电子海图（ECDIS）规范与使用的探讨 电子海图显示与信息系统（ECDIS）被认为是继雷达/ARPA和AIS之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。它要求多种设备与之相连接并显示相关指标的特殊性，必然就产生了比较复杂的规范，所以在使用该设备时要在规范要求范围内正确使用。电子海图具有多种功能，可以让航海工作人员减轻许多工作量，并提早获取船舶安全信息，但是如果使用不恰当，忽略了它的局限性，也会导致严重的后果。 标签：电子海图显示与信息系统（ECDIS）；海图显示；海图保密 前言 从最初纸海图的简单电子扫描复制品到过渡性的电子海图系统，ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能连续给出船位，还能提供综合航海有关的航线设计与航程监控等各种信息，有效地防范各种险情。 1 海图规范 与电子海图密切相关的三个国际组织是国际海事组织（IMO），国际航道测量组织（IHO）和国际电工委员会（IEC）。目前ECDIS相关国际标准主要由五个：IMO ECDIS性能标准；IHO S-52，即ECDIS的海图内容和显示规范；IHO S-57，即数字化水道测量数据传输标准；IHO S-63，即数据保护方案；国际电工委员会（International Electro-technical Commission，IEC）的IEC 61174，即ECDIS 硬件设备性能和测试标准，此外，IHO也制定了一些关于电子海图其他方面的配套标准。除了以上所提的规范之外还有名目繁多的术语，诸如Raster，Vector，ENC，ECDIS，ECS，ARCS，RCDS等等。 2 海图特点 2.1 海图分类 从海图的类型上对海图进行分类可将海图分成矢量海图（Vector chart）和光栅海图（Raster chart）。Raster和Vector的关系：电子海图的最终使命是取代传统的纸海图。 光栅海图显示系统（raster chart display system，RCDS）属于一种航行信息系统，使用海图库是光栅形式的海图，通过对纸海图的一次性扫描，形成单一的数字信息文件。光栅海图可以看作是纸海图的复制品，包含的信息（如岸线、水深等）与纸海图一一对应，可定期改正，可与定位传感器（如GPS）接口，但使用者不能对光栅海图进行询问式操作（如查询某一海图要素特征，或隐去某类海图要素等），因此有人称光栅海图为“非智能化电子海图”。
AWENA-1型船载电子海图系统（ECS） AWENA-1船载型电子海图系统（ECS）（前生AWENA-1船舶智能导航仪）是电子航行参考图显示系统（IHO S-57）和船舶智能避碰系统综合应用开发具有完全知识产权的新型船舶助导航产品，符合中国海事局《国内航行船舶船载电子海图系统（ECS）功能、性能和测试要求（暂行）》中的A级设备要求。能有效改善船舶航行的安全性，自动判别周围船舶的多种航行信息，结合电子航行参考图显示系统，实现了航行信息综合显示和智能辅助导航。 ?产品特点： 1. 本机采用模块化设计，以电子海图系统（ECS）为基本显示平台，与各导航传感器的合适组合构成了一套完整的，精确的，综合定位系统，并提供先进的，便捷的最佳化定位功能，有利于安全航行，触摸式的系统操作，更人性化。 2. 具有完全的自主知识产权全中文电子航行参考图显示平台，以S-52标准进行显示国际标准（IHO S-57）的电子海图，具有航线设计功能，并可在图上设置本船安全等深浅和安全水深，并突出显示。 3. 系统可接收处理AIS、GPS、罗经、测深仪、计程仪等设备的输入信息，给出与本船航行有关的周围动态交通状况显示，在航路监视同时，综合分析发生各类碰撞、搁浅、误入禁止区等危险的可能，提前警告，并试验解决途径，提供驾驶员安全规避的操作方案。 4.报警功能：监视各种航行危险并智能计算周围船舶的航行信息，为
船舶提示最危险的航行船舶：到达（接近）转向点指标，超出航迹偏移极限，越过安全等深浅，搁浅危险，接近孤立危险物,接近禁止区域，定位传感器故障等，都会报警。CPA/TCPA计算及报警（声光报警）。 5. 航迹记录：系统记录最近本船12小时内每分钟的实际航迹，可保 存最近3个月的本船实际航迹的独立航行记录。 6、提供国家海事局官方出版的电子海图预安装服务，同时也提供国 家海事局官方提供的电子海图升级安装服务(服务收费)。国家海事局官方出版的电子海图包含国内沿海和长江电子海图数据．海图信息包含的海图版本号，生产日期和套数号码，每套海图数据只能安装该条船只，船检也将对应船只进行相关信息的检查。 ７提供用户、上海海事局航海图书印制中心和上海埃威航空电子有限公司三方共同签订提供电子海图数据的相关协议．上海埃威航空电子有限公司将签订的相关信息提供给国家海事局海图出版中心备案。 8. 在签订电子海图预安装服务（服务费1000元）和三方协议后，海 埃威航空电子有限公司将预先安装国家海事局官方出版的电子海图包含国内沿海和长江电子海图数据．用户可以在中国海事电子海图发行网站注册登记网址为（.10/chart），并可获得用户名＼密码，免费下载相关的海图更新数据．同时也可以选择由上海埃威航空电子有限公司提供的一季度一次的海图数据升级光盘服务（有偿），保证相关海图数据产品源于官方正规渠道。
