:

- совместную обработку кодовых и фазовых измерений для решения навигационной задачи по малому числу наблюдаемых навигационных космических аппаратов (НКА), вплоть до одного, в двумерной навигации;- joint processing of code and phase measurements to solve the navigation problem for a small number of observed navigation spacecraft (NSV), up to one, in two-dimensional navigation;

- непосредственное измерение неизвестного числа фазовых циклов в процессе захвата несущей на сопровождение;- direct measurement of an unknown number of phase cycles in the process of capturing a carrier for tracking;

- исключение ионосферной ошибки в одночастотном приемнике с использованием интегрального навигационного параметра;- exclusion of the ionospheric error in a single-frequency receiver using an integral navigation parameter;

- подавление ошибок, вызванных многолучевостью распространения радиосигналов, в кодовых и фазовых измерениях до сантиметрового уровня;- suppression of errors caused by multipath propagation of radio signals in code and phase measurements up to the centimeter level;

использование адаптивного робастного фильтра для улучшения целостности навигационного поля в условиях помех;the use of an adaptive robust filter to improve the integrity of the navigation field in the presence of interference;

- использование программного сверхузкостробового коррелятора и теоретически оптимального аппаратного дискриминатора задержек;- use of a software ultra-narrow-strobe correlator and a theoretically optimal hardware delay discriminator;

- измерение проекции вектора линейного ускорения антенны БПИСНС;- measurement of the projection of the linear acceleration vector of the BISNS antenna;

- количество каналов слежения за HKA(GPS, ГЛОНАСС, ГАЛИЛЕО) и за источниками помех до 40, при чувствительности приемника до 180дБВт и при шумовой компоненте кодовых/фазовых измерений до 5/0,05 см;- the number of tracking channels for HKA (GPS, GLONASS, GALILEO) and interference sources up to 40, with a receiver sensitivity up to 180 dBW and with a noise component of code / phase measurements up to 5 / 0.05 cm;

- частоту выдачи информации до 50 Гц, время перезахвата сигнала после его кратковременного пропадания до 3 миллисекунд при времени возобновления обсервации при полном нарушении радиовидимости до 20 с не более 1 с;- the frequency of information output is up to 50 Hz, the signal recapture time after its short-term loss is up to 3 milliseconds, with the time for resuming the observation in case of a complete loss of radio visibility up to 20 s, no more than 1 s;

- применение процессора типа нейроматрицы обеспечивает избыток вычислительных мощностей до 3-5 млрд. операций/с, которые можно использовать для обработки информации систем, входящих в состав бортового оборудования судна.- the use of a neuromatrix-type processor provides an excess of computing power up to 3-5 billion operations / s, which can be used to process information from systems that are part of the ship's onboard equipment.

Конструктивно БПИСНС представляет собой приемник, состоящий из семи микросхем и модульного унифицированного программного обеспечения. БПИСНС снабжен приемной антенной, с диаграммой направленности с правой поляризацией и установленной на мачте судна, приемными антеннами с левой поляризацией, с диаграммами направленными вниз и установленные по бортам судна, что позволяет в режиме «on line» определять уклонение отвесной линии (УОЛ), путем вычисления геодезических координат.Structurally, the BPISNS is a receiver consisting of seven microcircuits and modular unified software. The BPISNS is equipped with a receiving antenna with a right-hand polarization pattern and mounted on the ship's mast, with left-hand polarization receiving antennas with downward-directed patterns and installed along the ship's sides, which makes it possible to determine the plumb line deviation (PLE) in the "on line" mode, by calculation of geodetic coordinates.

Для вычисления геодезических координат судна (ϕо, λо, Но) со смещением, обусловленным наклоном отражающей водной поверхности (океанов) относительно референц-эллипсоида используются как прямые, так и отраженные от морской поверхности радиосигналы. А далее вычисляют геодезические координаты судна (ϕо, λо, Но) со смещением, обусловленным наклоном отражающей водной поверхности (океанов) относительно референц-эллипсоида по формуле:To calculate the geodetic coordinates of the ship (ϕо, λо, Ho) with an offset due to the inclination of the reflecting water surface (oceans) relative to the reference ellipsoid, both direct and reflected from the sea surface radio signals are used. And then the geodetic coordinates of the ship (ϕo, λo, Ho) are calculated with an offset due to the inclination of the reflecting water surface (oceans) relative to the reference ellipsoid according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеwhere

F(УОЛ) - функция от УОЛ;F(UOL) - function from UOL;

ϕо, λо, Но - широта, долгота и высота судна в географических координатах по прямым радиосигналам,ϕо, λо, Ho - latitude, longitude and height of the vessel in geographical coordinates by direct radio signals,

