電子海圖系統(tǒng)

電子海圖系統(tǒng)大連海事大學(xué)航海學(xué)院張英俊教授、博士生導(dǎo)師

ecdis@Tel（0411）847244662010年8月緒論電子海圖系統(tǒng)是近十幾年來(lái)航海領(lǐng)域出現(xiàn)并逐漸成熟的一項(xiàng)新技術(shù)。這項(xiàng)新技術(shù)適應(yīng)了海運(yùn)船舶駕駛實(shí)踐的需求。原因是：航道擁擠程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出現(xiàn)給船舶航行安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。解決這個(gè)問(wèn)題的一種方式是集成式地把本船的位置、所處的靜態(tài)環(huán)境、周?chē)膭?dòng)態(tài)目標(biāo)信息顯示在一個(gè)屏幕上，使得船舶駕駛員能夠迅速地獲取所有這些信息，及時(shí)地做出操船決策海運(yùn)船舶駕駛中使用各種現(xiàn)代化的導(dǎo)航設(shè)備和雷達(dá)設(shè)備，能夠在很短的時(shí)間間隔內(nèi)獲取精確可靠的關(guān)于船位、船舶運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及周?chē)h(huán)境方面的信息。使用電子海圖，能夠把駕駛員從海圖作業(yè)這一事務(wù)性工作中解脫出來(lái)，使其把主要精力放在航行監(jiān)視和及時(shí)制定操船決策上來(lái)緒論20世紀(jì)70年代末，微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展為電子海圖的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。當(dāng)時(shí)的船用電子海圖系統(tǒng)被稱(chēng)為“視頻航跡標(biāo)繪儀”。多功能船用電子海圖系統(tǒng)在八十年代中期蓬勃發(fā)展起來(lái)。該系統(tǒng)是一種集成式的導(dǎo)航信息系統(tǒng)，它在使用電子海圖的基礎(chǔ)上，完成綜合的船舶駕駛?cè)蝿?wù)。緒論多功能船用電子海圖系統(tǒng)對(duì)保證船舶航行安全所起的重要作用得到了IMO和IHO以及眾多航海專(zhuān)家的認(rèn)可。ECDIS的概念正是在總結(jié)多功能船用電子海圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。1986年7月，IMO和IHO開(kāi)始合作,成立了ECDIS協(xié)調(diào)小組（HGE），共同研究ECDIS。1988年10月IMO和IHO聯(lián)合組織了著名的北海工程實(shí)驗(yàn)，以評(píng)價(jià)ECDIS的功能，分析其潛在用途。

緒論

此后，IMO和IHO均積極地對(duì)ECDIS進(jìn)行研究，討論制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：IMO1995年11月在第19屆大會(huì)上，作為A.817(19)號(hào)決議正式批準(zhǔn)了現(xiàn)行的“IMOECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)”。1996年通過(guò)了MSC.64(67)決議，增加了性能標(biāo)準(zhǔn)附件6“ECDIS備份需求”。1998年通過(guò)了MSC.86(70)決議，增加了性能標(biāo)準(zhǔn)附件7“光柵海圖操作模式”。2006年通過(guò)了MSC.232(82)決議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較全面的修訂，使之成為了現(xiàn)行的“IMOECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)”。2009年IMO.MSC.282(86)決議通過(guò)了SOLAS公約修正案，規(guī)定從2012年起陸續(xù)強(qiáng)制裝載ECDIS。緒論IHO1991年頒布了數(shù)字化海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)SP-57，1993年11月頒布了該標(biāo)準(zhǔn)的第二版，并稱(chēng)為S-57。1996年11月頒布了S-57的第三版,也即現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。