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪（VDR）、电 子海图和信息系统(ECDIS) 一、“海上数字交通” 自从1998年阿尔.戈尔“数字地球”概念的提出，一时间全球以“数字”为开头后面跟随不同名词的概念层出不穷，如“数字中国”、“海上数字交通”等等。 “海上数字交通”一开始仅仅是一个概念，随着时间的推延，已有了具体内涵，主要包含：电子海图（Electronic Chart Display and InFORMation System缩写ECDIS）；船舶自动识别系统(Automatic Identification System缩写AIS) ；船载航行数据记录仪（Voyage Data Recorder 缩写VDR）俗称船用黑匣子等。 在 “海上数字交通”时代，交通工具上需要了解可能到达地方的距离（电子海图）；需要了解在海图上的位置（全球卫星定位系统等）；需要了解周边船舶的船名航行状况等信息（船舶自动识别系统）；需要了解与他船的距离（雷达和船舶自动识别系统）；还需要有自动导航、避碰系统；通信及信息交换系统等。 二、电子海图显示与信息系统 电子海图是现代航海的一项新技术，它在保障航行安全和提高航行工作效率方面发挥着显著的作用。国际海事组织对ECDIS有专门的要求，与简单地用颜色显示的纸海图相比，包括更多的使用简单、操作容易的地理和文字信息,是一种把需要向航海人员显示和解释的各种各样信息融成一体的实时导航系统。ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置，可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。ECDIS规定必须采用1995年 l1月23日国际海事组织( IMO)正式采纳并以 IMO817(19)议案公布的 ECDIS性能标准。随着ECDIS性能标准的发展，国际航道测量组织( IHO)也完善了有关 ECDIS内容和显示的数字数据格式和规范，对航道测量数据IHO交换标准，更新模式的性能标准等。 电子海图一般由所在国的主管机关负责或监督制定，这里主要涉及的是国家主权和日常维护。电子海图主要技术指标要求要高于纸质海图许多，一般来讲，电子海图需要达到：精度高于1米的全数字化的电子海图，无级缩放；包含全部航海信息，如灯浮灯标等；包含全部的地理信息，如岸线码头等。 三、AIS的宗旨 AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境的保护。AIS的功能有：1、识别船只；2、协助追踪目标；3、简化信息交流；4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。
船舶电子海图系统常见缺陷 操作类缺陷 1.Officers not familiar with secondary alarm settings on ECDIS. SMS procedures for ECDIS not ship specific. 驾驶员不熟悉电子海图的警报设置，安全管理体系的程序不是专门针对于本船的ECDIS设备 ECDIS中关于报警的设置项有很多，请仔细查看ALARM LIMIT SETTING 中的报警设置项目。下述3项只是比较常用的报警。 1、锚泊值班报警： MENU-(4)OWNSHIP/TRACK-(2)ANCHOR-WATCH-CREATE MONITORING CIRCLE-RADIUS,可设置10-999M报警(JRC) 2、偏航报警： 偏航报警分两种： 一是偏离航向报警： (4)OWNSHIP/TRACK-(0)SETTING-SET ALARM LIMIT，在此可设置OFF COURSE，实际航向与计划航向偏差超过设置值时发出报警；
二是偏航距离报警：此项设置在做电子海图航线时已经包括了（XTL）当船偏离计划航线距离达到设定值即发出报警。（载入航线以后，必须在MENU-ROUTE-(4)USE XTD ALARM开启报警功能）(JRC)
3、启动ALARM LIMIT SETTING，熟知其内所包含的报警项目： (4)OWNSHIP/TRACK-(0)SETTING-SET ALARM LIMIT.可设置各项警报，如进入航道，锚地是否需要警报等。(JRC)
4.Key personnel not familiar with operation of ECDIS - safety parameter setting for the voyage. 关键人员不熟悉ECDIS的航次安全参数设置 设置方法：(6)CHART-(0)SETTING-(1)S-57-VIEW COMMON- DEPTH ALARM.有4项需要在每航次开航前根据本轮满载/压载对其进行设置，1 SHALLOW CONTOUR；2 SAFETY CONTOUR；3 SAFETY DEPTH;4 DEEP CONTOUR。其它安全方面的设置请参考ALARM LIMIT SETTING设置方法。 还包括海图显示方式：基本，标准，其他。水深报警区包括：水深两色或四色显示，浅水区范围，浅水隔离危险物标显示等。在VIEW1,VIEWE2界面，可以调整海图显示的信息，例如渔区，管道，灯标，物标，平台等信息显示或不显示。
船舶电子海图综合 导航系统 大连海大航运科技有限公司