ϕг, λг, -Нг - широта, долгота и высота судна в географических координатах по отраженным сигналам; по вычисленным геодезическим координатам определяют наклон водной поверхности обусловленный УОЛ по широте и долготе по формулам:ϕg, λg, -Ng - latitude, longitude and height of the vessel in geographical coordinates based on reflected signals; according to the calculated geodetic coordinates, the inclination of the water surface is determined due to the UOL in latitude and longitude according to the formulas:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где ΔЦϕ, ΔЦλ - наклон водной поверхности (океанов) по широте и долготе;where ΔЦϕ, ΔЦλ - the slope of the water surface (oceans) in latitude and longitude;

ΔSϕ, ΔSλ - линейные величины разностей координат;ΔSϕ, ΔSλ - linear values of coordinate differences;

М,N - радиусы кривизны нормального сечения меридиана и долготы референц-эллипсоида;M, N - radii of curvature of the normal section of the meridian and longitude of the reference ellipsoid;

Δϕ, Δλ - разности геодезических координат по прямым и отраженным сигналам.Δϕ, Δλ - differences of geodetic coordinates for direct and reflected signals.

Для приема радиосигналов на судне используется три антенны. Одна антенна установлена на мачте судна с диаграммой направленности в верхней полусфере с правой поляризацией для приема прямых радиосигналов ГЛОНАСС и GPS, две другие антенны установлены по бортам судна с диаграммой направленности вниз и выполнены с левой поляризацией для приема отраженных от морской поверхности радиосигналов ГЛОНАСС и GPS. При этом на приемоиндикатор подается сумма радиосигналов от двух приемных антенн с левой поляризацией разнесенными на 180 град в азимуте. При этом в приемоиндикатор подается обновленные значения эфемерид.The ship uses three antennas to receive radio signals. One antenna is installed on the ship's mast with a directivity pattern in the upper hemisphere with right polarization for receiving direct GLONASS and GPS radio signals, two other antennas are installed along the sides of the ship with a downward directivity pattern and are made with left polarization for receiving GLONASS and GPS radio signals reflected from the sea surface. In this case, the sum of radio signals from two receiving antennas with left-hand polarization spaced by 180 degrees in azimuth is fed to the receiver indicator. In this case, the updated ephemeris values are supplied to the receiver.

Использование двух антенн приемоиндикатора СНС с левой поляризацией с диаграммами направленности в нижней полусфере и разнесенными на 180 град в азимуте, на который подается сумма радиосигналов от двух приемных антенн с левой поляризацией с диаграммами направленности в нижней полусфере и разнесенными на 180 град в азимуте позволяет повысить достоверность получения конечных результатов, так как учитываются эволюции морского судна с левого и правого бортов.The use of two antennas of the SNS receiver indicator with left-hand polarization with radiation patterns in the lower hemisphere and spaced 180 degrees in azimuth, to which the sum of radio signals from two receiving antennas with left-hand polarization with radiation patterns in the lower hemisphere and spaced 180 degrees in azimuth, improves reliability obtaining the final results, since the evolution of the sea vessel from the port and starboard sides is taken into account.

В процессе плавания на борту судна проверяются условия, что текущие значения УОЛ не превышает допустимого значения УОЛ для данных условий плавания. При переходе через допустимое значение УОЛ для данных условий плавания и продолжении увеличения отклонения УОЛ от допустимого значения в течении более чем заданный период изменения УОЛ непрерывно фиксируются параметры основных блоков бортовых систем судна для выявления причин изменения УОЛ.In the process of navigation on board the vessel, the conditions are checked that the current values of the UOL do not exceed the permissible value of the UOL for these navigation conditions. When passing through the allowable value of the SVL for these navigation conditions and continuing to increase the deviation of the SVL from the allowable value for more than a given period of change in the SVL, the parameters of the main blocks of the ship's on-board systems are continuously recorded to identify the reasons for the change in the SVL.

Блок решения навигационных задач в парной параллактической системе координат, предназначен для повышения точности определения координат при взаимном пеленговании двух судов, находящихся в зоне действия РЛС, радиопеленгаторов или гидроакустических средств. Принцип функционирования блока решения навигационных задач в парной параллактической системе координат основан на известных алгоритмах (Гузевич С.Н. «Параллактическая система координат, как основа достоверных локационных измерений» // «Авиакосмическое приборостроение» 2020 №4, c15-24, Гузевич С.Н. «Использование параллактической системы координат при навигационных измерениях» // «Авиакосмическое приборостроение» 2020 №12, с 35-45).The block for solving navigation problems in a paired parallax coordinate system is designed to improve the accuracy of determining coordinates during mutual direction finding of two ships located in the coverage area of radar, radio direction finders or hydroacoustic means. The principle of operation of the block for solving navigation problems in a paired parallactic coordinate system is based on well-known algorithms (Guzevich S.N. “Parallactic coordinate system as the basis for reliable location measurements” // “Aerospace Instrumentation” 2020 No. 4, c15-24, Guzevich S.N. "The use of the parallactic coordinate system for navigation measurements" // "Aerospace Instrumentation" 2020 No. 12, pp. 35-45).