2000年修訂為3.1版1990年5月IHO電子海圖顯示系統(tǒng)委員會(huì)（COE）發(fā)布了ECDIS海圖內(nèi)容和顯示暫行規(guī)范SP-52，1992年9月頒布了該規(guī)范的第二版，1993年10月頒布了該規(guī)范的第三版，并稱(chēng)為S-52。1996年12月頒布了S-52的第五版，2010年3月發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)第六版,即現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。第一章基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)ECDIS使用中的法律問(wèn)題與責(zé)任1.1SOLAS公約關(guān)于海圖的配備SOLAS公約關(guān)于海圖的配備要求位于該公約第5章，主要有以下幾個(gè)方面：第2條－對(duì)海圖進(jìn)行定義：海圖和圖書(shū)是由政府、政府認(rèn)可的水道測(cè)量部門(mén)或相關(guān)政府機(jī)構(gòu)出版或授權(quán)出版的用于滿(mǎn)足航海需要的專(zhuān)用圖或書(shū)及編輯這種圖或書(shū)所用數(shù)據(jù)庫(kù)。1.1SOLAS公約關(guān)于海圖的配備

SOLAS公約關(guān)于海圖的配備要求位于該公約第5章，主要有以下幾個(gè)方面：第19條－規(guī)定不同船舶應(yīng)配備的設(shè)備，其中關(guān)于海圖的配備要求為：船舶無(wú)論大小應(yīng)配備整個(gè)航次制定計(jì)劃、顯示、航行定位和航行監(jiān)控所需的海圖和圖書(shū)，電子海圖顯示與信息系統(tǒng)可以被認(rèn)為是符合本條海圖配備要求。如果使用電子設(shè)備完成或部分完成航次所需的以上功能，必須有滿(mǎn)足功能要求的備用配置。（關(guān)于滿(mǎn)足功能要求的備用配置在IMOA817（19）決議中進(jìn)行了規(guī)定）。1.1SOLAS公約關(guān)于海圖的配備SOLAS公約關(guān)于海圖的配備要求位于該公約第5章，主要有以下幾個(gè)方面：第27條－改正與更新：航次所需的海圖和諸如航路指南、燈標(biāo)表、航海通告、潮汐表及其它航行所需的圖書(shū)應(yīng)該是適當(dāng)?shù)那腋恼阶罱铡?電子海圖改正)1.2ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)IMO在1995年11月第19屆大會(huì)上，作為A.817(19)號(hào)決議正式批準(zhǔn)“IMOECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)”，此后海安會(huì)分別在1996年通過(guò)MSC.64(67)決議,在1998年通過(guò)MSC86(70)決議,在2006年通過(guò)了MSC.232(82),對(duì)其進(jìn)行了三次修訂。該標(biāo)準(zhǔn)給出了ECDIS的定義，規(guī)定了信息的顯示、海圖改正、航線設(shè)計(jì)、航路監(jiān)視、航行記錄等性能要求。該標(biāo)準(zhǔn)有7個(gè)附件：

1.2ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)附件一給出了制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所參照的其它標(biāo)準(zhǔn)，包括S-52及其附件、S-57、IEC61174“電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）測(cè)試方法和要求的測(cè)試結(jié)果”、IEC60945“組成GMDSS的船載無(wú)線電設(shè)備和船用導(dǎo)航設(shè)備的一般要求”等；附件二給出了ECDIS在完成計(jì)劃航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)視期間可用的海圖信息分類(lèi)（顯示基礎(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)顯示、附加信息）；附件三給出了ECDIS中所使用的航行要素和參數(shù)的術(shù)語(yǔ)及其縮寫(xiě)；附件四給出了ECDIS在完成計(jì)劃航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)視期間應(yīng)自動(dòng)檢測(cè)到的特殊地理區(qū)域；附件五給出了ECDIS的報(bào)警及指示的形式和內(nèi)容；附件六列出了對(duì)ECDIS后備裝置的要求附件七給出了光柵海圖操作模式1.2ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)：如果有適當(dāng)?shù)膫溆门渲肊CDIS便可以滿(mǎn)足SOLAS公約第5章第19和27條關(guān)于海圖配置的要求，即可以取代紙質(zhì)海圖。