公司简介 大连海大航运科技有限公司（简称“海大航科”）是大连海事大学与深圳沃金实业有限公司共同投资2000万元创办的高新技术企业，拥有一批教授、博士、硕士等高素质人才，主要从事交通航运领域的信息技术产品开发和信息技术服务。 海大航科以具有自主知识产权的专利技术-电子海图应用平台为基础，致力于为交通航运领域的企事业单位提供优质的信息技术产品和完善的服务。 海大航科位于大连市高新园区七贤岭学子街2号，是大连市高新技术园区创业中心的重点孵化企业。 海大航科自主开发的系统产品有：船舶电子海图/江图综合导航系统（符合IHO S-57、S-52标准）、港口/船舶引航系统、船舶动态监控系统、机务管理信息系统（含PMS）、船舶运输企业管理信息系统、航道测绘管理信息系统、搜救与溢油应急系统、船舶通讯软件等。
系统简介 “EAR 意尔?导航系统”是一套船用导航系统，它以国际标准（IHO-S57、S-52）的电子海图显示与信息系统为核心，集成了GPS、AIS、雷达/ARPA、电罗经、计程仪、测深仪、自动舵、Inmarsat-C、Inmarsat-B、 CDMA/GSM/GPRS等多种导航通讯设备，能够综合处理海上地理信息、本船航行状态信息、多种目标船动态信息、雷达图像信息、航行环境信息、具有完善的船舶导航、进出港引航、避碰辅助和航行管理功能，有助于保障船舶航行安全和提高营运效率。
遵循标准 本系统符合下列标准： IMO Resolution A.817（19）（电子海图显示与信息系统性能标准）IHO S-52（ECDIS海图内容及显示性能规范，第3版） IHO S-57（数字化水道测量数据传输标准，第3版） ITU-RM.1165（用于ECDIS更新的数字数据传输） IMO Resolution A.197（22）（船载AIS操作运行指南） IEC 61162（海上导航及通信设备与系统-数字接口） Q/DMT.001-2003（电子海图导航系统企业标准）
第一章电子海图与电子海图系统 第一节电子海图与标准电子海图 随着计算机技术与航海技术的不断发展，产生了以数字形式表示的海图以及各种电子海图应运系统。它们的出现是水道测量领域的一场新技术革命，使海图研究，生产以及使用跨入了一个新的纪元，也促使航海自动化迈上新的台阶。 所谓的电子海图（Electronic chart, EC）是在显示器上显示出海图信息和其他航海信息，所以也称“屏幕海图”。电子海图及其应用环境组成电子海图系统。 一、电子海图 电子海图是描述海域地理信息和航海信息的数字化产品，主要涉及海洋及其毗邻的陆地。详细的描述了岸形、岛屿、礁石、浅滩、沉船、水深、地质、助航标志、潮流、海流等航海所需的资料。 电子海图按照制作方法可分为矢量电子海图和光栅电子海图两大类。 （一）矢量电子海图（Vector Charts） 以矢量形式表示的数字海图。海图中的每个要素是以点、线、面等几何图形的形式存储在电子海图数据文件中、具有存储小、显示速度快、精度高、支持智能化航海等优点。用户查询电子海图中任意图标的细节（如灯标、颜色、周期）可根据需要有选择的显示不同的层次信息（如只显示小于10M的水深点）。矢量电子海图与其他的船舶系统相结合，能提供警戒区、危险区等自动报警功能。矢量电子海图被称为“智能电子海图”。 （二）光栅电子海图（Raster Charts） 以光栅形式表示的数字海图,通过对纸质的海图的一次性扫描，形成单一的数字信息文件；以像素的排列反映海图中的要素，依靠眼睛识别航海要素。因此，光栅电子海图被认为是纸质海图的复制品，它包含的信息（如岸线、水
深等）如纸质海图一一对应。光栅电子海图也可与定位传感器（如GPS）连接，但由于光栅电子海图制作原理上的局限性，光栅电子海图不能够提供选择性的查询和显示功能（如查询某一海图要素特征，或隐去某类海图要素特征等）。光栅电子海图被称为“非智能电子海图”。 目前，电子海图以矢量电子海图为主，光栅电子海图是在没有矢量电子海图的海域作为补充使用。 二、标准的电子海图 随着电子海图的发展，相关国际组织通过制定标准规范和统一的电子海图的数据格式，随之产生了标准的光栅电子海图和矢量电子海图，即光栅扫描航海图和电子航海图。 （一）光栅扫描航海图（Raster Navigational Chart, RNC） 符合国际水道测量组织（IHO）《光栅海图产品规范》S-61的光栅电子海图，是通过国家水道部或国家水道部授权出版的海图数字扫描而成，并与显示系统结合提供连续的自动定位功能的电子海图。 RNC具有以下属性： （1）由官方纸质海图复制而成； （2）根据国家标准制作； （3）内容的保证由发行数据的水道测量局负责； （4）根据数字化分发的官方改正数据进行定期改正。 RNC通常用于单一的海图或海图集的一些标准中。目前世界上主要的光栅扫描航海图产品有英国水道测量局（UKHO）生产的ARCS和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）生产的RNC等。