Парная параллактическая сферическая система координат обеспечивает управление характером взаимодействия при измерении, путем деления взаимных углов наблюдаемых полей объектов в пространстве на равные части по линейным и угловым параметрам, обеспечивая их связь зависимостью «золотого сечения».A paired parallactic spherical coordinate system provides control over the nature of the interaction during measurement, by dividing the mutual angles of the observed fields of objects in space into equal parts according to linear and angular parameters, providing their connection with the “golden section” dependence.

Парная параллактическая сферическая система координат обеспечивает передачу информации об углах наблюдений объектов проецированием и проектированием, обеспечивая сравнение полученных проекций на двух ортогональных осях плоскости измерений. Проецирование связывает поля объектов общей плоскостью наблюдений, обеспечивая их связь встречными параллактическими углами и зависимостью геометрического среднего. Проектирование отображает центрированную ориентацию оси наблюдений в проекциях угла наблюдений на осях координат плоскости измерений в шаре, связывая их тригонометрической зависимостью.The paired parallactic spherical coordinate system provides the transfer of information about the angles of observation of objects by projection and projection, providing a comparison of the obtained projections on two orthogonal axes of the measurement plane. Projection connects the fields of objects with a common observation plane, providing their connection by opposite parallactic angles and the dependence of the geometric mean. The projection displays the centered orientation of the observation axis in projections of the observation angle on the coordinate axes of the measurement plane in the ball, linking them with a trigonometric relationship.

Поля объектов играют основную роль в передаче информации о положении, ориентации и размерах объекта, обеспечивая их связь по зависимостям геометрического среднего являющихся природной зависимостью.Fields of objects play the main role in the transfer of information about the position, orientation and size of the object, providing their connection according to the dependencies of the geometric mean, which are natural dependencies.

Реализация парной параллактической сферической системы координат позволяет существенно уменьшить погрешности определения координат, как своего судна, так и судна, находящегося в зоне возможного соприкосновения. В парной параллактической сферической системе координат обеспечивается точное геометрическое описание кубического затухания полей объектов в пространстве в зависимости от параллактического угла их наблюдения, обеспечивая однозначные решения прямых и обратных задач при определении углов и расстояний при определении места судна.The implementation of a paired parallactic spherical coordinate system can significantly reduce the errors in determining the coordinates of both your ship and the ship located in the zone of possible contact. In a paired parallactic spherical coordinate system, an accurate geometric description of the cubic attenuation of object fields in space depending on the parallactic angle of their observation is provided, providing unambiguous solutions to direct and inverse problems in determining angles and distances in determining the ship's position.

Судовая система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки представляет собой систему типа «dKart HIDROCRAPHER» и обеспечивает автоматизированное планирование таких функций как нарезка планшетов, прокладка галсов, осей канала, нанесение береговой черты, сбор, первичную обработку и селектирование данных от внешней контрольно-измерительной аппаратуры в режиме реального времени; постобработку, камеральную обработку и редактирование полученных данных, построение модели рельефа, создание трехмерного изображения модели рельефа, построение изобат, а также профиля рельефа, построение и вывод отчетного планшета на принтер, экспорт данных в форматы HyKit и dKart, что особенно актуально при проведении исследовательских и работ и выполнения миссий возложенных на корабль.The ship's system of planning, automatic collection, registration and processing is a system of the “dKart HIDROCRAPHER” type and provides automated planning of such functions as cutting tablets, laying tacks, channel axes, drawing a coastline, collecting, primary processing and selecting data from an external control and measuring equipment in real time; post-processing, cameral processing and editing of the obtained data, building a relief model, creating a three-dimensional image of a relief model, building isobaths, as well as a relief profile, building and outputting a reporting tablet to a printer, exporting data to HyKit and dKart formats, which is especially important when conducting research and work and missions assigned to the ship.