但如果工作在RCDS（RasterChartDisplaySystems）模式，不能取代紙質(zhì)海圖。1.3IHO關(guān)于ECDIS的主要文件IHO關(guān)于電子海圖的文件主要包括：IHOS-52海圖內(nèi)容和顯示規(guī)范：規(guī)定了電子航海圖的內(nèi)容和顯示、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、改正方法和信息傳輸途徑，以及屏幕上電子海圖的顏色和符號(hào)使用等。該標(biāo)準(zhǔn)有3個(gè)附件。附件一：對(duì)電子航海圖的改正問(wèn)題作了詳細(xì)的規(guī)定；附件二描述了ECDIS屏幕上電子海圖的顏色和符號(hào)使用細(xì)節(jié)；附件三定義了ECDIS的相關(guān)術(shù)語(yǔ)。1.3IHO關(guān)于ECDIS的主要文件IHOS-57數(shù)字化海道測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)：描述了用于各國(guó)航道部門(mén)之間的數(shù)字化海道測(cè)量數(shù)據(jù)的交換以及向航海人員、ECDIS的生產(chǎn)商發(fā)布這類(lèi)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。它包括三章：一般性介紹、理論數(shù)據(jù)模型（海圖信息描述的理論模型）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（電子航海圖的數(shù)據(jù)格式），以及兩個(gè)附件：IHO物標(biāo)目錄（物標(biāo)分類(lèi)和編碼系統(tǒng)）、產(chǎn)品規(guī)范（電子航海圖產(chǎn)品規(guī)范、IHO物標(biāo)目錄數(shù)據(jù)字典產(chǎn)品規(guī)范）。該標(biāo)準(zhǔn)是具有法律效力的矢量形式的電子航海圖的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)1.4IEC關(guān)于ECDIS的標(biāo)準(zhǔn)ECDIS硬件設(shè)備的性能和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IEC61174：描述了符合IMO標(biāo)準(zhǔn)的ECDIS的性能測(cè)試工作方法和要求的測(cè)試結(jié)果。符合該標(biāo)準(zhǔn)是ECDIS得到類(lèi)型認(rèn)可，從而合法地成為船用設(shè)備的前提。1.5ECDIS取代紙質(zhì)海圖通過(guò)型式認(rèn)可的ECDIS使用改正至最新的官方ENC（官方水道測(cè)量部門(mén)提供的符合IHOS-57標(biāo)準(zhǔn)，具體內(nèi)容、顯示方式、以及顏色和符號(hào)的使用等要符合IHOS-52規(guī)范）并配備適當(dāng)?shù)膫溆门渲?，可以取代紙質(zhì)海圖。1.6ECDIS培訓(xùn)目前，國(guó)際海事組織STCW95公約沒(méi)有對(duì)ECDIS提出特別的正式要求，而是認(rèn)為其歸于關(guān)于海圖的培訓(xùn)與評(píng)估。但是，通過(guò)提出示范課程的方式強(qiáng)調(diào)了ECDIS培訓(xùn)的重要性：ECDIS是需要高操作技能的復(fù)雜的航行系統(tǒng)，不僅具有大量的航行功能，而且是有很多部分組成的復(fù)雜的基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)，諸如硬件、軟件、傳感器、輸入、詳細(xì)精確的ECDIS數(shù)據(jù)及其顯示規(guī)則、狀態(tài)指示與報(bào)警、人機(jī)交互等。因此，在使用ECDIS航行和使其功能時(shí)必須注意避免誤用信息和系統(tǒng)失靈。所有在配備有ECDIS的船舶上值班的船長(zhǎng)、大副和駕駛員應(yīng)在完成了使用ECDIS的課程后才能勝任使用該設(shè)備。為了航行安全，ECDIS的培訓(xùn)和發(fā)證要求是必要的。