电子海图与海事雷达 邓康全 （国家海洋局南海工程勘察中心广州５１０３００） 摘要：电子海图和海事雷达是航海的重要助航设备。为提高船舶在航行中的避 碰能力，文章提出了电子海图图像与雷达信号的叠加方法。雷达的模拟视频信号、方位信号和触发脉冲，通过数模转换，利用极坐标与直角坐标变换模型和图像匹配，可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标，以提高对船舶周围环境的监控能力。 关键词：电子海图；海事雷达；雷达图像 在航海中，无线电通信称为“顺风耳”，而 电子海图和雷达等助航设备即称为“千里眼”。 电子海图系统可显示来自电子导航海图的选定信息和导航传感器的导航信息，以辅助驾驶员进行航线设计和航行监视。以电子海图为航行信息核心，实现与雷达、ＧＰＳ、计程仪、测深仪和ＡＩＳ等各种设备的信息融合，是电子海图信息系统的发展趋势。海事雷达可以测量水上目标及运动目标的距离和方位，并可以预测和判断运动目标下一步的运动态势，对本船与周围运动目标会遇态势下可能发生的碰撞危险进行判断和评估，辅助拟定本船的最佳避让策略，从而增强避碰决策能力。 电子海图与雷达的匹配定位导航，可在航行水域海图信息的基础上提供本船、本船周围的静态目标与动态目标三者之间的位置关系。实现了雷达视频数据的共享以及综合航行态势图的实时生成和显示，允许操作人员在同一个显示器上观察本船周围的全部态势，能集中精力判断并采取适当的行动，可以提高船舶避碰能力，这对船舶的航行，尤其是大雾天气中的近海航行和繁忙港道航行具有重要意义。目前国外部分产品已经实现了雷达和电子海图图像叠加的功能，而国内在这方面的研究比较少。笔者提出了一种雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法，采集雷达的模拟视频信号、触发脉冲和方位信号，通过数模转换、坐标系转换和图像处理，实现雷达和电子海图图像的匹配，完成雷达和电子海图的叠加。１电子海图与雷达模拟信号图像叠加 雷达应获取的３种信号是：①雷达模拟视频信号是目标的回波信号和触发脉冲；②雷达模拟视频信号是以目标的回波信号为模拟信号； ③方位信号是雷达天线扫描的方位信息，为模拟信号。触发脉冲是雷达的周期频率脉冲，用 来实现图像处理与雷达发射冲周期的同步，通 过数模转换模块，把采集到的模拟信号数字化，按照方位信息对雷达目标进行标绘，并与雷达的触发脉冲同步，形成极坐标形式的数字化视频信息，将其传递给图像处理模块。在图像处理模块中，极坐标形式的数字化视频信息转换为屏幕直角坐标形式的数字视频信息，对雷达视频图像在比例尺和显示方式上进行处理，实 现雷达和电子海图图像匹配，根据雷达收发机的位置信息，以电子海图为底图，完成雷达和电子海图的叠加显示，基本流程见图１。 ２雷达模拟视频和电子海图图像叠加模型２．１雷达模拟视频数字化模型 采集的方位信号为模拟信号，通过幅度分层和时间量化转换为数字信号。雷达模拟视频信号通过时间量化和幅度分层转换为数字信号，然后存储这些信号，利用目标回波的幅度、个 数和相关信息做累计判定，以确定目标的有无 （图２）。
电子海图详细手册 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
英国船商有限公司 电子海图显示与信息系统 (Navi-Sailor 2400 ECS/ECDIS) 操作手册 二OOO年七月 S E T S T H E S T A N D A R D 1.1介绍及注意事项 1.1.1版权 TRANSAS MARINE 是英国船商有限公司的注册商标。 NAVI-SAILOR是船商公司电子海图产品的注册商标。 软件版权在公司产品许可证中有规定，本手册属于船商公司产品，没有船商公司书面许可，不得复制及转载。 1.1.2 电子海图使用注意事项 Navi-Sailor 2400 ECDIS(以下简称NS)应当与国家航道测量局公布的S57格式的海图配合使用，并且根据航道测量局的要求及时更新。 如果NS使用其它格式的海图，则应注意以下几点： 船商生产的格式海图不是为了替代官方的海图。船商海图无需包括最新的更新，只有与官方纸海图配合才能使用。 屏幕上显示的船位只是坐标的图形指示，实际船位要依靠与定位传感器如GPS连接。 在使用NS进行航线设计前，首先应使用适当比例尺的纸海图，并依据最新航海通告进行更新。 在将纸海图的其它数据转换到NS时，应首先注意纸海图数据和船商海图使用的WGS-84数据的可能差别。 1.2如何使用用户手册 1.2.1用户手册简介及目的 本手册的编排能使用户方便地找到所需信息，包含以下几部分： 1.简介 2.NaviSailor系列软件的基本功能及使用界面介绍 3.NaviSailor各功能详细介绍 4.附录 5.NaviSailor软件"技术参考"手册简要介绍了NS系统的各个功能，并提供了 各菜单功能的索引 1.2.2本手册对操作描述方式的解释
2007年1月11日浏览次数:1549 目前能查询到的最早的电子海图系统出现在1979年。在80年代初，人们主要是从事电子海图系统的研制和试用；到了90年代，关于电子海图系统的讨论（包括争论）以及相应的国际规范相应出台。这一时期的一款名位Chart Plotter的设备，实际上是GPS液晶屏幕在显示本船位置的同时显示简单的岸线和水深。 Chart Plotter可以看作是电子海图的雏形或前身，目前国外许多人仍把电子海图系统称为Chart Plotter。实际上，电子海图系统的英文为Electronic Chart System，简称为ECS，它的功能比Chart Plotter要完善得多。一种功能更加完备、并可取代纸海图的系统称为“电子海图显示与信息系统”，英文缩写为ECDIS。根据1995年The Future of Electronic Charts in Merchant Ships统计，当时使用Chart Plotter和ECS的各类船舶有20万艘之多。与此相适应，在90年代研制或生产ECS/ECDIS的厂商和单位也迅速增加，据《1999年ECS/ECDIS》指南列出的电了海图产品名录，以及近几年出现在各类航海杂志上的广告，参与研制或生产电子海图的厂商和单位有几百家之多。 