Электронная навигационная система типа "Сегмент", обеспечивает конвертацию данных ENC в соответствии со стандартом IHO S-57; отображение SENC с соответствии со стандартом IHO S-52; набор функций в соответствии со стандартом IHO (резолюция А 817(19)) на технико-эксплуатационные характеристики ECDIS; использование информации штатных судовых приемоиндикаторов спутниковых и радионавигационных систем, гирокомпаса, лага.Electronic navigation system type "Segment", provides ENC data conversion in accordance with the IHO S-57 standard; SENC display in accordance with IHO S-52; a set of functions in accordance with the IHO standard (resolution A 817 (19)) on the technical and operational characteristics of ECDIS; use of information from standard ship receiver-indicators of satellite and radio navigation systems, gyrocompass, log.

В состав технических средств образующих ИСН также входят следующие системы.The composition of the technical means forming the ISN also includes the following systems.

Морская станция спутниковой связи стандарта ИНМАРСАТ Мини-М типа ТТ-3046, которая включает: приемопередатчик; стабилизированную антенну с антенным усилителем; телефонную трубку с подставкой; антенный кабель; блок питания на =10-32 В и предназначена для передачи речевой и цифровой информации через порт RS-232C со скоростью передачи до 2,4 Кбод.Maritime satellite communication station of the INMARSAT Mini-M standard type TT-3046, which includes: a transceiver; stabilized antenna with antenna amplifier; handset with stand; antenna cable; 10-32 V DC power supply and is designed to transmit voice and digital information through the RS-232C port with a transmission rate of up to 2.4 Kbaud.

В предлагаемом техническом решении используются программные модули SINTEZ.EXE, ll.REZ, MODEL.TPU, TST.MOD, метеорологической информации от метеорологических искусственных спутников (МИСЗ) типа «Метеор», «NOAA» в виде снимков подстилающей поверхности и облачного покрова Земли, факсимильная и телеграфная информации от радиометеорологических центров.The proposed technical solution uses software modules SINTEZ.EXE, ll.REZ, MODEL.TPU, TST.MOD, meteorological information from meteorological artificial satellites (MISZ) of the "Meteor", "NOAA" type in the form of images of the underlying surface and cloud cover of the Earth, facsimile and telegraph information from radio meteorological centers.

При плавании судна в арктических морях в состав ИСН введена геоинформационная система Arc View, система трансформирования изображения AVHRR NOAA, система построения карт по спутниковым изображениям ERS, RADAST, комплекс ледовой разведки «Дозор».When a vessel navigates in the Arctic seas, the ISN includes the Arc View geographic information system, the AVHRR NOAA image transformation system, the ERS, RADAST satellite image mapping system, and the Dozor ice reconnaissance complex.

В предлагаемой ИСН также имеются технические возможности сопряжения с геоинформационными системами типа «Нева» и «Океан", а также ЭКНИС «Соэнки 400-19». При этом заявляемая ИСН содержит программные модули Physx, Hydrax, Skyx, ANSYSAQWA.GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, SBAS, GBAS.The proposed ISN also has the technical capabilities of interfacing with geographic information systems such as "Neva" and "Ocean", as well as ECDIS "Soenki 400-19". At the same time, the claimed ISN contains software modules Physx, Hydrax, Skyx, ANSYSAQWA.GPS, GLONASS, GALILEO , SBAS, GBAS.

Используемые в прототипе традиционные гирокомпасы тяжелы и громоздки, потребляют много энергии, требуют постоянного и непрерывного электропитания, имеют высокую стоимость. При этом после включения время прихода в готовность таких датчиков курса составляет несколько часов. На судне к установке классических гирокомпасов предъявляются довольно жесткие требования. Эти приборы чувствительны к ударам, к вибрации, к изменениям температуры, к качке и имеют ограничения по этим параметрам. Классические гирокомпасы обычно требуют обслуживания и выполнения профилактических мероприятий. В настоящее время на смену классическим ГК приходят более совершенные приборы, основанные на современных технологиях и исключающие использование кардановых подвесов (стабилизируемых в плоскости горизонта платформ). Такие новые датчики курса имеют чувствительные элементы, жестко связанные с корпусом судна. Движущиеся части в них отсутствуют. Бесплатформенные гирокомпасы и другие измерительные устройства, в которых нет движущихся частей, более надежны, потребляют мало энергии, требуют незначительного ухода или вообще не нуждаются в обслуживании.Traditional gyrocompasses used in the prototype are heavy and bulky, consume a lot of energy, require constant and uninterrupted power supply, and are expensive. At the same time, after switching on, the time for such heading sensors to become ready is several hours. Quite stringent requirements are imposed on the installation of classical gyrocompasses on a ship. These devices are sensitive to shock, vibration, temperature changes, rolling and have limitations in these parameters. Classical gyrocompasses usually require maintenance and preventive measures. At present, the classical HA are being replaced by more advanced devices based on modern technologies and excluding the use of gimbals (platforms stabilized in the horizon plane). These new heading sensors have sensing elements rigidly connected to the ship's hull. There are no moving parts in them. Strapdown gyrocompasses and other measurement devices that have no moving parts are more reliable, consume little power, require little or no maintenance.

