Северный морской путь

  Рис.2 Область ухудшения  качества навигации при использовании  ГНСС ГЛОНАСС. 

 

      Причиной  локальных ухудшений качества  навигации по ГНСС ГЛОНАСС  в указанный период времени  являлось уменьшение количества  «рабочих» спутников ГНСС ГЛОНАСС  до 22.

      Подводя  итоги, можно отметить, что величина PDOP, характеризующая точность позиционирования, на всем протяжении перехода  по системам ГЛОНАСС и GPS, практически  одинакова, и не превышает 3, что характеризует данную точность  как отличную и достаточную  для использования результатов  измерений в достаточно чувствительной  аппаратуре и программах. При  этом данная точность обеспечивается  меньшим количеством видимых  спутников ГЛОНАСС, чем у GPS.

 

 

Оценки качества работы контрольно-корректирующих станций, расположенных на побережьях Северного ледовитого и Тихого океанов 

 На рисунке 1 показана  траектория движения корабля  и расположенные вдоль нее  российские ККС. Участки траектории, выделенные синим цветом, соответствуют  работе хотя бы одного из  НАП в дифференциальном режиме, красным цветом – в абсолютном  режиме, кругами отмечены номинальные  зоны действия ККС.

 

 Рис.1 Расположение российских ККС вдоль трассы перехода.

 

       В таблице  представлена информация о российских ККС, расположенных вдоль трассы движения корабля. Желтым цветом помечены ККС, от которых принималась корректирующая информация (КИ). В качестве фактической дальность действия указана максимальная дальность, на которой хотя бы один из тестируемых НАП принимал КИ. Красным цветом выделены данные не подтвержденные при переходе.

 

 Характеристики российских ККС, расположенных вдоль трассы движения корабля.

 

       На рисунках 2–6 показаны реальные зоны  приема приемниками корабля от российских ККС:

 номинальная зона действия (в виде круга с заливкой).

трек перехода в районе ККС с выделенным синим цветом участком приема КИ от данной ККС, начиная с первого и кончая последним получением КИ.

окружность с радиусом, равным максимальной фактической дальности  действия ККС.

      Для части  ККС фактическая дальность могла  бы быть большей, если бы  не происходило автоматического  переключения НАП на более близкую ККС.

 

 Рис.2 Зона действия  ККС №9 (Цыпнаволокский).

 

 Рис.3 Зона действия  ККС №4 (Канинский).

 Рис.4 Зона действия  ККС №24 (о.Олений).

 Рис.5 Зона действия  ККС №3 (Мыс Стерлегова).

 Рис.6 Зона действия  ККС №29 (Река Индигирка).

 

      На рисунке  7 представлено поведение ошибки  позиционирования в плане за  все время перехода для НАП  №1. Красный цвет соответствует  работе приемника в абсолютном  режиме, синий и голубой цвета – работе в дифференциальном режиме, цифры в прямоугольниках на желтом фоне представляют номер ККС. В соответствии с рисунком можно сделать выводы, что использование КИ от ККС №9, №3, №50, №54 и №62 повышает точность позиционирования данного НАП, использование КИ от ККС №24 и №29, практически не влияет на точность позиционирования, а использование КИ от ККС №4 ухудшает точность позиционирования.

 Рис.7 Поведение ошибки  позиционирования в плане для  НАП №1 за все время перехода.

 

      Более наглядно  поведение ошибок позиционирования  в плане и по высоте для  НАП №1 при использовании КИ  от ККС №4 и ККС №9 представлено  на рисунках 8 и 9. На этих же  рисунках представлено изменение  расстояний от ККС №4 и №9  до корабля. Видно, что использование  КИ от ККС №9 (Цыпонаволокский) более чем в два раза уменьшает ошибки в плане и по высоте, а использование КИ от ККС №4 (Канинский) значительно ухудшает точность позиционирования. Причем заметно наличие значительной систематической составляющей ошибки в плане, примерно, 12м и по высоте, примерно, 8м. Одной из возможных причин данного явления может быть недостаточно точная геодезическая привязка приемной антенны ККС на момент проведения эксперимента. Следует отметить, что в период перехода ККС №4 работала в экспериментальном режиме и не была введена в штатную эксплуатацию. В соответствии с рисунком 8 ошибка в плане при использовании КИ ККС №9, примерно, в два раза меньше, чем в абсолютном режиме. Ошибка по высоте при использовании КИ ККС №9 лежит в пределах от -7м до 7м, в то время как в абсолютном режиме она лежит в пределах от -5м до 17м.

 Рис.8 Поведение ошибки  в плане НАП №1 при прохождении  ККС №9 (Цыпнаволокский) и ККС №4 (Канинский).

 

 Рис.9 Поведение ошибки  по высоте НАП №1 прохождении ККС №9 (Цыпнаволокский) и ККС №4 (Канинский).

 

      В соответствии  с рисунками 8 и 9 явной зависимости  уменьшения величины ошибок позиционирования  в зависимости от расстояния  до ККС не прослеживается.