电子海图之所以在海事界引起高度重视，是因为它具有传统纸海图无法比拟的优点。一套性能完善的电子海图系统可以进行航线辅助设计、船位实时显示、航向航迹监测、航行自动警报（如偏航、误入危险区等）、“黑箱”自动存储本船航迹和ARPA目标、历史航程重新演示、快速查询各种信息（如水文、港口、潮汐、海流等）、船舶动态实时显示（如每秒刷新船位、航速、航向等），与其它航海仪器（如GPS、电罗经、计程仪、雷达、Navtex、AIS等）进行数据与信息交流，将雷达/ARPA捕捉到的目标船动态叠显在海图上，与电子海图系统相配的雷达信号综合处理卡可直接处理和显示来自雷达天线的视频信号，自动生成若干类型的搜救（SAR）航线、海图手动改正或编辑，海图自动改正（数千幅海图的改正只需几分钟）…… 随着电子海图的数量和种类不断增长，电子海图的规范化问题一直是国际组织和各国政府部门所讨论的焦点。随之而来的便是名目繁多的术语，诸如Raster、Vector、ENC、ECDIS、ECS、ARCS、RCDS、DX90、S-52、S-57等等，下面就对这些名词和术语进行解释和说明。 首先来说明“什么是电子海图”？为了便于理解，我们不妨换一种方式来提问：电子海图系统由哪几个部分组成？完整的电子海图系统由三部分组成，即硬件设备，海图显示系统和海图数据库。硬件设备包括显示器、处理器（PC机）、电源、控制台和接口单元；海图显示系统（如ECS，ECDIS或RCDS）是对电子海图操纵和控制的软件系统；海图数据库是按照某一格式（如Vector或Raster）制成的海图文件，由海图显示系统打开和显示。 下面对一些常见的名词术语进行定义和解释。
电子海图在船舶锚泊（抛锚，起锚，锚泊值班，确定锚点及锚位）中的应用 海丰东京轮船长李英钠2013-07-17 电子海图在锚泊中作用可以分为四个方面：抛锚，起锚，锚泊值班及锚点（即锚位）推算方法。 普通方法锚泊： 过去没有电子海图和gps定位，往往靠物标来定位，确定方位或距离到指定的位置锚泊，要准确抛到指定位置，经验和熟练程度起决定性作用。 现在比较方便，没有电子海图，可以把锚点标绘在gps或雷达上，很容易确定到达锚点的方向和距离，普通小船，雷达距离圈放在0.06-0.07左右，当距离圈和船艏线交点与预定的锚点重合时，这里忽略船的宽度，如果雷达上有矢量显示，就不必忽略宽度了，此时可以考虑锚链孔与预定的锚点位置重合时，就可以抛锚了，这就是我们的指定位置抛锚。 一.抛锚时使用电子海图 用电子海图，可以把指定锚点当成航路输入，做个临时航路，船舶用矢量方式显示在海图上，当船头（锚链孔）位置到达指定锚点时，就可以抛锚了，此时可以用有人落水或时间按钮，记录船舶位置和航向，推算出准确的锚点，可能与指定锚点有点区别，如果不是指定锚点，推算出的锚点（本船船位，加上定位点至锚链孔距离与方向），就是锚位。 二．锚泊期间及值班作用，如何判断是否走锚及设定值班警报及锚链受力情况判断依据也可以根据矢量，直接在锚泊时，在锚链孔的位置，在海图上做个标志，这个点就是锚位，之后根据锚链长度及本船定位点到锚链孔位置之和为半径，以锚点为圆心，做出锚泊值班警报圆来判断是否走锚。船位不在锚泊值班警报园内，就可以判断船舶走锚了。 在锚泊过程中，根据锚点，可以判断锚链受力情况及方向，及锚是否抓牢等，船位在预定圆半径一半多一些的时候，如果锚链受力，锚基本就抓牢了。 如果在锚泊时，没有及时定锚位，可以根据锚泊期间，船舶航迹（锚泊时间长，一般会是一个圆形轨迹，大约锚位就在圆心附近了），特别是船舶锚泊风或流比较大时，此时，可以根据受力方向及锚链长度本船船位及定位位置到锚链孔位置，画出大约的锚位，和传统定位推算锚位一样，可以用此种方法反过来判断当初定的锚位是否正确，是否走锚等。 三．起锚时，判断锚链受力及锚链方向的依据 驾驶台可以根据锚位，判断的锚链受力与方向与大副核对是否一致，可作为用车和舵的依据，非常实用方便。 锚点是否准确，和锚泊时速度与大副报告抛锚时间及驾驶台记录的船位是否一致有直接关系。 对于起锚时，标记的锚位如果准确，比大副在前面告诉锚链方向要准确些，大副报告的锚链方向，仅仅是看到方向，未必是锚链真实方向，特别是锚链不吃力垂直状态，此时锚链也可能过船底在抛的锚的反方向的哪个范围，眼见未必是真实结果，而通过电子海图标注的锚点来判断，就比较直观准确，比陆标定位要准确，当然，如果抛锚后，走锚或剩下一点点锚链，锚位可能有所变动，此时判断可能有误差或不准确。 四．锚点确定方法 锚点确定对于上述操作是非常关键，锚点实际上是推算出来的，是通过锚泊时船位，加上定位时，定位的位置与锚链孔位置长度与方向推算出来的，所以锚泊时记载时，要记载抛锚时的船位和船艏向，很多驾驶员在记载时就是错误，记载锚位，错把船位当锚位。 以香港抛锚，锚泊期间及起锚为例加以说明上述几个论点