В ряде современных образцов ГК применены оптические кольцевые лазерные гирометры (RLG - Ring Laser Giroscope). называемые также фиброоптическими (волоконнооптическими) гиродатчиками - ФОГ (FOG - Fiber Optic Giroscope). Фиброоптические гирокомпасы уже установлены на нескольких морских судах. Система с тремя ФО-гирометрами, дополненная тремя акселерометрами может служить датчиком кинематического состояния судна, который измеряет: курс, крен, дифферент, продольное, поперечное и вертикальное перемещение корпуса.In a number of modern GC samples, optical ring laser gyrometers (RLG - Ring Laser Giroscope) are used. also called fiber optic (fiber optic) gyrosensors - FOG (FOG - Fiber Optic Giroscope). Fiberoptic gyro compasses have already been installed on several marine vessels. A system with three FO-gyrometers, supplemented by three accelerometers, can serve as a kinematic state sensor of the vessel, which measures: heading, roll, trim, longitudinal, transverse and vertical movement of the hull.

Кроме того, в составе контура освещения обстановки ИСН используются командное трансляционное устройство типа «Олимп» для трансляции голосовых служебных команд, комплексная автоматическая система управления техническими средствами судна типа MANAGER 300, тифон судовой электрический типа ТЭС - 75 для подачи звуковых сигналов, система приема внешних звуковых сигналов с визуальной индикацией направления на источник звука типа «Камертон».In addition, as part of the ISN situation lighting circuit, a command broadcasting device of the Olympus type is used to broadcast voice service commands, an integrated automatic control system for the technical means of a vessel of the MANAGER 300 type, a marine electric type TES-75 typhon for giving sound signals, a system for receiving external sound signals with visual indication of the direction to the sound source of the "Fork tuning fork" type.

Также предусмотрена возможность совмещения компьютера ИСН с РЛС посредством интерфейсного модуля средствами автоматического сопровождения глобальной морской системы безопасности GMDSS и регистратором данных рейса, включающим расчеты напряжения на корпусе, кинематические параметры судна, статическую базу данных, динамическую базу данных.It is also possible to combine the ISN computer with the radar by means of an interface module by means of automatic tracking of the GMDSS global maritime security system and a voyage data recorder, including hull stress calculations, ship kinematic parameters, a static database, a dynamic database.

Техническая реализация предлагаемого технического решения аналогична структурно-логической схемы ИСН прототипа в части объединения всех технических судовых средств в интегрированную мостиковую систему, объединенную посредством локально-вычислительной сетью.The technical implementation of the proposed technical solution is similar to the structural and logical scheme of the ISN of the prototype in terms of combining all the ship's technical facilities into an integrated bridge system, connected by a local area network.

Как и в прототипе, предлагаемая система может быть условно разделена на три контура: ИСН и средств освещения обстановки, обработки и обеспечения сохранности информации, моделирования, и выработки расчетных данных.As in the prototype, the proposed system can be conditionally divided into three circuits: ISN and means of lighting the situation, processing and ensuring the safety of information, modeling, and generating calculated data.

В состав контура ИСН и средств освещения обстановки входят: пеленгаторы системы курсоуказания, астронавигационный комплекс, гидрометеорологический комплекс, средства коррекции по наземным и спутниковым радионавигационным системам, система курсоуказания, лаги, навигационные эхолоты, аппаратура NAVTEX, данные от внешних источников дополнительной навигационной информации, автоматической идентификационной системы, средств освещения надводной обстановки, средств освещения подводной обстановки, системы единого времени. Функциями контура являются: расчет вектора состояния корабля, определение параметров движения целей, освещение ближней морской обстановки, получение навигационной информации и выработка навигационных данных.The structure of the ISN contour and means of lighting the situation includes: direction finders of the heading system, astronavigation complex, hydrometeorological complex, correction tools for terrestrial and satellite radio navigation systems, heading guidance system, logs, navigation echo sounders, NAVTEX equipment, data from external sources of additional navigation information, automatic identification systems, means of illumination of the surface situation, means of illumination of the underwater situation, single time systems. The functions of the contour are: calculation of the state vector of the ship, determination of the parameters of the movement of targets, illumination of the near sea situation, obtaining navigation information and generating navigation data.