1.7獲取數(shù)據(jù)的責(zé)任使用者有責(zé)任明確使用符合實(shí)際的有效數(shù)據(jù)，必須保證海圖改正至最新。對(duì)于海圖的改正不僅要知道如何改正而且要知道改正數(shù)據(jù)的來(lái)源。要善于對(duì)海圖數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行確認(rèn)－系統(tǒng)運(yùn)行中任何時(shí)候都可以查詢(xún)使用中的數(shù)據(jù)的詳細(xì)描述。第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)電子海圖與電子海圖系統(tǒng)2.1電子海圖電子海圖（Electronicchart）是在顯示器上顯示出海圖信息和其它航海信息，所以也稱(chēng)為“屏幕海圖”。電子海圖和其應(yīng)用環(huán)境組成電子海圖系統(tǒng)。2.1電子海圖（1）電子海圖種類(lèi)矢量化海圖（Vectorcharts）：是將數(shù)字化的海圖信息分類(lèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，使用者可以選擇性的查詢(xún)、顯示和使用數(shù)據(jù)，并可以和其他船舶系統(tǒng)相結(jié)合，提供諸如警戒區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)的自動(dòng)報(bào)警等功能。光柵掃描海圖（Rastercharts）：通過(guò)對(duì)紙質(zhì)海圖的光學(xué)掃描形成的數(shù)據(jù)信息文件，可以看作是紙質(zhì)海圖的復(fù)制品。因此，不能提供選擇性的查詢(xún)和顯示功能。2.1電子海圖（2）電子航海圖（ElectronicNavigationalChart－ENC）ENC：內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、格式均標(biāo)準(zhǔn)化了的數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)由官方授權(quán)的權(quán)威海道測(cè)量部門(mén)制作發(fā)行，供ECDIS使用。這種海圖不僅具有安全航行所需要的所有信息，還可以具有被認(rèn)為是航行安全所需的紙質(zhì)海圖沒(méi)有的其他信息。ENC具有以下屬性：2.1電子海圖－ENC屬性?xún)?nèi)容基于主管水道測(cè)量局的原始數(shù)據(jù)或官方海圖；根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼和編制；基于WGS84坐標(biāo)系；內(nèi)容的保證由發(fā)行數(shù)據(jù)的水道測(cè)量局負(fù)責(zé)；只由主管水道測(cè)量局發(fā)行；根據(jù)數(shù)字化分發(fā)的官方改正數(shù)據(jù)進(jìn)行定期改正。2.1電子海圖（3）光柵掃描航海圖（RasterNavigationalChart－RNC）通過(guò)國(guó)家水道測(cè)量部門(mén)或其授權(quán)出版的海圖數(shù)字掃描而成，并結(jié)合顯示系統(tǒng)提供連續(xù)自動(dòng)的定位功能的電子海圖。RNC具有以下屬性：

2.1電子海圖－RNC屬性由官方紙質(zhì)海圖復(fù)制而成；根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制作；內(nèi)容的保證由發(fā)行數(shù)據(jù)的水道測(cè)量局負(fù)責(zé)；根據(jù)數(shù)字化分發(fā)的官方改正數(shù)據(jù)進(jìn)行定期改正。2.1電子海圖（4）系統(tǒng)電子航海圖（SENC）SENC是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是為了恰當(dāng)使用ENC而由ECDIS將其進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，同時(shí)通過(guò)恰當(dāng)方法改正ENC，并且由航海人員添加了其它數(shù)據(jù)后而形成的。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)被ECDIS直接使用來(lái)顯示電子海圖以及完成其它航海功能，并且與最新的紙質(zhì)海圖等價(jià)。SENC還可包含來(lái)自其它信息源的信息。