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910281317.X (22)申请日 2019.04.09 (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新园区凌海 路1号 (72)发明人 张闯 郭沐壮 郭晨 (74)专利代理机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 李馨 (51)Int.Cl. G06T 3/00(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/30(2006.01) G06T 5/50(2006.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/33(2017.01)G06T 7/60(2017.01) (54)发明名称一种基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法(57)摘要本发明提供一种基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法。本发明方法，包括如下步骤：利用深度学习目标检测模型对输入的雷达图像进行目标检测，识别出航海雷达探测到的特征物标；对雷达图像中特征区域进行预处理；向雷达图像中特征区域的几何中心发射射线，寻找配准参考点；采用基于特征的仿射变换，用电子海图对雷达图像进行配准，达到雷达图像和电子海图的数据融合。本发明有效地融合电子海图和雷达图像，从而帮助船舶驾驶员更好地理解航行环境，并提高驾驶自动化水平和导航安全 性。权利要求书3页 说明书6页 附图5页CN 109993692 A 2019.07.09 C N 109993692 A
1.一种基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、利用深度学习目标检测模型对输入的雷达图像进行目标检测，识别出航海雷达探测到的特征物标； S2、对雷达图像中特征区域进行预处理，所述特征区域为深度学习目标检测模型检测出来的包括所述特征物标的区域，其包括如下步骤： S21、对雷达图像中特征区域进行滤波处理； S22、对滤波后的雷达图像进行二值化处理，将灰度图像转换为二值图像； S23、提取雷达图像中特征区域的雷达回波边界； S3、向雷达图像中特征区域的几何中心发射射线，寻找配准参考点； S4、采用基于特征的仿射变换，用电子海图对雷达图像进行配准，达到雷达图像和电子海图的数据融合。 2.根据权利要求1所述的基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法，其特征在于，所述步骤S1之前还有如下步骤： 利用深度学习目标检测模型中的基于区域的全卷积网络模型结合迁移学习技术将待配准雷达数据集代入到已有目标检测模型中，对模型进行预处理。 3.根据权利要求1所述的基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法，其特征在于，所述步骤S21中，采用自适应均值滤波算法对雷达图像中特征区域进行滤波处理，具体为： K(x)＝c k k(||x||2) (1) 其中，c k 为一个大于0的常数，满足∫k(x)dr＜0，K(x)为一个核函数，核密度估计值由下 式给出： 其中，K H (x)＝|H|-1/2K(H -1/2x)，n表示样本像素点总量，H为参数， 在H＝h 2I的前提下，I为单位矩阵简化密度方程， 可得到下式， 梯度满足： 当g(x)＝-k ′(x)，G(x)＝c k g(||x||2)时，G(x)作为K(x)的不透明函数，得到： 权 利 要 求 书1/3页2CN 109993692 A
我们通常所指的“电子海图” 是一个很模糊的概念，一般把各种数字式海图及其应用系统统称为电子海图。各个电子海图系统主要包括：国际标准电子海图生成系统，国际标准电子海图更新系统，电子海图导航系统。 电子海图显示与信息系统（ECDIS）被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统（ENS），ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能连续给出船位，还能提供和综合与航海有关的各种信息，有效地防范各种险情。据不完全统计，目前世界上安装各类电子海图的商船、渔船、客船、游船及军舰在二十万条以上。对于SOLAS 船舶而言，随着各国官方电子航海图（ENC）逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO 对ECDIS的认可，ECDIS势必取代沿用了几百年的传统纸海图。 随着计算机技术的发展，许多国家早在二十年前就开始研究海图数字化技术，尤其在近十年计算机小型化，特别是在微机的高运算速度和大容量存储技术迅猛发展的情形下，各类非标准的电子海图按使用需要出现在各单位的工作系统内。国际海道测量组织（IHO）为使这项技术更加国际化，十多年来一直致力于国际标准的制定工作。1992年，第十四次海道测量大会通过了新的数字化海道测量数据交换标准，这一标准由理论模型、物标目录和交换格式组成。通过四年试用，在吸收了计算机对图形数据存储处理最新成果的基础上，对这一标准进行了全面的修改、补充后，1996年第十五次国际海道测量大会通过了更为详细、完善的数字海图交换标准，并以IHO特别出版物S-57（第三版）的形 式正式发布。在制定数据传输标准S－57的同时，IHO还制定了《ECDIS海图内容与显示规范》，这就是所说的S－52。此外，国际海事组织（IMO）、国际电工委员会（IEC）等多个国际组织也为ECDIS制定了一系列相应的标准。