Представление информации посредством ИСН регламентировано по функциональной принадлежности. Так, например, информация представляемая вахтенному помощнику содержит данные о собственном судне (текущее место, кинематические параметры, прошлый путь, запланированный маршрут и ряд других элементов), радиолокационное изображение и кинематические параметры целей САРП, данные транспондера АИС о других судах, сведения о навигационном ограждении, об оптических и радиотехнических навигационных средствах, наставления для плавания, использование данных САРП и транспондера АИС, элементы сервиса береговых систем управления движением, гидрометеорологические сведения (многолетние данные, сведения о текущей погоде, данные о ледовой обстановке, прогностическую информацию и ряд других.The presentation of information through the ISN is regulated by functional affiliation. So, for example, the information provided to the officer on watch contains data about his own ship (current position, kinematic parameters, past path, planned route and a number of other elements), radar image and kinematic parameters of ARPA targets, AIS transponder data about other ships, information about the navigation fence , on optical and radio navigational aids, navigation manuals, use of ARPA data and the AIS transponder, elements of service of coastal traffic control systems, hydrometeorological information (long-term data, current weather information, data on ice conditions, forecast information and a number of others.

В состав контура обработки и обеспечения сохранности информации входят: серверы ИСН, совмещенные с системными блоками и печатающее устройство. Схема ИСН ВМФ предусматривает оптимальное количество серверов, но в зависимости от проекта корабля их число может быть изменено до количества постов обслуживания ИСН, но не менее двух. Функциями контура являются: получение, отображение, обработка, обеспечение сохранности информации, единого корабельного времени, трансляция требуемой информации корабельным потребителям, а также в контур моделирования, решения навигационных задач и выработки расчетных данных.The circuit for processing and ensuring the safety of information includes: ISN servers combined with system units and a printing device. The ISN scheme of the Navy provides for the optimal number of servers, but depending on the design of the ship, their number can be changed to the number of ISN service posts, but not less than two. The functions of the circuit are: receiving, displaying, processing, ensuring the safety of information, unified ship time, broadcasting the required information to ship consumers, as well as to the modeling circuit, solving navigation problems and generating calculated data.

Вырабатываемая в ИСН совокупность информации является достаточной для обеспечения навигационной безопасности плавания и выполнения поставленных кораблю задач. Она характеризуют положение, перемещение корабля, данные по объектам маневрирования и другую расчетную информацию на упрежденный момент времени с учетом оказываемых на корабль управляющих воздействий, воздействий внешней среды, действующей и моделируемой обстановки, ЦКИ, БГД, обеспечивающих безопасный и своевременный выход корабля в заданную позицию, заданным курсом и скоростью, его движение по заданной траектории в соответствии с поставленной кораблю задачей.The set of information generated in the ISN is sufficient to ensure the navigational safety of navigation and the fulfillment of the tasks assigned to the ship. It characterizes the position, movement of the ship, data on maneuvering objects and other calculated information at a predetermined point in time, taking into account the control actions exerted on the ship, the effects of the external environment, the current and simulated situation, the CCI, the BGD, which ensure the safe and timely exit of the ship to a given position, a given course and speed, its movement along a given trajectory in accordance with the task assigned to the ship.

Предлагаемая интегрированная система навигации кораблей и судов обладает высокой надежностью, универсальностью и расширенными функциональными возможностями. Реализация представленных технических решений позволяет решать задачи обеспечения навигационной безопасности плавания и выработки требуемых данных корабельным потребителям на каждом рабочем месте ИСН.The proposed integrated navigation system for ships and vessels has high reliability, versatility and advanced functionality. The implementation of the presented technical solutions allows solving the problems of ensuring navigational safety of navigation and generating the required data for shipboard consumers at each ISN workplace.

Источники информации.Sources of information.

1. Патент RU №2260191, 01.10.2005.1. Patent RU No. 2260191, 01.10.2005.

2. Патент RU №105755111, 20.06.2011.2. Patent RU No. 105755111, 06/20/2011.

3. Патент RU №2453909 С1, 20.06.2012.3. Patent RU No. 2453909 C1, 06/20/2012.

4. Патент RU №2550887 С2, 20.05.2015.4. Patent RU No. 2550887 C2, May 20, 2015.

5. Патент US №7751977 В2, 06.07.2010.5. US patent No. 7751977 B2, 07/06/2010.

6. Патент US №9132912 В2, 15.09.2015.6. US patent No. 9132912 B2, 09/15/2015.

7. Патент US №7990263 В2, 02.08.2011.7. US patent No. 7990263 B2, 08/02/2011.

8. Патент RU №2765606 С1, 01.02.2022.8. Patent RU No. 2765606 C1, 01.02.2022.

