Содержание Предисловие ......................................................................................................................2 Введение ............................................................................................................................2 Глава 1 Классификация съемок рельефа дна .................................................................3 Глава 2 Плановая геодезическая основа съемки ...........................................................4 Глава 3 Высотная геодезическая основа съемки рельефа дна .....................................4 Глава 4 Качество съёмки.................................................................................................. 6 Глава 5 Измерение глубин ............................................................................................... 8 Глава 6 Способы выполнения съемки .......................................................................... .9 Глава 7 Другие измерения .............................................................................................. 9 Глава 8 Атрибутирование данных ............................................................................... 10 Глава 9 Исключение сомнительных данных .............................................................. 11 Словарь терминов .......................................................................................................... 16 Приложение А Руководство по контролю качества .................................................. 21 Приложение B Руководство по обработке данных .................................................... 23 Предисловие Правила гидрографической службы № 4 Съемка рельефа дна судоходных морских и речных акваторий. Часть 1. Требования к съемке. Правила регламентируют выполнение съемки рельефа дна, предназначенной, для составления навигационных морских карт и обеспечения безопасности плавания судов. Правила основаны на положениях: «Правил гидрографической службы № 4. Съемка рельефа дна. Часть 1, Часть 2, издание ГУНиО МО 1984 г.; «Инструкции по промеру на реках» (ИПР-77) издание ГУНиО МО 1977 г.; «IHO standards for hydrographic surveys», 5-th Edition, 2008, Special Publication No.44, Published by the International Hydrographic Bureau, Monaco. Выпуск Правил не лишает законной силы карты и пособия для плавания, удовлетворяющих требованиям предыдущей редакции Правил. Правила обязательны для исполнения всеми государственными и частными организациями, выполняющими съемку рельефа дна на акваториях морей Российской Федерации и в Мировом океане, а также на внутренних судоходных акваториях (озерах, реках и каналах) в интересах обеспечения навигационной безопасности судоходства и составления навигационных морских карт, навигационных карт внутренних водных путей и руководств для плавания. Основными изменениями, внесенными в новое издание по сравнению с предыдущим, являются: - введение четырех классов съемки в зависимости от требуемой точности и подробности обследования дна. - замена терминов «точность» и «погрешность» на термин «неопределенность». Погрешность является разностью между измеренным значением и истинным значением. Учитывая, что ее истинное значение никогда не известно, то и сама погрешность не может быть известна. Неопределенность – статистическая оценка вероятной величины этой погрешности. - в соответствии с зарубежными официальными руководствами МГО по гидрографии: S-44, S-57, М-13 термину «определение места» соответствует термин «позиционирование», который в данных Правилах будет использован наравне с первым. - включение словаря основных гидрографических терминов. Положения, регламентирующие методы и средства выполнения съемки для достижения указанных требований, приводятся в части 2 Правил. С выходом настоящих Правил отменяются: «Правила гидрографической службы № 4 Съемка рельефа дна. Часть 1. Основные положения (ПГС № 4, ч. 1)», издание ГУНиО МО, 1984 г. и «Правила гидрографической службы № 4 Съемка рельефа дна. Часть 2. Требования и методы (ПГС № 4, ч. 2)», издание ГУНиО МО, 1984 г. Замечания по содержанию высылать по адресу: 199034, г. Санкт-Петербург, УНиО МО, E-mail: [email protected]. Введение В Правилах приводятся минимальные требования, которые должны быть обеспечены. В тех случаях, когда этого требуют характер рельефа дна и условия судоходства, организации, выполняющие съемку рельефа дна, могут применять более строгие требования. В приложениях A и B приведены руководства по контролю качества и обработке данных. Правила могут применяться и для других сфер деятельности, где используются данные о рельефе дна. Однако, пользователи, должны учитывать особенности той сферы деятельности, для которой хотят их применить. Достоверность данных съемки является основным критерием качества выполненных работ. Неопределенности, указанные в Правилах, отражают суммарные (распределенные) неопределенности всех измеренных величин. 2 Специалист, выполняющий съемку, должен обладать достаточными знаниями и опытом для обеспечения требований Правил. На акваториях, где вследствие интенсивных гидродинамических процессов происходит значительная перестройка рельефа, дна данные съемки могут быстро устаревать. В таких районах необходимо регулярно выполнять повторные съемки с интервалами, установленными в зависимости от местных условий. Глава 1 Классификация съемок рельефа дна 1.1 Съёмка рельефа дна представляет собой совокупность гидрографических работ, выполняемых с целью построения цифровой модели рельефа дна, обнаружения навигационных опасностей и последующего составления на основе полученной информации навигационных карт и пособий для плавания для обеспечения безопасности судоходства. 1.2 Навигационной опасностью считается всякое естественное или искусственное подводное или осыхающее препятствие (поднятие дна или подводный объект) с глубинами над ним, опасными для плавания судов. Признаками навигационной опасности считаются глубины, отличающиеся от окружающих глубин в меньшую сторону: - на глубинах от 0 до 40 м включительно - более чем на 1 м; - на глубинах свыше 40 до 100 м включительно - более чем на 2 м; - на глубинах свыше 100 м - более чем на 10% при плавном рельефе дна; более чем на 20% при холмистом рельефе дна; более чем на 30% при сложном рельефе дна. К навигационным опасностям также относятся береговая линия и надводные препятствия (естественные и искусственные), положение и характеристики которых также должны быть определены при съемке рельефа дна. 1.3 Для съемки рельефа дна в зависимости от важности акватории в судоходном отношении, соотношения глубин в судоходной части с максимальной осадкой судов и характеристик грунта дна устанавливается четыре класса съемки: 1, 2, 3 и 4-й, отличающиеся: точностью съемки - допустимыми неопределенностями измерения глубин и их местоположения; подробностью съемки - дискретностью отсчетов глубин по площади акватории. Съемка 1-го класса выполняется на участках судоходных акваторий с глубинами от 0 до 40 м включительно. При съемке 1-го класса дискретность отсчета глубин должна обеспечивать выявление деталей рельефа, отличающихся от окружающих глубин на величину, указанную в пункте 1.2, и обнаружение объектов на дне по размеру эквивалентных кубу с ребром 1 м и более. Примерами районов, в которых проводится съемка 1-го класса, являются мелководные гавани, участки акваторий для швартовки судов, места якорной стоянки, мелководные фарватеры и морские каналы, наиболее важные участки судоходных каналов (фарватеров) и рек с минимальными глубинами под килём. Съемка 2-го класса выполняется на судоходных морских акваториях с глубинами менее 100 м с подробностью, обеспечивающей обнаружение объектов на дне по размерам, эквивалентных кубу с ребром не менее 2 м на глубине до 40 м, а по глубине, отличающихся от окружающих глубин на величину, указанную в пункте 1.2 настоящих Правил. 