基于ECDIS的海警艦艇航線修正繪算分析

叢山昊 武警海警總隊第六支隊

作為重要的艦艇導(dǎo)航和輔助決策裝備，ECDIS（Electronic Chart Display and Information System，即電子海圖顯示與信息系統(tǒng)）在航海安全保障領(lǐng)域的作用和地位日益凸顯，并得到了廣泛的應(yīng)用。目前，海警艦艇已基本裝備了ECDIS，其主要被應(yīng)用于航線設(shè)計及監(jiān)控、航行安全保障、艦艇機(jī)動、海上避碰、預(yù)防擱淺、錨位監(jiān)控、航線設(shè)計、航行監(jiān)控和海上搜救等方面，這成為提升海警艦艇戰(zhàn)斗力的可靠輔助手段，也是海警艦艇導(dǎo)航不可缺失的要素。近年來，如何進(jìn)一步拓寬ECDIS應(yīng)用以便使其在執(zhí)法執(zhí)勤中發(fā)揮更大的作用，已成為海警艦艇實際應(yīng)用ECDIS的重要課題。借助艦艇ECDIS對艦艇航線進(jìn)行快速、便捷、可靠的修正繪算，便是其應(yīng)用的一個具體體現(xiàn)，這可為海警艦艇航行安全和高效執(zhí)勤提供一定的保障和支持。

1.傳統(tǒng)艦艇航線修正繪算的方法和內(nèi)容

艦艇在航行中由于風(fēng)流、規(guī)避危險等原因，會偏離計劃航線，為使艦艇回到計劃航線，就要學(xué)會艦艇修正回計劃航線的方法。航線修正的方法主要有：小角度修正法、駛向下一航線或其反向延長線上、改變航線駛向預(yù)定轉(zhuǎn)向點、隨即修回到計劃航線、連測船位法修正風(fēng)流等等。

目前，傳統(tǒng)的航線修正繪算主要采用紙質(zhì)海圖作業(yè)的方法，它具有直觀、易懂的優(yōu)勢，但它的定位、標(biāo)繪與計算都會受儀器本身誤差的影響，而且其花費時間較長，為了給繪算留出時間，需要向前推算船位，使精度受到影響。當(dāng)人工測量繪算產(chǎn)生失誤時，則精度更會受到較大的影響。因而，提高航線修正的精度和效率，成為航海人員尤為關(guān)心的問題。探究既實用準(zhǔn)確，又比較省時的航線修正的方法顯得尤為重要，其可提高我海警部隊的執(zhí)法執(zhí)勤效率與安全性。

2.基于ECDIS的海警艦艇航線修正繪算方法

ECDIS的廣泛應(yīng)用為海警艦艇解決航線修正繪算問題提供了便利。在ECDIS上進(jìn)行航線修正過程與紙質(zhì)海圖上的修正過程有類似之處，所不同的是利用ECDIS進(jìn)行航線修正繪算，可以在ECDIS上直接顯示艦艇實時位置，而且利用ECDIS進(jìn)行航線修正繪算只需要利用光標(biāo)移動到所需要移動到的點，讀出該點的真方位，然后經(jīng)過簡單的計算即可求出執(zhí)行航向，主要修正方法具體如下。

2.1 小角度修正

小角度修正回計劃航線上的方法為：（1）通過觀察ECDIS上艦艇的信息，發(fā)現(xiàn)艦艇偏離計劃航線；（2）將光標(biāo)移至艦艇想要到達(dá)的地點，以此點作為新的轉(zhuǎn)向點，此時可讀出該點的真方位，此真方位即為艦艇到此點的真航向，再減去羅經(jīng)差即為艦艇的執(zhí)行航向；（3）艦艇按此執(zhí)行航向航行；（4）通過ECDIS不斷跟蹤船位，使艦艇按執(zhí)行航線航行，當(dāng)艦艇到達(dá)新的轉(zhuǎn)向點時，則可按預(yù)定航向轉(zhuǎn)向，使艦艇回到計劃航線航行。

小角度修正至下一轉(zhuǎn)向點的方法為：（1）通過觀察ECDIS上艦艇的信息，發(fā)現(xiàn)艦艇偏離計劃航線；（2）將光標(biāo)移至下一轉(zhuǎn)向點，此時可讀出該點的真方位，此真方位即為艦艇到此點的真航向，再減去羅經(jīng)差即為艦艇的執(zhí)行航向；（3）艦艇按此執(zhí)行航向航行；（4）通過ECDIS不斷跟蹤船位，使艦艇按執(zhí)行航線航行，當(dāng)艦艇到達(dá)新的轉(zhuǎn)向點時，則可按預(yù)定航向轉(zhuǎn)向，使艦艇按下一計劃航線航行。

由于在ECDIS上用小角度修正，可以直接找到要到達(dá)的點，故不會出現(xiàn)像紙質(zhì)海圖作業(yè)一樣發(fā)現(xiàn)不能修回計劃航線時，將艦艇修正至一下航線反向延長線上的情況。