Claims (1)

Комплекс навигации и управления кораблем, содержащий морские средства навигации, корабельные средства освещения надводной и подводной обстановки, локальную вычислительную сеть, серверы, печатающее устройство средств обработки и обеспечения сохранности информации, единую электронную картографическую систему, систему единого времени, блоки отображения и управления, установленные на каждом командном пункте корабля, автоматизированные рабочие места в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем, автоматический переключатель сети и источники бесперебойного электропитания системы обеспечения бесперебойным питанием, при этом комплекс выполнен интегрированным на каждый командный пункт корабля с использованием принципа модульности, оснащенный пультом с органами управления режимами счисления, осуществляющим регулировку настроек, отображение данных от морских средств навигации и корабельных систем, обеспечивающих комплекс навигационной информацией, совмещенный с системой сигнализации, навигационным монитором с сенсорным управлением или интерактивной доской с проектором, автоматизированными рабочими местами в составе интегрированной мостиковой системы и интегрированной системы управления кораблем; автоматизированные мобильные комплекты должностных лиц, обеспечиваемые цифровой картографической информацией от единой электронной картографической системы, объединенные тремя серверами и локально-вычислительной сетью, оснащенной основным и резервными каналами передачи навигационных данных, исключающими потерю информации при боевых и аварийных повреждениях, отличающийся тем, что введены экспертная система, обеспечивающая выработку решений возникающих проблем судовождения, с формированием рекомендаций вахтенному помощнику, и автоматическую активацию в критических ситуациях процедур для обеспечения безопасности, с формированием оценок индекса доверия к принятию решений, которая выполнена на основе морского компьютера типа MNS-620 и включает массивы информации, систем кодирования, конвертации форматов, сжатия информации, включая средства раскодирования и декомпрессии файлов электронных карт, и включает средства для выбора методов ввода данных в машинную среду, упорядочивания сведений, изменения содержания информационных массивов, составления различных списков и каталогов по учету данных, информационную модель системы управления и сведения, составляющие информационную модель внешней среды, лазерная система информационно-координатного обеспечения, геоинформационная система Arc View, система трансформирования изображения AVHRR NOAA, системы построения карт по спутниковым изображениям ERS. комплекс ледовой разведки «Дозор», программные модули Physx, Hydrax, Skyx, ANSYSAQWA.GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, SBAS, GBAS, судовая система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки гидрологических данных типа «dKart HIDROCRAPHER» с экспортом данных в форматы HyKit и dKart, электронная навигационная система типа "Сегмент", обеспечивающая конвертацию данных ENC в соответствии со стандартом IHO S-57 и отображение SENC в соответствии со стандартом IHO S-52, блок решения навигационных задач в парной параллактической системе координат, при этом курсоуказатели содержат по крайней мере три фиброоптических гирокомпаса с тремя акселерометрами, приемоиндикатор СНС снабжен приемной антенной с диаграммой направленности с правой поляризацией и установленной на мачте, приемными антеннами с левой поляризацией, с диаграммами, направленными вниз и установленными по бортам корабля, бортовой приемоиндикатор спутниковой навигационной системы выполнен многоканальным на основе центрального процессора нейроматрицы NM 6403 или NM 6404.The ship navigation and control complex, containing marine navigation aids, shipborne surface and underwater lighting, local area network, servers, printing device for information processing and security, a unified electronic cartographic system, a single time system, display and control units installed on each command post of the ship, automated workstations as part of the integrated bridge system and the integrated ship control system, automatic network switch and uninterruptible power supplies of the uninterruptible power supply system, while the complex is integrated into each command post of the ship using the principle of modularity, equipped with a remote control with controls control of the numeration modes, which adjusts the settings, displays data from marine navigation aids and ship systems that provide the complex with navigation information, jointly equipped with an alarm system, a navigation monitor with touch control or an interactive whiteboard with a projector, workstations as part of an integrated bridge system and an integrated ship control system; automated mobile sets of officials, provided with digital cartographic information from a single electronic cartographic system, united by three servers and a local area network equipped with main and backup navigation data transmission channels that exclude information loss during combat and emergency damage, characterized in that an expert system has been introduced , which provides the development of solutions to emerging problems of navigation, with the formation of recommendations to the watch officer, and the automatic activation of safety procedures in critical situations, with the formation of estimates of the index of confidence in decision-making, which is based on the MNS-620 type marine computer and includes arrays of information, systems encoding, format conversion, information compression, including tools for decoding and decompressing electronic chart files, and includes tools for selecting methods for entering data into the machine environment, organizing information, changing changing the content of information arrays, compiling various lists and catalogs for data accounting, information model of the control system and information constituting the information model of the external environment, laser information and coordinate support system, Arc View geographic information system, AVHRR NOAA image transformation system, systems for constructing maps from satellite ERS images. ice reconnaissance complex "Dozor", software modules Physx, Hydrax, Skyx, ANSYSAQWA.GPS, GLONASS, GALILEO, SBAS, GBAS, ship planning system, automatic collection, registration and processing of hydrological data of the "dKart HIDROCRAPHER" type with data export to HyKit formats and dKart, an electronic navigation system of the "Segment" type, which provides ENC data conversion in accordance with the IHO S-57 standard and SENC display in accordance with the IHO S-52 standard, a block for solving navigation problems in a paired parallax coordinate system, while the heading indicators contain at least three fiber-optic gyrocompasses with three accelerometers; the basis of the central neuromatrix processor NM 6403 or NM 6404.
RU2022109505A 2022-04-08 Ship navigation and control complex RU2786251C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786251C1 true RU2786251C1 (en) 2022-12-19