2-й класс съемки применяется для тех районов, в которых естественные детали рельефа или искусственные объекты на дне имеют минимальные глубины, не создающие препятствий для судов, проходящих через этот район (глубина под килем - некритическая). При съемке 2-го класса также требуется полное обследование дна. Съёмка 3-го класса выполняется для судоходных акваторий с глубинами до 200 м включительно. Этот класс съемки рекомендуется только для тех участков акватории, где глубина под килем не считается существенной, а вероятность наличия на дне искусственных или естественных препятствий низка. Съемка 4-го класса выполняется на морских акваториях с глубинами более 200 м. Примерами подобных акваторий являются все акватории Мирового океана, не описанные в предыдущих классах, с глубинами более 200 м. 3 В таблице 1 указаны минимальные требования для каждого из перечисленных классов съемки. Организация, ответственная за использование результатов съемки, должна выбирать тот класс съемки, который соответствует требованиям безопасного плавания в данном районе. В некоторых случаях один класс может не подходить для всего района. В этих случаях в проекте съемки необходимо четко определить участки акватории, где должны использоваться другие классы. Ситуация, обнаруженная гидрографом в полевых условиях, может настолько отличаться от ожидаемой, что это может послужить основанием для изменения класса съемки. Например, в районе, через который проходят суда водоизмещением 200000 т и более и который имеет глубину более 40 м, может быть задана съемка 2-го класса. Однако если гидрограф обнаруживает мели с глубинами менее 40 м, то в данном месте необходимо выполнить съемку 1-го класса. Глава 2 Плановая геодезическая основа съемки 2.1 Плановой геодезической основой съемки рельефа дна являются пункты геодезических сетей, фиксирующие принятые для картографирования геодезические координатные системы отчета и обеспечивающие определение местоположения измеряемых глубин с допустимыми неопределенностями относительно этих пунктов, предусмотренными требованиями настоящих Правил, в принятой геодезической координатной системе отчета. Неопределенность определения места - это неопределенность положения измеренной глубины или объекта относительно пунктов исходной геодезической координатной основы. Съемки, проводящиеся в интересах картографирования акваторий РФ и прибрежных территорий, должны выполняться в координатной системе отсчета СК-95. Съемки акваторий открытых зон морей и Мирового океана должны выполняться в принятой модификации общеземной геоцентрической координатной системе отсчета ПЗ-90. Параметры эллипсоидов СК-95, ПЗ-90 и параметры преобразования при переходе из одной координатной основы в другую приведены в Приложении 3 ч. 2 настоящих Правил. Программное обеспечение, используемое для съемки, должно содержать указанные параметры геодезических координатных систем. В качестве плановой геодезической основы съемки рельефа дна должны использоваться: - пункты государственной геодезической сети (ГГС) 1, 2, 3 и 4 классов; - пункты геодезических сетей сгущения (ГСС) 1 и 2 разрядов; - пункты аналитических сетей (АС), ранее созданных подразделениями ГС флотов и вновь создаваемых методами геодезии (триангуляции, полигонометрии и космической геодезии с использованием глобальных спутниковых навигационных систем (ГНСС)) в соответствии с требованиями и методами, изложенными в настоящих Правилах; - пункты специальных геодезических сетей (СГС), созданных подразделениями Военно-топографической службы и удовлетворяющих требованиям к плановой и высотной геодезической основе, изложенным в настоящих Правилах. Место измеренных глубин, опасностей, других значимых подводных объектов, СНО, плавучих предостерегательных знаков, объектов, важных для навигации, береговой линии и топографических элементов следует определять таким образом, чтобы неопределенность их планового положения удовлетворяла требованиям, указанным ниже в таблице 1. Неопределенность планового положения глубины включает все источники неопределенностей, а не только те, которые связаны со средствами определения места. Неопределенность определения места для доверительной вероятности 0,95 следует вычислять вместе с измеренной глубиной. Способность системы съемки работать с необходимыми точностями следует подтверждать вычислением суммарной неопределенности глубины и ее планового положения. Глава 3 Высотная геодезическая основа съемки рельефа дна 3.1 Высотной геодезической основой съемки рельефа дна является существующая или разворачиваемая сеть уровенных постов. Сеть должна обеспечивать фиксацию в районе 4 съемки отсчетной поверхности для глубин - нуля глубин и отсчетной поверхности для высот - нуля высот для береговых средств СНО и навигационных ориентиров, а также для определения положения береговой линии и высот пролетов мостов, линий электропередач и других подобных объектов над акваторией. Точность положения отсчетной поверхности нуля глубин по всей площади съемки должна обеспечивать получение исправленной глубины с неопределенностью, не превышающей величины, указанной в таблице 1. 