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（1）ECDIS的定義ECDIS是一個(gè)航行信息系統(tǒng)，如果這個(gè)系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)膫溆门渲?，便能被接受為符?974年SOLAS公約中第5章第19和27條關(guān)于改正至最新的海圖的配備要求。該系統(tǒng)可有選擇地顯示系統(tǒng)電子航海圖中的信息以及從導(dǎo)航傳感器獲得的位置信息以幫助航海人員進(jìn)行航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)視，并且能夠按要求顯示其它與航海相關(guān)的補(bǔ)充信息。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成電子海圖顯示與信息系統(tǒng)的組成分為硬件部分和軟件部分2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成：硬件部分ECDIS實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高性能的內(nèi)、外部接口符合S52標(biāo)準(zhǔn)要求的船用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)的中心是高速中央處理器和大容量的內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器的容量應(yīng)保證能夠容納整個(gè)ENC、ENC改正數(shù)據(jù)和SENC。中央處理器、內(nèi)存和顯存容量應(yīng)保證顯示一幅電子海圖所需時(shí)間不超過(guò)5秒。內(nèi)部接口應(yīng)包括圖形卡、語(yǔ)音卡、硬盤(pán)和光盤(pán)控制卡等。以光盤(pán)或軟盤(pán)為載體的ENC及其改正數(shù)據(jù)，以及用于測(cè)試ECDIS性能的測(cè)試數(shù)據(jù)集可通過(guò)內(nèi)部接口直接錄入硬盤(pán)，船舶駕駛員在電子海圖上所進(jìn)行的一些手工標(biāo)繪、注記，以及電子海圖的手工改正數(shù)據(jù)的輸入等可通過(guò)鍵盤(pán)和游標(biāo)實(shí)現(xiàn)。同喇叭相連接的語(yǔ)音卡，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成：硬件部分圖形顯示器用于顯示電子海圖，其尺寸、顏色和分辯率應(yīng)符合IHOS-52的最低要求，即有效畫(huà)面最小尺寸應(yīng)為350x270mm，不少于64種顏色，像素尺寸小于0.3mm。在進(jìn)行航路監(jiān)視時(shí)顯示海圖的有效尺寸至少應(yīng)為270mmx270mm（IMOECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)的要求）。文本顯示器用于顯示航行警告、航路指南、航標(biāo)表等航海咨詢(xún)信息，其尺寸應(yīng)不小于14寸，支持24x80字符顯示。利用打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)電子海圖和航行狀態(tài)的硬拷貝，以便事后分析?？砂磭?guó)際海事組織的要求記錄航行數(shù)據(jù)。外部接口一般是含有CPU的智能接口，保證從外部傳感器接收信息（包括GPS、LORAN-C、羅經(jīng)、計(jì)程儀、風(fēng)速風(fēng)向儀、測(cè)深儀、AIS、雷達(dá)/ARPA、衛(wèi)星船站、自動(dòng)舵等設(shè)備的信息）并按照一定的調(diào)度策略向主機(jī)發(fā)送這些信息。通過(guò)船用通信設(shè)備（如INMARSAT-C）不僅自動(dòng)接收ENC的改正數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電子海圖的自動(dòng)改正；而且還可接收其他諸如氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成：軟件部分：海圖信息處理軟件：由ENC向SENC轉(zhuǎn)換的軟件、電子海圖自動(dòng)和手工改正軟件、海圖符號(hào)庫(kù)的管理軟件、航海咨詢(xún)信息的管理軟件、電子海圖庫(kù)的管理軟件、海圖要素分類(lèi)及編碼系統(tǒng)的管理軟件、用戶(hù)數(shù)據(jù)的管理軟件等。