      На рисунке  9 представлены итоговые характеристики  точности в плане при приеме  КИ от российских ККС. Приведены данные по трем НАП: №1 (верхняя диаграмма), №2 (средняя диаграмма) и №3 (нижняя диаграмма). Крайний левый столбец на каждой диаграмме соответствует работе НАП в абсолютном режиме. Остальные столбцы характеризуют ошибку в плане при приеме КИ от конкретной ККС. Номера ККС обозначены по оси абсцисс. Столбцы на диаграммах, соответствующие работе одной и той же ККС с разными НАП, расположены строго друг под другом. Это позволяет получить общее наглядное представление о работе представленных НАП в дифференциальном режиме по российским ККС за весь переход.

  Рис.10 Точность позиционирования  НАП №1-№3 при работе с российскими ККС.

 

 

      На основании  проведенных исследований можно  сделать некоторые выводы об  эффективности использования российских  ККС. Следует отметить, что буквальная  оценка работы ККС по приведенным  данным не совсем корректна,  поскольку на фактор «абсолютный  режим/дифференциальный режиме»  накладывался фактор принудительного  перевода НАП в работу по  сигналам различных ГНСС. Также имеют место индивидуальные особенности самих НАП.

      Анализ  показывает, что с учетом вышеизложенного  можно утверждать, что в большинстве  случаев приемники, получая КИ  от российских ККС, показывали лучшую точность, чем в абсолютном режиме. Достаточно определенно об этом можно говорить для ККС №№ 3, 50, 54, 62.

      Повышенный  уровень ошибок при работе  по сигналам ККС №4 (Канинский), вызван тем, что во время перехода данная ККС еще не была введена в штатную эксплуатацию.

      Ухудшение  точности при использовании корректирующей  информации от ККС №24, расположенной  на мысе Олений и принадлежащей ГГП, наблюдалось и в 2006г. в работе судового приемника МТ-102 (РИРВ) при переходе по Северному морскому пути пограничного сторожевого корабля «Карелия». В то время эта ККС была единственной работающей на побережье Северного ледовитого океана.

      Повышенный  уровень ошибок НАП №3 при  работе с ККС №50 и №62 в значительной  степени объясняется особенностями  алгоритма обработки измерений,  реализованным в этом приемнике, из-за которого ошибки позиционирования данного НАП резко возрастали после смены режима движения судна. Такая смена режима движения имела место в периоды времени, когда НАП №3 принимал КИ от указанных ККС.

      Оснащение  побережий Северного ледовитого  и Тихого океанов локальными  сетями ККС является важной  задачей, поскольку имеется ряд  приложений, требующих высокой точности  позиционирования, которая не обеспечивается  в абсолютном режиме позиционирования.

      Поэтому,  безусловно, необходимо разобраться,  почему, как показал эксперимент,  сигналы от ККС в ряде случаев  не улучшают и даже ухудшают  точность позиционирования навигационной  аппаратуры. Возможно, для этого  потребуются дополнительные экспериментальные  исследования.

 

Результаты экспериментальной отработки технологии обмена данными между кораблем, ИАЦ КВНО и диспетчерским центром КБ НАВИС

 

          Практически на всем протяжении эксперимента «Севморпуть-2011» спутниковые средства связи были единственным доступным средством связи с «землей». В эксперименте они были использованы для следующих целей:

автоматизированная передача данных о местоположении, скорости, курсе судна (возможно, других дополнительных данных, характеризующих навигационные условия) на сервер ИАЦ КВНО для отображения на этой информации сайте ИАЦ КВНО в реальном (с некоторой задержкой) масштабе времени в виде трека на фоне электронной карты, статистики маршрута и т.п.,

передача на сервер ИАЦ КВНО текстовых сообщений, характеризующих состояние процесса, интересных событиях, промежуточных результатов испытаний и т.п. – для информирования руководства и выборочно для размещения на сайте ИАЦ КВНО в разделе, посвященном проекту в качестве новостей, голосовая связь с «землей» для оперативного решения возникающих вопросов, согласования совместных действий, на случай экстренной необходимости.

 В эксперименте, не считая штатных судовых средств, были задействованы два комплекта спутниковой связи:

телефон Iridium 9555;

терминал Инмарсат Mini-C.

      Телефон Iridium использовался для выполнения перечисленных выше задач.      Терминал Инмарсат Mini-C входил в состав комплекта аппаратуры СН-5703, предоставленной для эксперимента КБ НАВИС. Он обеспечивал передачу данных о местоположении судна в диспетчерский центр КБ НАВИС в Ст.-Петербурге. Экспериментальная отработка аппаратуры СН-5703, включающая передачу данных о местоположении корабля по сотовому каналу связи и через систему Инмарсат, являлась одной из задач эксперимента.      Во время эксперимента местоположение судна и пройденный на текущий момент трек отображались на электронной карте на странице сайта ИАЦ КВНО в режиме реального времени (с некоторой задержкой) – рисунок 1. На этой же странице помещались текстовые сообщения от участников эксперимента.