3.2 За нуль глубин принимаются: а) для акваторий без приливов или со средней величиной прилива менее 50 см средний многолетний уровень; б) для акваторий со средней величиной прилива равной или большей 50 см наинизший теоретический уровень (НТУ). Для акваторий, где встречается несколько типов приливов, в качестве нуля глубин может быть использован условно принятый единый уровень; в) для Каспийского моря - средний уровень за последние 10 лет. 3.3 Положение НТУ и среднего уровня полных сизигийных вод на каждом постоянном уровенном посту должно быть выведено из измерений высоты прилива не менее чем за 19-ти летний период. НТУ привязывается к реперам государственной нивелирной сети, от которых они могут быть переданы на дополнительный и временные уровенные посты, устанавливаемые в районе съемки. На временных уровенных постах, путем синхронных наблюдений с постоянным уровенным постом должны быть определены поправки по фазе и высоте для каждого временного поста. Дополнительный уровенный пост устанавливается при отсутствии в районе съемки постоянного уровенного поста. На дополнительном посту, для определения НТУ в районе съемки, организуются уровенные наблюдения продолжительностью три-шесть месяцев. НТУ на временных и дополнительном уровенных постах вычисляется по гармоническим постоянным, полученным из тридцатисуточной серии (серий) наблюдений непосредственно на временных (дополнительном) уровенных постах. В исключительных случаях НТУ может передаваться по связям соответственных высот уровней из синхронных наблюдений на постоянном (дополнительном) и временных постах за период не менее 15 суток. 3.4 На приливных участках рек в качестве нуля глубин принимают условный наклонный профиль уровенной поверхности между НТУ и нулем глубин на реке. Нуль глубин определяется у верхней границы приливного участка, в месте, где величина приливных колебаний уровня не превышает 50 см. 3.5 Высоты нуля глубин на морские уровенные посты должны быть переданы от береговых уровенных постов с неопределенностью не более 0,2 м (с доверительной вероятностью Р=0,95). Точность передачи должна обеспечивать получение исправленной глубины для каждого класса съемки, с неопределенностью, не превышающей указанной в таблице 1 для каждого класса съемки. 3.6 Высота нуля глубин, установленная по наблюдениям на дополнительном или временном уровенном посту, должна быть передана нивелированием не ниже IV класса на три и более береговых репера (рабочий, контрольный и основной), удаленных от уровенного поста не менее чем на 100 м. 3.7 Для возможности определения с помощью ГНСС высоты уровня над нулем глубин при съёмке в прибрежной зоне акваторий на каждом береговом уровенном посту должна быть определена геодезическая высота нуля глубин над общеземным эллипсоидом. Методика определения приведена в части 2 настоящих Правил. 3.8 За нуль высот для объектов, имеющих навигационное значение (береговая линия, береговые СНО, ориентиры, пролеты мостов и подвесных линий электропередачи над акваториями и подобных объектов) принимается: - в морях без приливов – средний многолетний уровень моря, - в морях с приливами - средний уровень полных сизигийных вод. 5 За нуль высот для береговых объектов, не имеющих навигационного значения (рельеф суши), принимается нуль Кронштадтского футштока в Балтийской системе высот 1977 г. 3.9 Измеренные при съемке глубины приводятся к принятому нулю глубин введением поправки на высоту уровня. Определение поправок измеренных глубин в диапазоне от 0 до 200 м на высоту уровня осуществляется по данным синхронных со съемкой измерений высоты уровня на уровенных постах. Измерения высоты уровня для приведения измеренных глубин к нулю глубин должны выполняться в течение всей съемки. Измеренные глубины в диапазоне свыше 200 м поправками на высоту уровня не исправляются. Приведение измеренных глубин к нулю глубин допускается производить путем разбиения района съемки на зоны равных значений поправок линиями равных времен фазы и высоты прилива при условии, что суммарная неопределенность глубины вследствие неопределенности интерполяции (экстраполяции) высоты прилива не превысит установленного данными Правилами допуска. При наличии на район съемки модели геодезической высоты точек поверхности нуля глубин приведение измеренной глубины к нулю глубин может производиться путем измерения геодезической высоты уровня судовыми приемниками ГНСС. Глава 4 Качество съёмки 4.1 Качество съемки рельефа дна в интересах обеспечения безопасности судоходства характеризуется в данных Правилах подробностью и точностью полученных данных. 4.2 Подробность съемки Правила определяют следующими параметрами: - дискретностью отсчетов глубин по двум взаимно перпендикулярным направлениям: генеральному направлению максимального градиента глубин и перпендикулярному ему направлению: - в случае необходимости полного обследования дна (площадной съёмки) максимальным расстоянием для трех отсчетов глубин вдоль и поперек генерального направления максимального градиента глубины; - в случае съемки способом промера - дискретностью отсчета глубин по генеральному направлению градиента глубины (аналогично требованию для площадной съемки) и междугалсовым расстоянием по перпендикулярному направлению. 4.3 Точность съемки Правила определяют следующими параметрами: - допустимой неопределенностью глубины (с доверительной вероятностью P=0,95), исправленной всеми поправками и приведённой к нулю глубин; - допустимой неопределенностью (с доверительной вероятностью P=0,95) положения глубины относительно пунктов плановой основы съемки; - допустимой неопределенностью (с доверительной вероятностью P=0,95) глубины и её положения модели рельефа дна, получаемой в результате съемки. Допустимая неопределенность (P=0,95) исправленной глубины mz вычисляется по формуле m z a 2 (bz ) 2 , (1) где а - постоянная составляющая неопределенности исправленной глубины; b - коэффициент пропорциональности переменной составляющей неопределенности глубине; z - измеренная глубина. Значения коэффициентов a, b приведены в таблице 1 настоящих Правил. Достигнутая при съемке величина m z подтверждается путем вычисления суммарной средней квадратической погрешности глубины (см. Приложение 1, части 2 Правил) и умножением ее на коэффициент 1,96 для получения значения с указанной доверительной вероятностью 0,95. Неопределенность положения исправленной глубины m XY оценивается радиальной погрешностью места (РПМ) XY X2 Y2 R , где Х , Y - среднее квадратическое отклонение 6 соответственно по оси Х и Y (по параллели и меридиану). Вероятность Р попадания в круг радиуса R равна 0,68. Для вероятности 0,95 радиус круга будет равен 1,73 XY . Если неопределенность положения исправленной глубины m XY оценивается круговой стандартной погрешностью (КСП) Х Y R , то вероятность Р попадания в круг радиуса R равна 0,39. Для вероятности, равной 0,95 радиус круга будет равен 2,45σ. Допустимая неопределенность (P=0,95) положения исправленной глубины m XY вычисляется по формуле m XY c dz , (2) где с - постоянная составляющая неопределенности планового положения исправленной глубины; d - коэффициент пропорциональности переменной составляющей неопределенности положения глубины; z - исправленная глубина. Коэффициенты c и d задаются настоящими Правилами (см. таблицу 1). Достигнутую при съёмке величину m XY следует подтвердить вычислением суммарной неопределенности местоположения глубины (см. Приложение 1, части 2 Правил). 