AIS系统 概念 船舶自动识别系统(AIS)由舰船飞机之敌我识别器发展而成，配合全球定位系统(GPS)将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频(VHF)频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶之动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。目前AIS 已发展成通用自动识别系统(UAIS)。 功能 AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境的保护。AIS的功 能有: 1、识别船只; 2、协助追踪目标; 3、简化信息交流; 4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。 AIS能加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子 海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识 别的船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识，使航海界进入了数字时代。 起因 通过岸基雷达搜集目标信号的船舶港口交通管理系统被称为VTS，通过船基雷达搜集目标信号并显示目标的航向、航速以及能模拟避碰的雷达被称为ARPA避碰雷达。二十世纪七、八十年代，是VTS、ARPA雷达长足发展的黄金时期，几乎全球的所有的港口都安装了VTS，全部的远航船舶都安装了ARPA雷达。从1978 年到1999年的21年间，我国就建造了20个不同规模、不同类型的VTS站(不包括台湾)。VTS、ARPA雷达比以前的同类产品的性能的确提高了一大步，一时被人们用"完美无缺"来形容。 VTS中心的显示屏上可以看到通过岸基雷达接受到船舶的回波(目标)，工作人员需要通过VHF直接询问、问、VHF 通话加VHF测向、VHF短消息等手段来获得该船的船名并对该目标进行标识。经标识过目标其标识会始终跟随船舶(目标)航行，直到船舶(目标)驶离VTS区域。为获得船名并在显示屏上确认其位置，VHF与船舶通话是相当平凡的。进人VTS中心机房，"正横某某灯浮的船舶船名是什么?""请报船名。""请行驶到报告线后再报船名。"等VHF通信叫喊声叫个不停，叫喊声已经成了VTS中心的一大特色，通过VHF 确认船名和位置的工作花费了VTS中心中心人员的相当大的精力，对VTS的功能是一个削弱。随着航海事业的发展和人们航海通信导航仪器的要求提高，VTS和ARPA雷达无法直接标识目标的问题就突出了。 问题
AWENA-1船载型电子海图系统（ECS） AWENA-1船载型电子海图系统（ECS）（前生AWENA-1船舶智能导航仪）是电子航行参考图显示系统（IHO S-57）和船舶智能避碰系统综合应用开发具有完全知识产权的新型船舶助导航产品，符合中国海事局《国内航行船舶船载电子海图系统（ECS）功能、性能和测试要求（暂行）》中的A级设备要求。能有效改善船舶航行的安全性，自动判别周围船舶的多种航行信息，结合电子航行参考图显示系统，实现了航行信息综合显示和智能辅助导航。 产品特点： 1. 本机采用模块化设计，以电子海图系统（ECS）为基本显示平台，与各导航传感器的合适组合构成了一套完整的，精确的，综合定位系统，并提供先进的，便捷的最佳化定位功能，有利于安全航行，触摸式的系统操作，更人性化。 2. 具有完全的自主知识产权全中文电子航行参考图显示平台，以S-52标准进行显示国际标准（IHO S-57）的电子海图，具有航线设计功能，并可在图上设置本船安全等深浅和安全水深，并突出显示。 3. 系统可接收处理AIS、GPS、罗经、测深仪、计程仪等设备的输入信息，给出与本船航行有关的周围动态交通状况显示，在航路监视同时，综合分析发生各类碰撞、搁浅、误入禁止区等危险的可能，
提前警告，并试验解决途径，提供驾驶员安全规避的操作方案。 4.报警功能：监视各种航行危险并智能计算周围船舶的航行信息，为船舶提示最危险的航行船舶：到达（接近）转向点指标，超出航迹偏移极限，越过安全等深浅，搁浅危险，接近孤立危险物,接近禁止区域，定位传感器故障等，都会报警。CPA/TCPA计算及报警（声光报警）。 5. 航迹记录：系统记录最近本船12小时内每分钟的实际航迹，可保 存最近3个月的本船实际航迹的独立航行记录。 6、提供国家海事局官方出版的电子海图预安装服务，同时也提供国 家海事局官方提供的电子海图升级安装服务(服务收费)。国家海事局官方出版的电子海图包含国内沿海和长江电子海图数据．海图信息包含的海图版本号，生产日期和套数号码，每套海图数据只能安装该条船只，船检也将对应船只进行相关信息的检查． ７提供用户、上海海事局航海图书印制中心和上海埃威航空电子有限公司三方共同签订提供电子海图数据的相关协议．上海埃威航空电子有限公司将签订的相关信息提供给国家海事局海图出版中心备案． 8. 在签订电子海图预安装服务（服务费1000元）和三方协议后，海 埃威航空电子有限公司将预先安装国家海事局官方出版的电子海图包含国内沿海和长江电子海图数据．用户可以在中国海事电子海图发行网站注册登记网址为（http://218.1.122.10/chart），并可获得用户名＼密码，免费下载相关的海图更新数据．同时也可以选