      Таким образом осуществлялся контроль за проведением эксперимента, а все заинтересованные лица и организациям смогли следить за его ходом.

 Рис.1 Отображение трассы корабля на сайте ИАЦ КВНО.

 

      С использованием аппаратуры СН-5703 передача данных по каналу Инмарсат производилась с момента подключения устройства на стоянке в Мурманске и продолжалась вплоть до 22 часов (UTC+0) 02.09.2012. Точка прекращения связи с кораблем через канал Инмарсат показана на рисунке 2.

      Передача данных по сотовому каналу производилась аппаратурой СН-5703 с использованием встроенного GSM/GPRS-модема с внешней GSM-антенной.      Следует отметить, что в немногочисленных зонах доступности сотовой связи (GPRS) вдоль трассы перехода для передачи данных на сервер КБ НАВИС приоритетно использовался именно этот канал как имеющий меньшую стоимость трафика. Сотовая связь была доступна в районе портов Мурманска, Петропавловска-Камчатского и Невельска (о.Сахалин).

 Рис.2 Точка прекращения связи с кораблем через систему Инмарсат.

 

Заключение:

 В ходе эксперимента проведено тестирование более десяти образцов новейшей одно и двухчастотной навигационной ГЛОНАСС/GPS аппаратуры разработки ведущих российских и зарубежных производителей – РИРВ, КБ НАВИС, Ижевский радиозавод, ООО «Радио Комплекс», НИИ КП, Leica GeoSystems, JNSS (Javad). При этом:

Тестируемые образцы навигационной аппаратуры на протяжении всего перехода работали в различных режимах навигации – по ГЛОНАСС, по GPS, в совмещенном режиме ГЛОНАСС + GPS. Абсолютный режим работы чередовался с дифференциальным.

На протяжении всего перехода прием корректирующей информации производился более чем от двадцати контрольно-корректирующих станций, включая зарубежные, расположенных по пути следования корабля вдоль побережья Северного ледовитого и Тихого океанов. Это позволило получить сравнительные оценки точности позиционирования навигационной аппаратуры при работе с различными контрольно-корректирующими станциями.

Экспериментальная отработка производилась в широком широтном от 35° с.ш. до 77.5°с.ш. и долготном от 33° в.д. до 170.5° з.д. диапазонах. Пройденное расстояние составило 10000км.

Эксперимент проводился в различных погодных условиях северных и восточных широт, при наличии метеоосадков – дождь, снег, туман, сильный ветер, пятибалльный шторм и др.

В эксперименте отрабатывались передовые технологии спутниковой ГЛОНАСС/GPS навигации для решения задач мониторинга движения корабля и другие.

Перечисленные факторы послужили естественным испытательный полигоном, который позволил провести отработку передовых ГЛОНАСС/GPS технологий навигации, управления, связи, мониторинга с использованием разработанных методик.

Полученные результаты могут быть использованы для доработки навигационной потребительской аппаратуры и ее программно-математического обеспечения. Разработанные технологии могут быть использованы для построения высокоточных границ водных акваторий, для высокоточной привязки аппаратуры и оборудования при проведении водолазных работ, работ на морском шельфе при разработке полезных ископаемых, высокоточном определении координат затонувших кораблей и т.п.

 

 

Охрана труда

Общие положения техники  безопасности при швартовых и  якорных операциях.

 Швартовные работы.

1. Заводку основных швартовных канатов производят по схеме, 
   рекомендованной проектантом судна или технологической картой, сообразуясь с конкретной обстановкой.

Подача дополнительных швартовных канатов производиться только после  закрепления основных.

2. При подготовке к швартовным работам все посторонние предметы от мест расположения швартовных устройств надо заблаговременно убрать, а основные швартовные канаты аккуратно и в достаточном количестве разнесены по палубе, бросательные концы приготовлены к подаче; лацпорты и иллюминаторы в районе производства работ задраены.

Все члены экипажа, участвующие  в швартовных работах, находятся  в защитных касках и одеты в  соответствующую спецодежду и спецобувь.

3. При проведении швартовных и якорных работ лицам командного состава и участвующим в них членам экипажа запрещается оставлять без надзора работающие механизмы.
4. Подача швартовных канатов на берег или на другие суда производиться при помощи бросательного конца или линеметательного устройства. Подавать бросательный   конец  или  линь  следует  после  предупредительного  окрика: "БЕРЕГИСЬ!".
5. Руководители швартовных групп постоянно следят за заведенными на причал швартовными канатами и при появлении признаков, свидетельствующих о возможности их чрезмерного натяжения, докладывать лицу, руководящему швартовкой судна.
6. Для стопорения стальных канатов используются цепные стопоры длиной 2 - 4 м. Один конец цепи крепиться на палубе за рым или кнехт. К ходовому концу цепного стопора прикрепляется надежный растительный канат.