4 Точность положения береговой линии - допустимая неопределенность (Р=0,95) определения планового положения точек береговой линии относительно пунктов принятой геодезической основы съемки - для точек трех типов: - характерных точек береговой линии; - точек достоверной береговой линии; - точек недостоверной береговой линии (недостоверная береговая линия - тип береговой линии, положение которой не может быть определено по объективной причине, например, при ее маскировании прибрежной растительностью, при определении положения уреза воды не по среднему уровню высокой полной воды). 4.5 Допустимая неопределенность модели рельефа дна по глубине оценивается суммарной величиной постоянной и переменной случайных неопределенностей, задаваемых значением параметров ам и bм в таблице 1 настоящих Правил. Для получения итогового значения допустимой неопределенности модели рельефа дна необходимо значения параметров ам и bм вместе с глубиной ввести в формулу (1), приведенную в статье 4.3. Неопределенность модели рельефа дна (P=0,95), оценивается как удвоенная (1,96) величина суммарной средней квадратической погрешности (СКП) глубины, вычисляемой по формуле z M ин , 2 2 2 (3) где σz - СКП (Р = 0,68) исправленной глубины, метр; σм - СКП (Р = 0,68) определения глубины вследствие неопределенности планового положения глубины, метр; σин - СКП (Р = 0,68) интерполяции между измеренными значениями глубины, метр. Если неопределенность модели рельефа дна по положению глубины m XY оценивается РПМ XY , для вероятности 0,95 радиус круга будет равен 1,73 XY . Если неопределенность положения исправленной глубины m XY оценивается КСП XY , то для вероятности, равной 0,95, радиус круга будет равен 2,45 XY . 4.6 Требование по обнаружению навигационных опасностей определяется как необходимость при съемке 1-го и 2-го классов выявления присутствия на дне объектов по минимальным размерам эквивалентных кубу с указываемым размером ребра и поднятий дна на величину, предусмотренную ст. 1.2 настоящих Правил для всех классов съемки. 4.7 Допустимые неопределенности определения местоположения стационарных и плавучих СНО, навигационных опасностей рассчитываются относительно пунктов принятой для съемки геодезической основы. 7 Высотное положение этих объектов на неприливных морях определяется относительно среднего уровня моря. В приливных морях - относительно среднего уровня полных сизигийных вод. Если СНО и навигационные ориентиры относятся к пунктам АС, то к ним применяются дополнительные требования, как к пунктам высотной основы съемочной сети топографической съемки. 4.8 Обеспечение единства измерений при съемке достигается: - выполнением требований соответствующих правил по метрологии; - проведением органами государственной метрологической службы поверок средств измерений с целью определения и подтверждения их соответствия установленным техническим требованиям. Градуировке и поверке в Бюро проверок государственных метрологических органов подлежат датчики гидростатического давления мареографов, солемеры и гидрологические зонды, СТD-зонды, используемые при съемке для получения вертикальных профилей скорости звука в воде. Приёмники ГНСС, предназначаемые для производства работ по развитию съёмочного обоснования, должны быть сертифицированы для геодезического применения в Российской Федерации и иметь свидетельства о поверке. Поверку необходимо выполнять ежегодно перед выездом на полевые работы. Ответственными за проведение сертификации и получение свидетельства о поверке являются метрологические службы организаций, выполняющих съёмочные работы. Глава 5 Измерение глубин 5.1 Обследование обнаруженных навигационных опасностей Все аномальные формы рельефа дна необходимо обследовать и, в случае подтверждения, следует определить их местоположение и наименьшую глубину над ними. Если аномальная форма, о которой сообщалось ранее, не будет обнаружена, необходимо передать в адрес УНиО МО донесение об этом. Для затонувших судов и препятствий с безопасной глубиной над ними менее 40 м их местоположение и наименьшую глубину над ними следует определять самым точным доступным методом. 5.2 Обнаружение характерных форм рельефа дна и объектов Когда требуется полное обследование дна моря, применяемое для съемки оборудование должно быть способно обнаруживать объекты, имеющие размеры, указанные в таблице 1. Организация, выполняющая сбор данных, обязана оценить возможности используемой съёмочной системы и удостовериться в том, что она может обнаружить такие объекты. Могут существовать объекты и меньшего размера, чем указанные в таблице 1, также представляющие опасность для судоходства. Организация, проводящая съемку, может считать необходимым обнаружение этих объектов, для того чтобы свести до минимума возможность наличия необнаруженных опасностей для судоходства. Необходимо понимать, что при использовании средств съемки нельзя гарантировать 100%-ное обнаружение объектов. Если существуют опасения, что в районе могут находиться объекты, которые, возможно, не будут обнаружены используемым средством съемки, следует рассмотреть вопрос применения другой системы (например, жесткого трала) для повышения уверенности в минимальной безопасной глубине под килем судна по всему району. 5.3 Подробность съемки. Междугалсовое расстояние Для съемок 1-го и 2-го классов требуется площадное обследование дна моря. Полное обследования дна моря не обязательно для 3-го и 4-го классов. Максимально допустимое междугалсовое расстояние при съемке 3-го и 4-го классов, а также максимально допустимое расстояние между точками измерения глубин авиационной лазерной батиметрической системой указывается в таблице 1 данных Правил. Выбор 8 требуемого междугалсового расстояния производится с учетом характера изменчивости рельефа дна в районе съемки в соответствии с Приложением 4 ч. 2 данных Правил. Глава 6 Способы выполнения съемки 6.1 Съемка рельефа дна в интересах составления НМК выполняется способами: а) Площадная съемка. Съемка с одинаково высокой дискретностью равномерных отчетов глубин по двум взаимно перпендикулярным направлениям: максимального и минимального градиента глубин. Заключается в измерении глубин на полосах съемки, величина перекрытия которых обеспечивает равномерное как минимум однократное покрытие (с учетом двойного покрытия в зонах перекрытия полос съемки) отсчетами глубин дна акватории на всей площади съемки. Площадная съемка может выполняться: - многолучевыми эхолотами; - многоканальными эхолотами (эхолотами, имеющими ряд приемоизлучающих преобразователей вертикального излучения и приема); - авиационными лазерными батиметрическими системами; - по данным аэро- и космического фотографирования акватории с помощью аэрофотоаппаратов, цифровых аэрофотокамер, сканирующих оптико-электронных систем; - по данным радиолокационной съемки акваторий. б) Промер, заключающийся в измерении глубин с помощью однолучевого эхолота, ручного лота, наметки с максимальной дискретностью отсчетов на последовательно прокладываемых по генеральному направлению максимального градиента глубин параллельных профилях (галсах), располагаемых друг