基于IHO S-44不同测量等级的船速控制研究
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关于《IHO海道测量规范(s-44)》中“待探测水域范围”标准的分析与研究作者:李松李永奎来源:《航海》2020年第04期摘要:《IHO海道测量规范(S-44)》第六章第二节中“待探测水域范围”关于“建议其探测半径—般为‘据报危险物’估计定位误差的3倍”的描述,由于“据报危险物”估计定位误差是个比较模糊的定义,不同的海道测量师所确定估计定位误差会有所不同,因此这并不能实现以—个比较统一的标准去确定探测范围。
本文主要从探测目的、公约要求、据报危险物分类、航道避障要求等方面进行分析研究,建议调整原有标准,制定一个较为简明的探测半径要求。
关键词:待探测水域范围;定位误差;探测范围;据报危险物;标准1概况国际海道测量组织(IHO)成立于1921年,是政府间技术咨询组织,主要宗旨是协调各成员国海道测量活动,促进全球范围内航海资料的统一,推广可靠、有效的海洋测绘方法,促进海洋成果在航海中的应用。
IHO海道测量规范目的是将少数海道测量规范详细化,以便根据这些规范采集到的海道测量数据具有足够的精度,对部分不确定的数据,亦可经过技术处理后,充分满足该信息主要用户,即航海用户(商用、军用或游艇)的安全使用。
关于待探测水域范围,《IHO海道测量规范(S-44)》第六章第二节中提到:建议其探测半径一般为“据报危险物”估计定位误差的3倍(置信度为95%),并须经训练有素的海道测量师对可疑数据调查研究后确定。
由于“据报危险物”估计定位误差是个比较模糊的定义,不同的海道测量师所确定估计定位误差会有所不同,因此这并不能实现以—个比较统一的标准去确定探测范围。
此外,“据报危险物”所处水域测量等级不同,其危害性程度也不同,因此其探测半径要求也不同。
“据报危险物”定位来源不同,其定位误差也不同,因此其探测半径要求也不同。
“据报危险物”本身类型不同,受潮流影响大小也不同,因此其探测半径要求也不同。
综上所述,建议调整原有标准,根据“据报危险物”所处水域测量等级、定位来源、性质类型,结合航海图,制定一个较为简明的探测半径要求。
IHO海道测量规范(第44号特别出版物1998年第4版)序言国际海道测量组织特别出版物第44号的第4版,现由国际海道测量组织的工作组筹拟完毕。
该工作组是根据第十四届国际海道测量会议的第十五号决议成立的。
有关的参考条款及工作程序则是根据1993年第20号信函文件制定的。
首先,将工作组划分成若干个分工作组,然后这些分工作组通过信函文件提出特别议题。
其次,为了讨论有关议案及草拟出版物的新版本,已分别于1994年9月26日至30日及1997年9月29日至10月3日在国际海道测量局(摩纳哥)召开了两次会议。
澳大利亚、智利、加拿大、法国、意大利、日本、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、英国、美国(NOAAANIMA)等国的海道测量部门为工作组作了成员的推荐提名,特此致谢。
应该指出的是:新规范的发行并不意味着旧有规范基础上的海图及航海出版物就此失效,而只是为了更好满足用户的需求,为以后的数据采集制定新规范。
我们鼓励各成员国在执行新规范之前,对海道测量中定位和深度的准确度估算进行探讨。
该出版物的主要目的,就是将少数海道测量规范详细化,以便根据这些规范采集到的海道测量数据具有足够的精度,对部分不确定的数据,亦可经过技术处理后,充分满足该信息主要用户,即航海用户(商用、军用或游艇)的安全使用。
以往的S-44各版本主要着眼于为编制海图的海道测量精度进行分类,而如今我们意识到,目前的海道测量资料用户与以往的相比较,更趋向于多样化的广泛领域。
海道测量资料对于海岸区域管理,环境监测资源开发(碳氢化合物和矿物开采)、法律和司法问题、海洋和气象模型制作、工程和建筑规划以及其他诸多领域都很重要。
为了提高海道测量数据的实用性,应使数据既要新又要更详细、可靠,并用数字化形式表示,以满足用户要求。
该规范并不能完全满足用户的特殊需求,但至少应为他们评估海道测量数据的质量提供基本依据。
引言海道测量在技术方面正经历着根本性的变化。