電子海圖顯示系統(tǒng)軟件：電子海圖合成軟件（給定顯示區(qū)域、比例尺和投影方式，搜索合適的海圖數(shù)據(jù)，并進(jìn)行投影和裁剪計(jì)算，生成圖形文件）、電子海圖顯示軟件（根據(jù)圖形文件調(diào)用符號(hào)庫(kù)，在屏幕上繪制海圖）、電子海圖上要素的搜索軟件、航海咨詢(xún)信息的顯示軟件等。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成：軟件部分：計(jì)劃航線設(shè)計(jì)軟件:在電子海圖上手工繪制和修改計(jì)劃航線、計(jì)劃航線可行性檢查、經(jīng)驗(yàn)（推薦）航線庫(kù)的管理、航行計(jì)劃列表的生成（每個(gè)航行段的距離、航速、航向、航行時(shí)間等）。傳感器接口軟件：與GPS、LORAN-C、羅經(jīng)、計(jì)程儀、風(fēng)速風(fēng)向儀、測(cè)深儀、AIS、雷達(dá)/ARPA、衛(wèi)星船站、自動(dòng)舵等設(shè)備的接口軟件，以及從這些傳感器所讀取的信息的調(diào)度和綜合處理軟件。航路監(jiān)視軟件：計(jì)算船舶偏離計(jì)劃航線的距離、檢測(cè)航行前方的危險(xiǎn)物和淺水域、危險(xiǎn)指示和報(bào)警等。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（2）ECDIS的組成：軟件部分：航行記錄軟件：記錄船舶航行過(guò)程中所使用的海圖的詳細(xì)信息以及航行要素，實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“黑匣子”的功能。航海問(wèn)題的求解軟件：船位推算、恒向線和大圓航法計(jì)算、距離和方位計(jì)算、陸標(biāo)定位計(jì)算、大地問(wèn)題正反解計(jì)算、不同大地坐標(biāo)系之間的換算、船舶避碰要素（CPA、TCPA）計(jì)算等。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能海圖顯示，包括：在給定的投影方式下合成和顯示海圖（在使用墨卡托投影方式時(shí)，可適當(dāng)選取海圖的基準(zhǔn)緯度，以減小海圖的投影變形）；以“正北向上”或“航向向上”方式顯示海圖；以“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”方式顯示海圖；隨機(jī)改變電子海圖的比例尺（縮放顯示及漫游）；分層顯示海圖信息（隱去本船在特定航行條件下不需要的信息）。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能海圖作業(yè)：在電子海圖上進(jìn)行計(jì)劃航線設(shè)計(jì)（依照推薦航線進(jìn)行手工設(shè)計(jì)或進(jìn)行大圓航線計(jì)算）；以靈活的方式計(jì)算任意兩點(diǎn)間的距離和方位（如，利用電子方位線、可變距離圈等方式）；標(biāo)繪船位、航跡和時(shí)間。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能海圖改正：能夠接受由官方ENC制作部門(mén)提供的正式改正數(shù)據(jù)以及由航海人員從紙質(zhì)航海通告或無(wú)線電航行警告中提取的改正數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)ENC的自動(dòng)和手工改正。定位及導(dǎo)航。能夠同計(jì)程儀、電羅經(jīng)、GPS、Loran-C、測(cè)深儀、氣象儀等設(shè)備連接，接收來(lái)自這些傳感器的信息，并進(jìn)行綜合處理，求得最佳船位；能夠進(jìn)行各種陸標(biāo)定位計(jì)算。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能雷達(dá)信息處理。ECDIS可將雷達(dá)圖象和ARPA信息疊加顯示在電子海圖上，提供本船、本船周?chē)撵o態(tài)目標(biāo)，本船周?chē)膭?dòng)態(tài)目標(biāo)三者之間的位置關(guān)系。航海人員可據(jù)此判斷避碰態(tài)勢(shì)，做出避碰決策。同時(shí)，還能夠在電子海圖上檢測(cè)該避碰決策可行與否。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能航路監(jiān)視。在船舶航行過(guò)程中，ECDIS能夠自動(dòng)計(jì)算船舶偏離計(jì)劃航線的距離，必要時(shí)給出指示和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)航跡保持。ECDIS還能夠自動(dòng)檢測(cè)到航行前方的暗礁、禁航區(qū)、淺灘等，實(shí)現(xiàn)避礁、防淺。