от друга на расстояниях, устанавливаемых в зависимости пространственной изменчивости глубин в направлении, перпендикулярном направлению профиля (галса). в) Промер с гидроакустическим обследованием междугалсовых участков дна, заключающийся в одновременном измерении глубин на последовательно прокладываемых профилях (галсах) и гидролокационном зондирования дна между галсами с целью обнаружения навигационных опасностей и их последующей съемки с более высокой подробностью. Площадная съемка может применяться для выполнения съемки любого класса, но для съемки 1-го и 2-го класса её выполнение - обязательно. С помощью авиационных лазерных батиметрических систем допускается выполнение съемок 2 и 3-го классов. Промер с гидроакустическим обследованием междугалсовых участков дна должен использоваться только при съемке 2 и 3-го класса. Промер должен использоваться только для съемки 3-го и 4-го классов. Съемка по данным аэро- и космического фотографирования акватории с помощью аэрофотоаппаратов, цифровых аэрофотокамер, сканирующих оптико-электронных систем, по данным радиолокационной съемки акваторий может выполняться только для съемки 2-го 3-го классов. Для оценки рельефа дна и поиска навигационных опасностей в виде подводных гор в малообследованных глубоководных акваториях Мирового океана в интересах составления цифровых моделей рельефа дна и планирования последующих съемок рекомендуется использовать методы, основанные на использовании материалов спутникового нивелирования по данным радиовысотомерных (альтиметрических) измерений. Глава 7 Другие измерения 7.1 Взятие проб грунта Характер грунта дна определяется в районах потенциальных якорных стоянок. Грунт определяют прямыми способами (взятием проб) или косвенными (с помощью эхолота, гидролокатора бокового обзора, профилометра, видеосистемы и т.д.). Отбор проб производится в соответствии с требованиями, приведенными в ПГС № 8 издания ГУНиО МО, 1984 г. 7.2 Привязка нуля карты к нулю геодезических высот 9 Для полного использования данных о рельефе дна отсчетная поверхность (нуль глубин), используемая для отсчета измеренных глубин, должна быть привязана к общей уровенной поверхности отсчета нормальных высот. Привязка производится через реперы. Определение геодезической высоты реперов над эллипсоидом необходимо выполнять относительно эллипсоида общеземной геоцентрической координатной системы отсчета ПЗ-90. 7.3 Предвычисление приливов Данные измерения высоты уровня могут быть использованы для предвычисления прилива и для создания таблиц Приливов, поэтому уровенные измерения должны охватывать как можно больший период времени, но не менее 30 суток. 7.4 Приливные и неприливные течения, измерения течений Измерения скорости и направления течений выполнять: на входах в гавани; на фарватерах, в каждом месте изменения направления фарватера; на якорных стоянках; на участках акватории, примыкающих к местам швартовки судов. Желательно также производить измерения течений у берега и в прибрежной зоне, а также течений, скорость которых может повлиять на судовождение. Приливное и неприливное течение в каждой точке района съемки измерять на глубинах, достаточных для удовлетворения требований навигации. В случае приливных течений одновременно следует производить наблюдения за высотой прилива и метеорологическими условиями (атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра). Период наблюдений должен составлять не менее 30 суток. Скорость и направление приливного и неприливного течения необходимо измерять с точностью до 0,1 узла и 10° (Р=0,95) соответственно. Там, где есть основания считать, что сезонный речной сток влияет на приливные и неприливные течения, измерения следует производить так, чтобы они охватывали весь период изменчивости. Глава 8 Атрибутирование данных 8.1 Для оценки качества съемки, помимо полученных данных необходимо документировать информацию, детально описывающую эти данные. 8.2 Метаданные Метаданные должны включать следующую информацию: общую информацию о съемке, ее цели, дате, районе, применяемых средствах, названии судна; геодезическую координатную и высотную основы; методы и результаты поверки технических средств; метод введения поправок на скорость звука; принятый нуль глубин и введенные поправки на уровень; неопределенность и соответствующие доверительные вероятности; любые особые или исключительные обстоятельства съемки; правила и методы, используемые для разрежения данных. Метаданные являются неотъемлемой частью цифровых данных съемки и должны соответствовать стандарту S-100 МГО. Перечень метаданных, представляемых вместе с материалами съемки, приведён в части 2 Правил. 8.3 Атрибутирование данных по точечным объектам Данные следует атрибутировать с их оценкой неопределенности при уровне доверительной вероятности, равном 0,95. В метаданных по точечным объектам регистрируют: масштабный коэффициент, примененный к среднему квадратическому отклонению, для определения неопределенности; принятое статистическое распределение неопределенностей. 10 Неопределенности по глубине и ее положению желательно указывать для каждой отдельной измеренной глубины. Однако одна оценка неопределенности может быть отнесена к ряду измеренных глубин или даже к целому району, при том условии, что расхождения между отдельными оценками неопределенности и суммарно назначенная оценка неопределенности будут пренебрежимо малы. Атрибутирование должно быть достаточным для того, чтобы показать соответствие представляемых данных съемки требованиям настоящих Правил. 8.4 Атрибутирование батиметрической модели В метаданных батиметрической модели (цифровой модели рельефа дна) регистрируют: разрешающую способность модели (размеры шага сетки); метод вычисления; оценку неопределенности для модели; описание лежащих в основе данных. 8.5 Отчет о съемке В отчете о съемке должно даваться четкое и подробное описание способа выполнения съемки, полученных результатов, встретившихся трудностей и недостатков. Приводится анализ обеспеченных точностей и выполнения требований данных Правил к съемке. Глава 9 Исключение сомнительных данных 9.1 Введение В процессе работ следует исключить полученные ранее на район съёмки сомнительные данные. К сомнительным данным относятся данные, которые на картах обозначаются как: – «положение приближенное» (ПП), – «положение сомнительно» (ПС), – «существование сомнительно» (СС), – «глубина сомнительна» (ГлС); – «опасность, нанесенная по донесению» (ПД). Для того чтобы подтвердить или опровергнуть существование таких данных, необходимо точно определить район, который нужно обследовать, и затем выполнить съемку района в соответствии с требованиями, изложенными в данных Правилах. 