多波束测深和航空激光系统与以往断面的方法比较,它几乎可以提供全部海床信息和测量数据,随着卫星定位系统的应用,测深平面定位精度得到了很大的提高,特别是采用差分技术后,效果更为明显。
IHO 的 ENC(电子航海图)标准主要包括以下两个:
1. IHO S-57:这是数字化水道测量数据传输标准,旨在说明各国海道测量部门之间用于交换数字化测量数据,以及将这些数据传递给生产厂家、航海者和其他数据用户的标准。
这个标准也介绍了电子航海图的生成、模型以及交换规则。
2. IHO S-52:这是展开和介绍ENC最基本数据和附加数据的内容的标准,规定了电子航海图的内容和显示、数据结构、改正方法和信息传输途径,以及屏幕上电子海图的颜色和符号使用规则等。
这两个标准都具有法律效力,是矢量形式的电子航海图的数据传输标准。
测量船的主要作用与职责一、测量船主要执行海道测量任务根据IMO《国际海上人命安全公约(SOLAS)》第V章“航行安全”第9条“海道测量服务”的要求,“各缔约国政府承担义务,安排海道测量资料的收集和编制……”,并且“以最适合于助航目的的方式进行下列导航和海道测量服务:1、确保尽可能按安全航行的要求进行海道测量;……确保在全球范围内尽可能及时、可靠并明确地提供海道测量和航行资料。
”公约的注释中指出海道测量应执行IHO的相关决议和标准。
根据IHO《海道测量规范(S-44)》,所有等级确定为Special Order和Order1a的水域都要求全覆盖扫测。
其中Special Order是指进港航道、警戒区等重要水域,Order1a 是指水深在100以内对航行安全具有潜在影响的水域。
受到船舶数量和航区的限制,我们目前还没有能力完全按照IHO S-44的要求进行测量。
因此,有必要建造一艘更大航区的测量船。
二、国际测量船现状随着海洋综合地理信息战略价值和经济价值的不断被发现,测量船舶的综合功能快速强大,建造大型、综合性测量船在发达国家已经形成趋势。
美国继1989~1994年短期内装备了6艘现代化测量船(USNS系列)之后,又迅速在2年时间内建造了6艘更先进的5000吨级中远海测量船(T-AGS60~65)。
每艘船上都装备了浅海回声测深仪、深海回声测深仪、海底浅层剖面仪、浅海多波束系统、深海多波束系统、多普勒声学测流仪、侧扫声呐、全球定位系统、遥控潜水器、重力仪、磁力仪等20多种海洋测量设备和多个测量工作站,可以详尽准确地探测海底地形、海底地貌、海底浅层剖面、海底表层底质等多种战场要素。
最近几年,英国皇家海军的测量船吨位越来越大。
1996年建造的13300吨级“斯科特”号测量船每年可工作300天,船底安装了超大规模的换能器阵,可以详尽地探测水下的多种物理、水文参数,同时具有破冰能力。
1998年7月止,皇家海军又连续建造了3艘现代测量船,全部采用新型测量系统,最新一艘是5129吨的“耐力A171”号。
《多波束测深系统测量技术要求》送审稿编制说明一、编制理由随着科学技术的发展,测深技术发生了质的飞跃,从单波束线的测深发展到多波束面的测深。
无论是测深精度还是工作效率都得到了一定的提高。
因此多波束测深系统已广泛应用于全覆盖水深测量作业,在港口航道测量中发挥着重要作用。
目前用于沿海港口、航道水深测量的规范是《海道测量规范》(GB 12327-1998),它主要是针对单波束水深测量的,而利用多波束测深系统进行全覆盖水深测量以及对其测量数据的处理、检验等作业技术要求规范中并没有提到。
这两种手段测量水深其技术要求是有些区别的,所以不能完全参照单波束水深测量的技术要求,原因主要表现在以下几个方面:1、计划线的步设不一样:单波束水深测量垂直于等深线的总方向,而多波束水深测量是平行于等深线的总方向;2、测量模式不一样:单波束是线测量,而多波束是全覆盖测量;3、记录模式不一样:单波束测深仪有模拟记录和数字记录两种,而多波束只有数字记录一种;4、仪器设备安装、校准不一样:多波束水深测量涉及的设备多,其系统安装、校准要求高;6、质量控制要求不一样:对外业数据采集质量要求高。
为了规范多波束测深系统的测量作业,提高测量成果的质量,有必要制定多波束测深系统外业测量和后处理的技术要求。