航海信息咨詢(xún)。獲取電子海圖上要素的詳細(xì)描述信息以及整個(gè)航線上的航行條件信息，如潮汐、海流、氣象等。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（3）ECDIS的主要功能航行記錄。ECDIS能夠自動(dòng)記錄前12小時(shí)內(nèi)所使用過(guò)的ENC單元及其來(lái)源、版本、日期和改正歷史，以及每隔一分鐘的船位、航速、航向等。一旦船舶發(fā)生事故，這些信息足以再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的航行情況。記錄的信息不允許被操縱和改變。也就是說(shuō)，ECDIS應(yīng)具備類(lèi)似“黑匣子”的功能。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（4）光柵掃描海圖顯示系統(tǒng)（RasterChartDisplaySystems－RCDS）光柵掃描海圖顯示系統(tǒng)是ECDIS的一種使用光柵掃描航海圖的工作模式。使用在沒(méi)有ENC覆蓋的海域。這種工作模式有以下局限性：2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（4）光柵掃描海圖顯示系統(tǒng)（RasterChartDisplaySystems－RCDS）－局限性：光柵掃描海圖為有邊界海圖，這種模式如使用一套紙質(zhì)海圖一樣。光柵掃描海圖不能啟動(dòng)諸如防止擱淺的自動(dòng)報(bào)警功能，但可以由用戶(hù)加入信息的方式產(chǎn)生某些報(bào)警功能。海圖基準(zhǔn)面和投影可能和ENC不同。海圖上的特征不能被簡(jiǎn)化或移除以適合某種特定的航行要求。不能隨意選擇海圖顯示比例，可能會(huì)影響到對(duì)下一步航行的計(jì)劃功能。2.2電子海圖顯示與信息系統(tǒng)系統(tǒng)（ECDIS）（4）光柵掃描海圖顯示系統(tǒng)（RasterChartDisplaySystems－RCDS）－局限性：RCDS的海圖變向顯示可能影響海圖資料的讀取。不能夠通過(guò)查詢(xún)方式獲取海圖物標(biāo)的附加信息。不能設(shè)置安全警戒等深線或水深點(diǎn)并使其強(qiáng)調(diào)性顯示?；诠鈻艗呙韬D，不同的顏色可能用于顯示同樣的海圖信息，也可能出現(xiàn)白天和夜間顏色的不同。光柵掃描海圖應(yīng)以其紙質(zhì)海圖的比例尺顯示，過(guò)份的放大或縮小會(huì)嚴(yán)重降低RCDS的性能。2.3電子海圖系統(tǒng)（ECS）ECS指所有沒(méi)有通過(guò)測(cè)試證明符合ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。ECS可以顯示ENC或RNC或其他私自出版的海圖。也可以有類(lèi)似于ECDIS的功能。在ECDIS性能標(biāo)準(zhǔn)未制訂之前的電子海圖系統(tǒng)基本屬于這一類(lèi)。如果船舶安裝ECS，無(wú)論使用什么海圖，都不能解除其配備紙質(zhì)海圖的要求。第一章基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié)ECDIS數(shù)據(jù)3.1ECDIS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)ECDIS數(shù)據(jù)格式是S57格式，其將現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體用特征對(duì)象（FeatuerObjiect）和空間對(duì)象（SpatialObject）的組合來(lái)描述：特征對(duì)象：描述實(shí)體的種類(lèi)、性質(zhì)和特征等屬性信息?？臻g對(duì)象：描述實(shí)體的空間位置特性。每個(gè)空間對(duì)象有特征對(duì)象與此對(duì)應(yīng)，編碼組成數(shù)據(jù)庫(kù)。3.2ENC的制作（1）相關(guān)術(shù)語(yǔ)電子航海圖數(shù)據(jù)（ElectronicNavigationalChartData-ENCD):國(guó)家水道測(cè)量組織提供的制作ENC的數(shù)據(jù)。電子航海圖數(shù)據(jù)庫(kù)（ElectronicNavigationalChartDataBase-ENCDB):生產(chǎn)和維護(hù)ENC的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，由ENCD編制而成。