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809391C1 (en) * 2023-03-09 2023-12-11 Владимир Васильевич Чернявец Method for estimating position of vehicle, mainly high-speed train, and device for estimating position of vehicle, mainly high-speed train

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU105755U1 (en) * 2010-10-29 2011-06-20 Закрытое акционерное общество "Морские навигационные системы" SHIP INTEGRATED BRIDGE SYSTEM
RU147831U1 (en) * 2014-04-17 2014-11-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации AUTOMATED FISHING VESSEL CONTROL SYSTEM
US20180082596A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Honeywell International Inc. Methods and systems for automation guidance
RU2713077C1 (en) * 2019-05-06 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Decision support system with a modular structure for double-acting operators
RU2741669C1 (en) * 2020-08-18 2021-01-28 Акционерное общество "Кронштадт Технологии" System for coordinated control of ship movement in modes of automatic and remote control
RU2765606C1 (en) * 2020-12-04 2022-02-01 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Integrated system for navigation of ships and supply vessels of the navy

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU105755U1 (en) * 2010-10-29 2011-06-20 Закрытое акционерное общество "Морские навигационные системы" SHIP INTEGRATED BRIDGE SYSTEM
RU147831U1 (en) * 2014-04-17 2014-11-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации AUTOMATED FISHING VESSEL CONTROL SYSTEM
US20180082596A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Honeywell International Inc. Methods and systems for automation guidance
RU2713077C1 (en) * 2019-05-06 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Decision support system with a modular structure for double-acting operators
RU2741669C1 (en) * 2020-08-18 2021-01-28 Акционерное общество "Кронштадт Технологии" System for coordinated control of ship movement in modes of automatic and remote control
RU2765606C1 (en) * 2020-12-04 2022-02-01 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Integrated system for navigation of ships and supply vessels of the navy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809391C1 (en) * 2023-03-09 2023-12-11 Владимир Васильевич Чернявец Method for estimating position of vehicle, mainly high-speed train, and device for estimating position of vehicle, mainly high-speed train

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Specht et al. Application of an autonomous/unmanned survey vessel (ASV/USV) in bathymetric measurements
Chiang INS/GPS integration using neural networks for land vehicular navigation applications
RU2483280C1 (en) Navigation system
CN205940569U (en) Boats and ships pilotage system based on ECDIS and communications network
Specht et al. Determination of the Territorial Sea Baseline-Aspect of Using Unmanned Hydrographic Vessels.
RU2786251C1 (en) Ship navigation and control complex
Ziebold et al. Concept for an integrated pnt-unit for maritime applications
WO2015194966A1 (en) Method and system for quality control and correction of position data from navigation satellites in areas with obstructing objects
Wells et al. GPS: A multipurpose system."
KR20010055515A (en) Automatic system for ship trial
Osborne et al. Advanced Unmanned Search System (AUSS) Surface Navigation, Underwater Tracking, and Transponder Network Calibration
KR20040010473A (en) The measurement and confirmation system of the position of fishing ground by the telemetering observation method
Lanziner The genesis of electronic charting
Sinclair et al. Alaska Peninsula deployment of laser airborne bathymetric system
Langley Basic navigation with a GPS receiver
Porathe GPS positioning in a Real-Time 3D environment-construction of a prototype software
Abbott Hydrographic surveying
White et al. Mapping Data Acquisition and Processing Summary Report: EX-17-08, Musician Seamounts (ROV & Mapping)
Pappalardi et al. HMS Scott-United Kingdom ocean survey ship
Grant BIONAV—The Bedford Institute of Oceanography Integrated Navigation System
Dunlap Major developments in marine navigation during the last 25 years
McKeown et al. GAPS: Grab acoustic positioning system
Van Norden et al. Developing a concept of operations for military surveys to IHO standards without shore-based stations
Chukwuocha Modern Trends in Topographic Data Collation for Environmental Studies and Engineering
Conceição Emergency Survey Toolkit for Naval Operations