OpenCPN電子海圖軟件的應(yīng)用

肖 柏 大連引航站

陳金洋 大連海事局交管中心

相較于傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖，電子海圖的優(yōu)勢更為突出，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)船舶航線、監(jiān)測運(yùn)行航向以及存儲船行軌跡、演示歷史航程，并對偏航、誤入危險(xiǎn)區(qū)等情況自動(dòng)報(bào)警，對潮汐、港口、還留等信息實(shí)現(xiàn)快速查詢。僅需在幾分鐘之內(nèi)便可自動(dòng)化更新達(dá)千副海圖。OpenCPN作為自由軟件，可以免費(fèi)安裝于PC電腦端、平板、手機(jī)上，有效降低了電子海圖的應(yīng)用成本。本文將對OpenCPN電子海圖軟件應(yīng)用展開分析。

1.OpenCPN電子海圖軟件概述

1.1 OpenCPN

OpenCPN作為國外開發(fā)的一款免費(fèi)應(yīng)用展示海圖，具備GPS導(dǎo)航定位功能的軟件，能夠在船舶航行運(yùn)用過程中作為計(jì)劃工具，目前發(fā)布的最新OpenCPN版本為Version4.6.4版本，該版本實(shí)現(xiàn)了wxWidgets界面，對OpenGL支持可以實(shí)現(xiàn)用戶在多平臺上的跨平臺運(yùn)行。并且該軟件還能夠?qū)︼@示電子海圖，并基于不同平臺實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)（見圖1）。

圖1 OpenCPN主界面示意圖

1.2 功能特點(diǎn)

OpenCPN具備了較強(qiáng)電子海圖顯示、加載、分析多種功能：

1.2.1 電子海圖功能

（1）支持以下柵格海圖：以＊.kap作為生成的BSB Versions 1，2and3海圖文件后綴；以“＊cap”作為BSB Version 4海圖文件后綴；以“＊ cap”作為“nv-charts”海圖文件；以“＊.nos”、“＊.geo”為NOS/GEO Version 1：海圖文件的后綴。

（2）支持以下矢量海圖：支持“＊.000”后綴的S 57電子航海圖、“＊.0s 63”后綴的加密S 63電子航海圖、專用SENC 格式的CM93Version 2、VM Version 3及后續(xù)預(yù)處理版本的專用格式。

1.2.2 免費(fèi)開源軟件

OpenCPN作為可以實(shí)現(xiàn)編程自由的軟件工程，以GPLv2協(xié)議作為開放源代碼，統(tǒng)一由海員團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)開發(fā)，后續(xù)的軟件測試改進(jìn)均需要運(yùn)用于真實(shí)航海環(huán)境中展開。

1.2.3 豐富插件機(jī)制

OpenCPN軟件具備了插件機(jī)制，可以對用戶的后續(xù)功能拓展提供便捷性，并且預(yù)制較豐富的插件接口，可以對二次開發(fā)人員便于開發(fā)插件，如今的成熟官網(wǎng)開發(fā)插件包括4種：一種是AIS Rader View插件，能夠主要運(yùn)用于對雷達(dá)目標(biāo)的獲取，顯示出類AIS形式；二種是在軟件內(nèi)成功嵌入谷歌Earth衛(wèi)星影像圖，并滿足分屏顯示海圖信息；三種是S63 Chats的電子海圖現(xiàn)實(shí)插口，均可于S63海圖加載插件實(shí)現(xiàn)；四種是BSB4 Charts此種插件主要運(yùn)用于顯示BSB Version4系列柵格電子海圖，并制定了統(tǒng)一的電子海圖顯示標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 支持多平臺多系統(tǒng)

能夠支持Wondows操作系統(tǒng)，譬如XP、win7、10等；對Unix類操作系統(tǒng)支持，包括了BSD、Solaris等；以及手機(jī)終端蘋果OS系統(tǒng)和安卓系統(tǒng)。