二、编制经过2003年开始,交通部海事局组织上海海事局编写《多波束测深系统测量技术规定》。
2004年,《多波束测深系统测量技术规定》列入交通部行业标准制定计划。
编写组听取了海事测绘系统内专家以及行业内相关单位的征求意见,修改了《多波束扫测系统测量技术规定》,并将其更名为《多波束测深系统测量技术规定》。
2008年根据交通运输部海事局要求,再次修改《多波束测深系统测量技术规定》,同时根据其内容更名为《多波束测深系统测量技术要求》,于2009年5月上报交通运输部海事局。
三、主要技术说明《多波束测深系统测量技术要求》对采用多波束测深系统进行水深测量的范围、引用标准、术语、系统配置要求、总则、测量实施、数据处理、资料检验和上交资料等具体要求作出了明确的规定。
关于航路扫海测量碍航物探测能力要求的分析与研究作者:肖俊艳来源:《航海》2018年第06期摘要:本文利用目前现有的扫测手段,对航路扫海测量碍航物探测能力进行分析与研究,为航路大范围区域扫海测量方案的制定提供可靠依据,为保质保量完成全部测量工作提供了坚实的数据基础,从而提高工作效率,节约测量成本。
关键词:航路;扫海测量;碍航物;探测能力0 引言随着海洋强国战略、“一带一路”倡议的推进实施,中国的海洋运输业呈快速发展趋势。
由于渤海所处的特殊经济地位和渤海自然因素的限制,超大型船舶航路规划建设尤为重要。
交通运输部海事局特制定了近年海事测绘工作计划,组织北海航海保障中心天津海事测绘中心对渤海及以东水域7条干线双向航路分期分阶段进行扫海测量工作,其目的是为获取测区的水深情况、探明海底碍航物分布情况,为编绘所需的港口航道图提供可靠的基础资料。
本文通过对2015年《烟台至大连航路测量》,2015、2016年《老铁山水道至秦皇岛航路(部分)测量》,2017年《成山角至老铁山航路(部分)测量》等大型干线双向航路扫海测量获取的成功经验进行总结,重点针对航路扫海测量碍航物探测能力进行阐述,供广大海道测量人员参考。
1 航路碍航物探测能力要求的解读1)按照《IHO海道测量规范(S-44)》2008第5版要求,碍航物探测能力是以探测立方体的边长大小作为衡量碍航物探测能力的指标。
特等水域(指水深普遍浅于(含)40m,船舶富裕吃水很小的区域,如港池、泊位、航道、底质为岩石的水域),扫海测量探测能力要求能够发现边长大于1m的立方体海底特征物;一等(a类)水域(指水深普遍浅于(含)40m,但船舶在此航行有较大的富裕水深,或水深介于40m和100m,因碍航物等原因存在(含)40m水深或有潜在危险,如习惯性航路、定线制区域),扫海测量探测能力要求水深小于等于40m时能够发现边长大于2m的立方体海底特征物,水深大于40m时立方特征物为水深值10%;一等(b类)水域(指水深介于40m至100m(含)有碍航物存在但对船只航行不构成影响)探测能力不作要求;二等水域(指水深普遍大于100m,只需要对海底水深一般描述可以满足航行需要)探测能力不作要求。
新型40米级海道测量船的设计探讨作者:严明毛建辉陈晓华来源:《航海》2021年第01期摘要:海事测绘是我国航海安全链中至关重要的一个环节,由于海道测绘作业的特殊要求,需要专业的海道测量船来完成。
根据新时期海道测量规范要求,本文在船舶主尺度选择时,根据测量等级要求,提出了依据多波束性能确定船长的方法;在动力系统设计上,海道测量船需在测量作业航速和调遣航速的选择上取得平衡;对于作业航速选取,本文提出了依据多波束性能确定最大航速的方法。
此外,本文还通过模型试验等方法对海道测量船的耐波性和操纵性开展研究。
在测量系统设计上,本文提出了新型40米级海道测量船的主要测量设备和安装方式,同时也提出测量系统不仅需要满足目前实际作业任务要求,并为未来设备和功能升级留有余量。
关键词:海道测量船;海道测量规范;多波束测深仪0引言海事测绘是国家经济建设不可缺少的前期性和基础性保障工作,是我国航海安全链中至关重要的一个环节。
在《中国海事航海保障“十三五”发展规划—测绘专项规划》中提出了“测量范围由港口航道扩展到近海重点水域,重要港口的重要通航水域发生变化及时跟踪测量,重点港口和航道多波束扫测覆盖率达100%,突破传统港口航道测量业务,向多元化沿海航行地理信息的全要素采集、评测、加工和服务发展;全面开展沿海干线航路和定线制测量;强化通航尺度核定测量和通航水域水深监测”。