第一章国际、国电子海图发展现状 1.1概述 “电子海图”（ENC——Electronic Navigational Chart）和“电子海图显示与信息系统”（ECDIS——Electronic Chart Display and Information System）被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统（ECS——Electronic Chart System），ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能显示常规海图信息和连续给出船位，还能提供和综合与航海有关的各种信息，有效地防各种险情。据不完全统计，目前世界上安装各类电子海图的商船、渔船、客船、游船及军舰在二十万条以上。对于SOLAS船舶而言，随着各国官方电子海图（ENC）逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO对ECDIS的认可，作为ECDIS基础信息平台的“电子海图（ENC）”势必取代沿用了几百年的传统纸海图。 我们所指的“电子海图”其实是电子航海图（ENC）:ENC(Electric Nautical /Navigational Chart)，是由国家官方机构（HO）发布、符合《IHO 数字海道测量数据传输标准》（S-57）标准的数据库。ENC除包含为了安全航行所必需的海图信息外，还可能包含航路指南、港口概况等其他有用的信息。其数据格式主要有矢量方式和栅格方式两种。经IHO承认的矢量数据格式标准为 S57/3.0，栅格数据格式标准为ARCS。 电子海图可应用于：航海、船舶交通管理（VTS）、港口管理、船舶调度、海洋污染管理、海上搜救指挥、航标管理、渔业、引水、海洋测绘、海洋工程等等与海洋有关的一切领域。 1.2 国际电子海图发展现状 1.2.1电子海图规与标准
船舶自动识别系统 一、概念 船舶自动识别系统（Automatic Identification System, 简称 AIS系统）由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。 船舶自动识别系统（AIS）由舰船飞机之敌我识别器发展而成，配合全球定位系统（GPS）将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶之动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。 目前 AIS 已发展成通用自动识别系统（UAIS）。 二、功能 AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境的保护。AIS的功能有： 1、识别船只； 2、协助追踪目标； 3、简化信息交流； 4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。 AIS能加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识，使航海界进入了数字时代。 三、起因 通过岸基雷达搜集目标信号的船舶港口交通管理系统被称为VTS，通过船基雷达搜集目标信号并显示自标的航向、航速以及能模拟避碰的雷达被称为ARPA避碰雷达。二十世纪七、八十年代，是VTS、ARPA雷达长足发展的黄金时期，几乎全球的所有的港口都安装了VTS，全部的远航船舶都安装了ARPA雷达。从1978 年到1999年的21年间，我国就建造了20个不同规模、不同类型的VTS站（不包括台湾）。VTS、ARPA雷达比以前的同类产品的性能的确提高了一大步，一时被人们用”完美无缺”来形容。
AIS船舶自动识别系统 简介 AIS成立于1994年，是当前信息系统领域最顶级的全球纯学术专业的组织，现有来自90多个国家和地区全球会员4000多名。AIS统一地以MIS 学科世界代理人身份在国际学术界出现，大大提高了MIS学科在世界学术界的声誉及影响力。AIS也开始较为独立地研究创立MIS学科核心标准课程。在与其它MIS学科有关的学术团体，如ACM、AITP和IFIP合作的基础上，经过三四年的踏实工作，于1997年推出了由MIS学科自身学术团体为主创立的MIS标准核心课程方案，为世界各主要大学的MIS专业所采纳使用。 AIS 系统 一、概念 AIS系统是船舶自动识别系统（Automatic Identification System）的简称，由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。 船舶自动识别系统（AIS）由舰船飞机之敌我识别器发展而成，配合全球定位系统（GPS）将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶之动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。目前 AIS 已发展成通用自动识别系统（UAIS）。 二、功能 AIS的正确使用有助于加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境的保护。AIS的功能有： 1、识别船只； 2、协助追踪目标； 3、简化信息交流； 4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。 AIS能加强了船舶间避免碰撞的措施，增强了ARPA雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子海图上显示所有船舶可视化的航向、航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的