9.2 Размер района обследования Ни одна формула для определения размера района обследования не может охватить все ситуации. Радиус обследования (поиска) должен не менее чем в три раза превышать неопределенность определения места опасности, о которой имеются сообщения, с доверительной вероятностью, равной 0,68. Если сведения о неопределенности определения места опасности отсутствуют, то ее оценивают на основе точностей работы предполагаемых технических средств, применявшихся во время получения данных об опасности. 9.3 Выполнение обследования Методы обследования должны основаться на: характере рельефа дна в районе, по которому сообщаются сомнительные данные; оценке потенциальной опасности для мореплавания. 9.4 Представление результатов обследования В случае обнаружения навигационной опасности сомнительные данные должны быть заменены фактическими данными, полученными по результатам обследования. Если опасность не будет обнаружена, руководитель съёмки принимает обоснованное решение оставить или убрать с карты нанесенную навигационную опасность. 11 Таблица 1 - Требования к точности и подробности съемки рельефа дна Наименование параметра Характеристика типовой судоходной акватории и диапазон глубин Допустимая неопределенность (Р=0,95) планового положения измеренной глубины относительно пунктов геодезической основы съемки Величина коэффициентов, определяющих допустимую неопределенность (Р=0,95) для исправленных глубин Необходимость выполнения площадной съемки Обнаружение навигационных опасностей 12 Класс съемки 1 Мелководные фарватеры и морские каналы, гавани, участки акваторий для швартовки судов, с минимальными глубинами под килем, места якорной стоянки судов и связанные с ними фарватеры и каналы с минимальными глубинами в диапазоне от 0 до 40 м включительно 2м 2 Гавани, морские каналы и подходные фарватеры к гаваням, рекомендованные пути и прибрежные районы с глубинами менее 100 м, в которых вероятность наличия на дне искусственных или естественных препятствий, опасных для судов с осадкой, близкой к глубинам на данной акватории достаточно высока 5 м + 5% от глубины 3 Рекомендованные пути в прибрежных районах с глубинами до 200 м включительно, в которых вероятность наличия на дне искусственных или естественных препятствий, опасных для судов с осадкой, близкой к глубинам на данной акватории низка 20 м + 5% от глубины 4 Все акватории Мирового океана глубинами более 200 м и не описанные в предыдущих классах 20 м + 10% от глубины а = 0,25 м b = 0,0075 а = 0,4 м b = 0,011 а=1м b = 0,013 а=2м b = 0,023 требуется требуется не требуется не требуется Выявление навигационных опасностей, признаки которых перечислены в ст. 1.2, и подводных объектов на дне по размерам, эквивалентных кубу с ребром не менее 1м Выявление навигационных опасностей, признаки которых перечислены в ст. 1.2, и подводных объектов на дне по размерам эквивалентных кубу с ребром не менее 2 м на глубине менее 40 м Выявление навигационных опасностей, признаки которых перечислены в ст. 1.2 Выявление навигационных опасностей, признаки которых перечислены в ст. 1.2 Наименование параметра Максимальное расстояние для трех отсчетов глубин вдоль и поперек курса – требуемая дискретность отсчетов по двум взаимно перпендикулярным направлениям для обнаружения навигационных опасностей соответствующей протяженности) Максимальное междугалсовое расстояние Допустимая неопределенность (Р=0,95) определения местоположения стационарных СНО и объектов, важных для навигации: - планового положения, метр; - высотного положения, метр Класс съемки 1 2 2,5% глубины 5% глубины Не указывается, т.к. требуется площадная съемка с как минимум однократным покрытием полосами съёмки с учетом двойного покрытия в зоне перекрытия полос шириной, равной двум РПМ Не указывается, т.к. требуется площадная съемка с однократным покрытием полосами съемки с учетом двойного покрытия в зоне перекрытия полос шириной, равной двум РПМ 3 4 10% глубины (только при съемке МЛЭ или только по курсу – при съёмке однолучевым эхолотом) 20% глубины (только при съемке МЛЭ или только по курсу – при съёмке однолучевым эхолотом) 3 средних глубины или 25 м (принимается большая из указанных величин). Расстояние между точками лазерного зондирования не реже чем 5×5 м 4 средних глубины или 200 м (принимается большая из указанных величин) 1 2,5 5 5 0,5 1 2 3 13 Наименование параметра Класс съемки 1 2 3 4 2м 2м 5м 10 м - для точек достоверной береговой линии; 2м 5м 10 м 20 м - для точек недостоверной береговой линии. 5м 10 м 15 м 30 м Допустимая неопределенность (Р=0,95) определения положения места плавучих СНО Допустимая неопределенность (Р=0,95) по глубине модели рельефа дна, получаемой при съемке 5м 10 м 15 м 20 м aм = 0,5 м bм = 0,01 aм = 1 м bм = 0,026 aм = 2 м bм = 0,05 a = 5м b = 0,05 Допустимая неопределенность (Р=0,95) определения положения точек береговой линии: - для характерных точек береговой линии; 14 Примечания: 1. С учетом того, что имеются как постоянные, так и зависящие от глубины неопределенности, которые влияют на неопределенность глубины, для вычисления максимально допустимой полной неопределенности (Р=0,95) по глубине должна использоваться формула (1). Параметры a и b для каждого класса съемки, указанные в таблице 1, вместе с глубиной z должны быть введены в формулу (1) для вычисления максимально допустимой полной неопределенности по глубине для каждой конкретной глубины. 2. Для целей безопасности судоходства траление жестким тралом с точно установленными характеристиками для определения гарантированной минимальной безопасной глубины под килем во всем районе может считаться достаточным для съемок 1-го и 2-го классов. 3. Кубический объект - объект в форме куба с устанавливаемым Правилами размером ребра. 4. Максимальное междугалсовое расстояние следует понимать как: расстояние между промерными галсами для однолучевых эхолотов; расстояние между приемлемыми внешними границами полос съемки для широкополосных систем. 5. При использовании многолучевых эхолотов (МЛЭ) для съемки 3-го и 4-го классов для достижения более высокой эффективности получаемых данных рекомендуется придерживаться требований к точности съемки рельефа дна, указанных в таблице 2 данных Правил. Требуемая точность съемки МЛЭ выражается величиной допустимой неопределенности приведенной глубины с вероятностью 0,95 по всей ширине полосы съемки, рассчитываемой по формуле (1) подстановкой в неё коэффициентов a, b, приведенных в таблице 2. Таблица 2 - Требования к точности съемки рельефа дна с помощью МЛЭ для 3-го и 4-го классов Параметр съемки Класс съемки с помощью МЛЭ 3 4 Требуемая точность глубины по всей а = 0,5 м а = 0,625 м ширине полосы съёмки b = 0,015 b = 0,019 Обнаружение навигационных Минимальный горизонтальный размер объекта опасностей на дне, подлежащего обнаружению глубина < 40 м 2м 8м глубина >40 м 10% глубины 20% глубины Максимальное расстояние для трех 10% глубины 20% глубины зондирований вдоль и поперек курса Покрытие дна полосами съёмки с 100% 100% перекрытием 15 Словарь терминов В основу Правил положена действующая в РФ гидрографическая терминология, подтвержденная ГОСТами и руководящими документами УНиО МО. Однако, развитие средств и методов гидрографии, привело к появлению новой терминологии, отраженной в международных стандартах. Чтобы привести в соответствие отечественную и зарубежную гидрографическую терминологию в данных Правилах были введены новые термины. В таблице 3 приведены термины, вводимые данными Правилами, и соответствующие им зарубежные термины. Более полный перечень гидрографических терминов и определений приведен в Специальном издании S-32 МГО (Hydrographic Dictionary). Таблица 3 - Гидрографические термины, вводимые данными Правилами № п.