2.2 修正至下一航線或其反向延長線上

修正至下一航線或其反向延長線上步驟為：（1）在ECDIS上發(fā)現(xiàn)艦艇在規(guī)避危險等原因后偏離計劃航線；（2）在下一航線上選取合適的點（此點的真方位與艦艇原航向相同）作為新的轉(zhuǎn)向點，讀出此點的真方位，即為艦艇到此點的真航向，減去羅經(jīng)差即為執(zhí)行航向；（3）艦艇按照執(zhí)行航向航行；（4）用ECDIS不斷跟蹤船位，使艦艇在執(zhí)行航線上航行，觀測其到達(dá)新的轉(zhuǎn)向點后轉(zhuǎn)回計劃航線航行。

如果適合修正至下一航線的反向延長線上，則步驟（2）改為反向延長下一航線，并在下一航線上選取合適的點（此點的真方位與艦艇原航向相同），以后的步驟同修正至下一航線的步驟。

2.3 改變計劃航線修正至下一轉(zhuǎn)向點

改變計劃航線修正至下一轉(zhuǎn)向點的步驟為：（1）在ECDIS上發(fā)現(xiàn)艦艇在規(guī)避危險等原因后偏離計劃航線；（2）把光標(biāo)移至下一轉(zhuǎn)向點處，可以讀出其真方位，此真方位即為艦艇到此點的真航向，減去羅經(jīng)差即為執(zhí)行航向；（3）艦艇按照執(zhí)行航向航行；（4）通過ECDIS跟蹤船位，使艦艇按照執(zhí)行航線航行，觀測艦艇到達(dá)下一轉(zhuǎn)向點時轉(zhuǎn)回計劃航線航行。

2.4 隨即修正回計劃航線

隨即修正回計劃航線的步驟為：（1）通過ECDIS發(fā)現(xiàn)艦艇偏離計劃航線；（2）將光標(biāo)移動到需要到達(dá)的點，以該點作為新的轉(zhuǎn)向點，讀出該點的真方位，此真方位即為艦艇到此點的真航向，減去羅經(jīng)差可得出執(zhí)行航向；（3）艦艇按照執(zhí)行航向航行；（4）不斷觀察ECDIS跟蹤船位，使艦艇按照執(zhí)行航線航行，觀測艦艇到達(dá)下一轉(zhuǎn)向點時轉(zhuǎn)回計劃航線航行。

2.5 連測船位法修正流壓

當(dāng)流壓對艦艇航行影響較大時，必須要進(jìn)行流壓修正。在ECDIS上用連測船位法修正流壓的步驟為：（1）在某一時刻開始在海圖上標(biāo)記一個船位點，十分鐘后連接該船位點與即時的船位點，這兩個點的連線方向即為艦艇在風(fēng)流中的航跡，可以讀出即時船位點相對標(biāo)記船位點的真方位，減去180°即為標(biāo)記船位點相對即時船位點的真方位，標(biāo)記船位點到即時船位點的真方位即為標(biāo)記船位點到即時船位點的真航向，用此真航向減去計劃航向即為流壓角；（2）在海圖上找到一個艦艇要到達(dá)的點，將此點作為新的轉(zhuǎn)向點，光標(biāo)移動到此點，讀出該點的真方位，此真方位即為艦艇到此點的真航向，減去羅經(jīng)差可得出執(zhí)行航向；（3）艦艇按照執(zhí)行航向航行；（4）不斷觀察ECDIS跟蹤船位，使艦艇按照執(zhí)行航線航行，觀測艦艇到達(dá)下一轉(zhuǎn)向點時轉(zhuǎn)回計劃航線航行。

3.ECDIS作業(yè)法優(yōu)劣性分析

3.1 優(yōu)勢

（1）快速便捷。紙質(zhì)海圖作業(yè)修正航線，需要測定船位，然后在海圖上作業(yè)算出執(zhí)行航向，這個過程至少需要3分鐘，而一些新手更是可能需要5分鐘或5分鐘以上，若是用連測法修正風(fēng)流則需要更多的時間，而一旦定位失誤，則繪算就不準(zhǔn)確，要再重新定位，重新繪算。而利用ECDIS，由于ECDIS顯示船位的實時性，可以省去觀測船位的時間，也不需要擔(dān)心船位定錯，而且繪算只需要在ECDIS上用光標(biāo)移動到需要到達(dá)的位置，電子圖上就可以顯示出該點的真方位，這個真方位即艦艇到此點的真航向，然后簡單計算一下加減法便可以求出執(zhí)行航線，這個過程就算新手也只需要不到兩分鐘，而一些操作熟練的老班長或航通長只需要一分鐘不到，修正風(fēng)流則較為紙質(zhì)海圖省時更多，執(zhí)行過程中也可以通過ECDIS跟蹤船位，不需要再去刻意去定船位，這無疑為海警艦艇的執(zhí)勤效率有較大的提升。