因此,新时期作为开展测绘工作的重要装备,专业的海道测量船在保障水上运输主通道和港口的畅通,保障港口及沿海船舶航行安全方面具有十分重要的作用。
1新型测量船要求由于海道测绘作业的特殊要求,需要专业的海道测量船舶来承担:一是与常规测量船不同,海道测量船需要在繁忙的航道内航行及测绘作业,需要船舶具有良好的操纵性,才能保障船舶安全;二是由于配备的测量设备安装要求比较高,因此其他船舶(如航标船)可能没有合适的测量设备安装位置和操控设备,影响测量效率和测量精度;三是测量船对振动噪声的要求较高,其他船舶可能无法滿足要求;四是测量设备如果采用临时搭载的方式安装在其他船舶上,由于测量设备需要安装、校正,无法满足应急测量快速响应的需要;五是测量数据需要存储、处理、共享等,需要配备专业的数据服务器等存储与网络设施。
国际海道测量组织海道测量标准
IHO;赵忠东
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】前言根据第十四届国际海道测量会议第15号决议,国际海道测量组织(IHO)成立了的专门的工作组,负责第44号特别出版物(S-44)第四版的编写工作。
IHO在1993年第20号通函中就确定了该特别出版物的编写提纲及工作程序。
最初,工作组分为几个小组以通信方式对一些重要的问题进行了商榷。
随后,于1994年9月26日至30日在摩纳哥国际海道测量局举行会议,讨论所提出的建议,并起草S—44第四版。
【总页数】11页(P50-60)
【作者】IHO;赵忠东
【作者单位】摩纳哥
【正文语种】中文
【中图分类】P229
【相关文献】
1.国际海道测量标准比较研究 [J], 殷晓冬;陈跃;唐俊;占祥生;徐卫明
2.国际海道测量组织与国际航标协会出版物研究 [J], 夏启兵; 马敏
3.国际海道测量标准 [J], Gerald;ls;朱津
4.第6版国际海道测量标准的主要内容及其变化 [J], 董玉磊;桑金
5.我国成功当选国际海道测量组织理事国 [J],
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多波束测量的精度控制与规范指标摘要:分析多波束测量、辅助测量的数据精度,研究其对成果水深的影响程度,结合《海道测量规范》与《多波束水深测量技术规定》中的测量等级指标以及IHO规范中对水深不确定度的定义和传播结构的介绍,建立数学模型反解出符合规范的作业环境与辅助测量数据的等级指标,为多波束测量作业提供明确的技术指标、为测量数据的质量建立更全面的评价指标。
关键词:声剖;潮汐;海况;不确定度1引言海底地形资料是海洋环境信息的重要组成部分,现阶段主要通过多波束和单波束测深系统以走航式手段获取[1]。
由于多波束测深系统在探测航行障碍物中具有足够的分辨率,如果采用合理的工作方式,该技术在准确性和全覆盖探测海底地形方面具有巨大的潜力。
目前新一代多波束测深系统的换能器标称精度与分辨率等关键指标均已达到厘米级,影响系统测深精度的主要因素已经从设备本身精度转移到了辅助测量精度以及作业组织的规范程度和成果评价的科学性、全面性上[2]。
我国现行的《海道测量规范(GB12327—1998)》对多波束测量作业过程没有质量指标的界定,其测深精度指标只简单的对分段水深进行限差界定,而最终的数据质量是否符合限差要求是通过主测线与检查测线上交点水深的内符合精度来判断,不能反映客观实际,不具备实际作业的全面指导意义,导致在进行多波束测深作业中,测量人员对作业环境、辅助测量数据没有更深刻的认识和精度的控制。
2测量限差与多波束测量等级指标目前海洋水深测量的技术指标存在较大的模糊性,对实际测量作业没有全面的参考意义。
通过对比国内外的各项技术指标,理清各种数据指标的关系和意义。
《海道测量规范》对测深限差(95%置信度)的要求见表2-1:根据IHO S-44(5th)对水深精度的要求,以不确定度代替精度指标对测深数据进行质量评估,该指标是评价多波束测深数据的总指标。
确定水深不确定度的关键在于概率分布和相应的置信域,以及标准差σ的获取。
在IHO S-44(5th)中,已假定测深数据服从正态分布,并要求置信度为95%。