п 1 2 3 4 5 16 Термин и его определение Авиационная лазерная батиметрическая система - система для измерения глубин на принципе светолокации дна и поверхности воды импульсным лазерным источником и одновременным определением местоположения воздушного носителя и угловой ориентации лазерного луча Автоматизированная гидрографическая система съемки рельефа дна интегрированные в единую систему технические средства навигации и съемки рельефа дна, осуществляющие измерения навигационных параметров и глубин, первичную и специализированную обработку измерений для представления данных съемки в виде цифровых моделей или массивов цифровых данных под управлением программ специальных пакетов программного обеспечения Атрибутирование данных - присвоение данным съемки существенных отличительных признаков для их однозначной идентификации Аэрофотографирование – получение изображения водной акватории и прилегающей береговой зоны с помощью аэрофотоаппаратов, цифровых фотокамер, оптикоэлектронных сканеров с целью получения по ним данных для гидрографической съемки рельефа дна и береговой зоны. Высотная геодезическая основа съемки рельефа дна – поверхности, фиксируемые существующей сетью или определяемые на разворачиваемой в районе съемки сети уровенных постов: для отсчета глубин - нуля глубин; для отсчета высот - нуля высот (для береговых средств СНО и навигационных ориентиров, для Термин и его определение в стандарте S-44 МГО Система для измерения глубин посылкой лазерного импульса с самолета и регистрации разности времени прихода отраженного сигнала водной поверхностью и дном Термин на английском языке hydrographic airborne laser sounder Воздушная съемка – съемка, aerial survey используя воздушные фотографии как часть съемочной операции для целей гидрографической съемки Даты для приведения глубин горизонтальная плоскость, к которой приводятся глубины измеренные при гидрографической съемке datum for sounding reduction 6 7 8 9 10 определения положения береговой линии, высот пролетов мостов, линий электропередач и других подобных объектов над акваторией) Геодезические даты - набор параметров, определяющих поверхность отсчета или координатную систему отсчета, используемую в качестве геодезической основы при вычислении координат точек на земной поверхности. В общем случае даты определяются отдельно как горизонтальные и вертикальные. Для местных геодезических дат поверхность отсчета определяется пятью параметрами: широтой и долготой начальной точки, азимута начального направления из этой точки, а также параметрами отсчетного эллипсоида Гидрографическая съемка – комплекс работ, включающий съемку рельефа дна - измерение глубин акватории с заданными точностью и подробностью для построения модели рельефа (цифровой или графической) дна, а также объектов навигационной обстановки: береговую линию наземных ориентиров и грунтов в интересах безопасности судоходства Доверительный уровень - вероятность того, что истинное значение величины будет находиться в пределах указанной (заданной) неопределенности от измеренного значения. В данных Правилах применяется три доверительных уровня: 1. 39% - для круговой стандартной погрешности; 2. 68% - для среднеквадратических отклонений и РПМ; 3. 95% - для неопределенностей измеряемых величин и их местоположения Зона доверия - характеристика участка акватории, представленного на навигационной морской карте в отношении безопасности мореплавания на основании показателей качества данных съемки, использованных для составления этой карты (неопределенностей глубины и ее положения, подробности съемки) Калибровка - действие или процесс специфических измерений прибором или устройством в сравнении с Набор параметров, определяющих datum: geodetic поверхность отсчета или координатную систему отсчета, используемую в качестве геодезической основы при вычислении координат точек на земной поверхности. В общем случае даты определяются отдельно как горизонтальные и вертикальные. Для местных геодезических дат поверхность отсчета определяется пятью параметрами: широтой и долготой начальной точки, азимута начального направления из этой точки, а также параметрами отсчетного эллипсоида Hydrographic Гидрографическая съемка – survey съемка, выполняемая в целях определения данных, относящихся к слою воды (измерение глубин. Общая конфигурация морского дна, как определено анализом глубин по галсам) Доверительный уровень Вероятность того, что истинное значение величины будет находиться в пределах указанной (заданной) неопределенности от измеренного значения Confidence level Зона доверия - район, в пределах которого существует универсально присвоенное качество данных съемки. zone of confidence (ZOC) Калибровка - действие или процесс специфических измерений в инструменте или calibration 17 эталоном в целях исправления или компенсации погрешностей 11 Контроль качества - все процедуры, которые обеспечивают соответствие данных съемки требованиям данных Правил 12 Контроль целостности - мониторинг способности системы обеспечивать получение данных съемки с требуемым качеством и своевременное оповещение пользователя (оператора) о том, когда систему не следует использовать Критическая глубина – глубина, сравнимая с осадкой судна Круговая стандартная погрешность (КСП) X Y R - погрешность определения места с 39% доверительным уровнем вероятности попадания в круг радиуса R=σ 13 14 15 Метаданные - наиболее общая информация, характеризующая данные съемки (например, неопределенность данных, район, год съемки и т.