（2）精度較高。紙質(zhì)海圖作業(yè)的定位、標(biāo)繪與計算都需要人工進(jìn)行，這其中就存在人工誤差，而且讀取需要一定時間，計算執(zhí)行航線時間較長，需要向前推算船位，對執(zhí)行航線影響較大，通常執(zhí)行航線并不能使艦艇準(zhǔn)確修正至要修正的地方。而使用ECDIS，艦艇的即時定位由GPS提供，其精度較高，而其計算時間短，不用向前推算航線，所以其對執(zhí)行航線影響較小，精度較高。

（3）操作簡單。紙質(zhì)海圖作業(yè)，在觀測船位后還要根據(jù)觀測的方法在海圖標(biāo)繪出船位，然后用尺規(guī)等工具完成航線修正繪算，再測量出真航向才能求出執(zhí)行航向。而在ECDIS上修正航線基本只需要用光標(biāo)指到需要到達(dá)的點，讀出此點的真方位，并做一些簡單的計算即可。

（4）安全可靠。在紙質(zhì)海圖作業(yè)時，船位從觀測到在海圖上確定下來需要至少2分鐘，如果前方有暗礁等危險時則有可能因這些原因而撞到，而且平時也只能依靠艦指與航保人員不停觀察，工作壓力很大。而ECDIS通過將各設(shè)備的信息匯聚到ECDIS上，做到可以實時觀測船位，并觀察到艦艇周圍物標(biāo)的信息，及時發(fā)現(xiàn)危險物，而且ECDIS上還可以設(shè)置警報（包括偏航報警、接近危險物報警等），可以在航保人員沒能及時發(fā)現(xiàn)時報警，為艦艇的安全多一道保護(hù)。

（5）拓展應(yīng)用?，F(xiàn)如今ECDIS的裝備極大提高了海警艦艇的戰(zhàn)斗力，提高了執(zhí)法執(zhí)勤效率，提高了航行的安全性，為了使其有更大的應(yīng)用價值，應(yīng)該進(jìn)一步開發(fā)電子設(shè)備的應(yīng)用。而ECDIS修正航線的方法正是對ECDIS的應(yīng)用的開發(fā)，有助于海警艦艇執(zhí)法執(zhí)勤效率的提升與執(zhí)勤的安全性的提升。

3.2 劣勢

（1）存在誤差。ECDIS作業(yè)法主要是利用ECDIS與GPS進(jìn)行航行修正繪算，所以如果ECDIS信息沒有及時更新，或者ECDIS與GPS采用不同的坐標(biāo)系都會導(dǎo)致計算的較大誤差。而且ECDIS是多種設(shè)備的集成體，所以每個設(shè)備的自身誤差都會成為繪算的誤差。

（2）自身局限。ECDIS自身作為電子設(shè)備的集合體，其自身便擁有著電子設(shè)備的一些不足，這些不足主要有：可能出現(xiàn)的硬件故障；可能出現(xiàn)的軟件問題；需要定期更新、維護(hù)、保養(yǎng)。所以ECDIS雖然方便，但在艦艇上仍舊不能完全拋棄紙質(zhì)海圖作業(yè)，這也算是一種不足。

（3）操作繁瑣。ECDIS由于設(shè)備較多，所以其在工作前的設(shè)置會影響其導(dǎo)航精度，如GPS與ECDIS的坐標(biāo)系需要設(shè)置相同，要調(diào)節(jié)好日間與夜間模式（會影響色彩，導(dǎo)致讀數(shù)的困難與識別物標(biāo)的困難），需要識別北向上、航向向上、首向上、真矢量、相對矢量等，這會使一些操縱不是很熟練的人或者使用紙質(zhì)海圖習(xí)慣的人很容易混淆。

盡管ECDIS修正航線有一定的誤差或者自身的不足，但其誤差與傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖作業(yè)相比還是比較小的，可靠性更高，而且其方便性、高效性安全性均高于傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖作業(yè)，只要操作人員比較熟悉，不出現(xiàn)操作失誤與理解失誤，則其最終的精確度是高于紙質(zhì)海圖作業(yè)的，對海警艦艇而言，其利遠(yuǎn)大于弊，所以ECDIS修正航線的方法具有一定的實踐意義和推廣價值。

4.結(jié)束語

利用ECDIS進(jìn)行航線修正繪算是對ECDIS應(yīng)用的進(jìn)一步拓展，其基本上只需要使用光標(biāo)讀出需要到達(dá)點的真方位，再進(jìn)行一些簡單的計算即可完成，而且可以在ECDIS即時跟蹤船位，隨時觀察船位是否在執(zhí)行航線上，減少了紙質(zhì)海圖作業(yè)上觀察與標(biāo)繪的時間，也避免了一些人為誤差。因而，基于ECDIS的海警艦艇航線修正繪算方法在效率、準(zhǔn)確性與安全性等方面較紙質(zhì)海圖作業(yè)法有較大的提高，這可為海警艦艇航行安全和高效執(zhí)勤提供一定的保障和支持。