電子海圖數(shù)據(jù)庫(kù)（ElectronicChartDataBase－ECDB）：海洋測(cè)繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。單元（Cell）：某地理區(qū)域的ENC數(shù)據(jù)分發(fā)的基本單位，數(shù)據(jù)文件大小不超過(guò)5MB。3.2ENC的制作（2）制作過(guò)程3.3ENC數(shù)據(jù)至少包括：控制點(diǎn)、高程點(diǎn)、陸地方位物海岸、島嶼陸地地貌、水系、道路、境界、橋梁、涵閘、管線居民地港口設(shè)施、近海設(shè)施干出灘水深、等深線、底質(zhì)航行障礙物助航設(shè)施航道、錨地、各種海區(qū)界線海流與潮汐對(duì)景圖、觀景點(diǎn)、磁差各種地名、專(zhuān)有名稱(chēng)標(biāo)記、說(shuō)明標(biāo)記地理坐標(biāo)網(wǎng)及標(biāo)記、圖解比例尺3.4ENC的改正手工改正：根據(jù)航海通告進(jìn)行改正數(shù)據(jù)加入SENC不能改動(dòng)ENC；自動(dòng)改正數(shù)據(jù)區(qū)別于手工改正數(shù)據(jù)改正記錄保存、顯示自動(dòng)改正：官方數(shù)據(jù)（根據(jù)S57編碼）3.5ECDIS顯示（1）基礎(chǔ)顯示（DisplayBase）：不能去除的SENC信息（但不保證滿(mǎn)足安全航行的需要）：海岸線（高潮水位）安全等深線－由航海人員選擇安全等深線所定義的安全水域內(nèi)深度小于安全等深線的水下孤立危險(xiǎn)物安全等深線所定義的安全水域內(nèi)的孤立危險(xiǎn)物，如橋梁和架空電纜等，包括浮標(biāo)和立標(biāo)無(wú)論其是否為助航所用各種分道通航制比例尺、范圍、方向（真北向上或航向向上）和顯示方式（真運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)）深度和高程單位3.5ECDIS顯示（2）標(biāo)準(zhǔn)顯示（StandardDisplay）：ECDIS最初顯示時(shí)包含的SENC的信息（在航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)視期間可由航海人員根據(jù)需要調(diào)整）：基礎(chǔ)顯示信息干出線固定和浮動(dòng)的助航標(biāo)志航道和運(yùn)河等的邊界視覺(jué)和雷達(dá)顯著物標(biāo)禁航區(qū)和受限區(qū)域海圖比例尺邊界警告注記標(biāo)志3.5ECDIS顯示（3）其他信息（AllOtherInformation）：根據(jù)要求顯示的信息。如：水深點(diǎn)海底電纜和管線孤立危險(xiǎn)物的詳細(xì)信息助航標(biāo)志的詳細(xì)信息警告標(biāo)記的內(nèi)容ENC版本日期測(cè)量基準(zhǔn)面磁差經(jīng)緯線網(wǎng)地名3.5ECDIS顯示（4）數(shù)據(jù)分層與顯示優(yōu)先級(jí)ECDIS處理的全部數(shù)據(jù)，包括海圖信息、雷達(dá)信息和其他傳感器的數(shù)據(jù)按照S－52進(jìn)行分層管理。S－52規(guī)定，ECDIS應(yīng)將處理的數(shù)據(jù)至少分成11級(jí)（1級(jí)內(nèi)可以分為多層信息，1層內(nèi)可分為多種要素)。級(jí)別排列靠后的信息不能覆蓋其前級(jí)信息。分級(jí)信息如下：3.5ECDIS顯示信息分級(jí)：ECDIS警告信息（如坐標(biāo)系、深度基準(zhǔn)面異常警告、顯示比例大于或小于ENC原始比例尺的警告）水道測(cè)量組織（HO）數(shù)據(jù)：點(diǎn)、線、面和自動(dòng)航海通告（官方改正）手工輸入的航海通告和無(wú)線電航海警告ENC警告（海圖上的警告和注意信息）HO的顏色填充區(qū)域數(shù)據(jù)HO提供的，根據(jù)用戶(hù)要求顯示的數(shù)據(jù)雷達(dá)信息用戶(hù)數(shù)據(jù)：點(diǎn)、線、面（用戶(hù)在電子海圖上做的標(biāo)注）ECDIS制造商的數(shù)據(jù)：點(diǎn)、線、面用戶(hù)的顏色填充區(qū)域數(shù)據(jù)ECDIS制造商的填充區(qū)域數(shù)據(jù)3.6結(jié)論性問(wèn)題ECDIS數(shù)據(jù)是其核心要素，只有官方數(shù)據(jù)可以使用。ENC數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存獨(dú)立于任何應(yīng)用軟件，這使得