1.2.5 便捷數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議

OpenCPN該軟件主要滿足兩類數(shù)據(jù)接入形式，包括了串口接入以及網(wǎng)口接入，譬如對NEMA0183 GPS接口、Radar、AIS雷達(dá)、導(dǎo)航等設(shè)備接口。

2.OpenCPN電子海圖軟件應(yīng)用案例

將OpenCPN該軟件運(yùn)用于石油勘探項(xiàng)目試驗(yàn)中，包括分析水深選擇試驗(yàn)區(qū)域、規(guī)劃航海信息、實(shí)時(shí)定位物探船舶，并實(shí)時(shí)跟蹤記錄船舶的具體行蹤軌跡。

2.1 選擇試驗(yàn)區(qū)塊

劃分該試驗(yàn)區(qū)域共計(jì)3塊，展開對30m、100m、700m不同水深的石油勘探工作，運(yùn)用OpenCPN電子海圖軟件，劃分不同顯色并根據(jù)已有水深數(shù)據(jù)，對航行時(shí)間、項(xiàng)目規(guī)劃總體考慮，逐次選擇相應(yīng)區(qū)塊對施工需求滿足的同時(shí)，還能夠?qū)σ?guī)劃區(qū)塊時(shí)間有效縮減，并對施工效率有效提升。

2.2 規(guī)劃航行

對于船舶在航行過程中，對于劃分的試驗(yàn)區(qū)塊內(nèi)存在管線、鉆井平臺、淺水區(qū)以及固定標(biāo)志物等多種障礙物，保證航行安全性尤為重要因此需要規(guī)劃航行線路，以獲得的現(xiàn)有障礙物航海信息為依據(jù)，確保設(shè)計(jì)最優(yōu)化航線能夠確保達(dá)到航行安全性前提下，縮減航行時(shí)間。在設(shè)計(jì)航線過程中，選擇適當(dāng)?shù)碾娮雍D軟件位置，點(diǎn)擊屏幕會實(shí)時(shí)出現(xiàn)對話框，編輯后逐次選擇適當(dāng)?shù)暮骄€。并選擇激活航線即可船只顯示黑圓圈，選擇的航線顯示紅色，并且提供船舶的航行速度、所在位置、AIS及矢量線等相關(guān)信息。

2.3 船舶實(shí)時(shí)定位

通過對測線信息成功加載后能夠?qū)τ诖跋噍^于區(qū)塊所在位置實(shí)時(shí)定位，并對施工進(jìn)度及時(shí)充分了解后，便于工作指揮與實(shí)時(shí)調(diào)度。

2.4 船舶軌跡跟蹤記錄

結(jié)合具體的施工需求需要跟蹤記錄物探船舶軌跡，經(jīng)過最終輸出文件能夠?qū)Υ暗娜我鈺r(shí)刻所在位置信息獲取，并滿足HSE需求對航行問題有效解決，作為一種十分關(guān)鍵不可缺少的輔助類技術(shù)手段。

總之，通過運(yùn)用OpenCPN電子海圖軟件，幾乎擁有了比較全面的海圖可以在日常工作中方便展示，且滿足多個(gè)使用者對船舶情況及海洋情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，更能夠有效提高船舶的整體安全指數(shù)并提供輔助性導(dǎo)航措施。

3.結(jié)語

總而言之，在我國目前海航物探領(lǐng)域內(nèi)OpenCPN電子海圖軟件得以廣泛運(yùn)用，且在實(shí)際工作開展中具有較大的實(shí)用輔助價(jià)值，但是該軟件應(yīng)用也存在較大局限，譬如由于海圖存在顯示、定位誤差，或者使用者在應(yīng)用過程中的設(shè)置權(quán)限或使用不當(dāng)情況，均會在一定程度上影響OpenCPN電子海圖軟件的應(yīng)用效果。結(jié)合OpenCPN該軟件的應(yīng)用實(shí)例，發(fā)現(xiàn)OpenCPN電子海圖軟件應(yīng)用于海洋導(dǎo)航領(lǐng)域，能夠滿足定位需求，并跟蹤記錄船舶軌跡，解決工作所需。