п.). Это данные, прилагаемые к набору данных съемки, и включающие: название набора данных, общее качество, источник, неопределенность определения места и авторское право 16 Навигационная опасность естественное или искусственное препятствие, представляющее опасность для плавания судна 17 Неопределенность - интервал (вокруг данной величины), который будет содержать истинное значение измеренной величины с устанавливаемым доверительным уровнем вероятности. При этом также должен быть указан тип статистического распределения неопределенностей 18 устройстве в сравнении с эталоном в целях исправления или компенсации погрешностей Quality control Контроль качества все процедуры, которые обеспечивают соответствие данной продукции определенным стандартам и спецификациям Контроль целостности - Integrity мониторинг способности системы monitoring обеспечивать своевременное оповещение оператора о том, когда систему не следует использовать Круговая стандартная ошибка 0,5( X Y ) погрешность определения места с 39% доверительным уровнем вероятности попадания в круг радиуса R=σ Метаданные - информация, характеризующая наиболее общие данные съемки (например, неопределенность данных). Метаданные - это данные, прилагаемые к набору данных и включающие: название набора данных, общее качество, источник, неопределенность определения места и авторское право Особенность, элемент рельефа объект, искусственный или естественный, который выступает над поверхностью дна моря, и может представлять опасность для судоходства Неопределенность Интервал (вокруг данной величины), который будет содержать истинное значение измеренной величины на конкретном доверительном уровне вероятности. При этом также должны быть указаны принятый доверительней уровень и статистическое распределение неопределенностей. Термины "неопределенность" и "доверительный интервал" равнозначны Circular Standart Error (CSE) Metadata Feature Uncertainty 18 Нуль глубин - нуль отсчета глубин, к которому приводятся измеренные глубины при съемке рельефа дна 19 Обеспечение качества - все планируемые и систематические действия, необходимые для обеспечения достаточной уверенности в том, что данные съемки будут удовлетворять требованиям данных Правил 20 Обеспечение качества съемки - все планируемые и систематические действия, необходимые для обеспечения достаточной уверенности в том, что данные съемки будут удовлетворять требованиям данных Правил 21 Обнаружение объектов, элементов рельефа дна - способность системы обнаруживать объекты, элементы рельефа дна определенного размера. Правилами определяется размер объектов на дне, которые должны быть обнаружены во время съемки Обследование дна моря (акватории)систематический метод обследования дна моря (акватории) для обнаружения подводных препятствий для плавания судов таких объектов, как затонувшие суда и конструкции, скалы и другие препятствия на дне. Определение места (позиционирование) - определение геодезических координат носителя съемочной аппаратуры (точки измерения) в геодезической системе отсчета путем измерения навигационных параметров Плановая геодезическая основа съемки – сеть геодезических пунктов, закрепляющая на местности координатную систему отсчета, к которой должны быть отнесены данные съемки 22 23 24 25 Поверхность неопределенности – цифровая модель неопределенностей глубин, измеренных при съемке в виде значений неопределенностей глубин, интерполированных в узлы регулярной сетки Даты глубин (даты для приведения глубин) горизонтальная плоскость или приливные даты, к которым приводятся измеренные при съемке глубины Обеспечение качества все планируемые и систематические действия, необходимые для обеспечения достаточной уверенности в том, что некий продукт или услуга будут удовлетворять данным требованиям Обеспечение качества все планируемые и систематические действия, необходимые для обеспечения достаточной уверенности в том, что некий продукт или услуга будут удовлетворять данным требованиям Обнаружение объектов, элементов рельефа дна способность системы обнаруживать объекты, элементы рельефа дна определенного размера Sounding datum Quality assurance Quality assurance Feature detection Обследование дна моря Систематический метод обследования дна моря для обнаружения таких объектов, как затонувшие суда, скалы и другие препятствия на дне водоема Sea floor search Позиционирование - процесс определения положения positioning control Опора - система точек с установленными координатами и превышениями или с тем и другим, которые используются как точки отсчета при позиционировании и установлении соотношения картографических особенностей Поверхность неопределенности - Uncertainty модель, обычно на основе сетки, Surface которая описывает неопределенность данных съемки по глубине по прилегающему району 19 26 Полное обследование дна моря (акватории) - систематический метод обследования дна, выполняемого для обнаружения подводных препятствий, представляющих навигационную опасность, с использованием соответствующих средств обнаружения, методик и персонала 27 Полосовая система съемки рельефа дна - система, реализующая способ гидроакустического измерения глубин в полосе съемки с формированием приемных лучей по фиксированным направлениям приема (многолучевые эхолоты) и система с измерением направления приема на основе измерений разности фаз на приемных элементах антенной решети эхолота (собственно полосовая система) Приведенная глубина - измеренная глубина, исправленная всеми поправками и приведенная к принятому нулю глубин 28 29 30 31 32 33 20 Программный комплекс проверки, отбора, обработки и представления данных съемки Радиальная погрешность места (РПМ) СКП планового положения (ГОСТ 23634-83) с доверительным уровнем вероятности 0,68 Суммарная неопределенность глубины - суммарная неопределенность, вычисленная для глубины. Является одномерной величиной Средняя высота высокой воды – среднее значение всех высот высокой полной воды за продолжительный период наблюдения Суммарная неопределенность планового положения - значение суммарной неопределенности планового положения. Хотя эта неопределенность указывается одной цифрой, она является двухмерной величиной. Принято допущение о том, что эта неопределенность является изотропной (т.е. имеется пренебрежимо малая корреляция между неопределенностями по осям координат широте и долготе). Это делает нормальное распределение симметричным по кругу, что дает Полное обследование дна моря систематический метод обследования дна, выполняемого для обнаружения для обнаружения подводных препятствий, представляющих навигационную опасность, с использованием соответствующих средств обнаружения, методик и персонала Full sea bottom search Swath system Приведенные глубины измеренные глубины, включающие все поправки, связанные со съемкой и постобработкой и приведением к принятому нулю глубин Система проверки отбора и обработки данных гидрографической съемки. dRMS Суммарная неопределенность глубины - неопределенность, вычисленная для глубины. Является одномерной величиной Средняя высота высокой воды – среднее значение всех высот высокой полной воды за 19-ти летний период наблюдения. Суммарная неопределенность в горизонтальной плоскости величина полной распространенной неопределенности, вычисленная в горизонтальной плоскости. Хотя эта неопределенность указывается одной цифрой, она является двухмерной величиной. Принято допущение о том, что эта неопределенность является изотропной (т.е. имеется пренебрежимо малая корреляция между неопределенностями по Reduced depths hydrographic data processing system Distance Root Mean Square Total vertical uncertainty (TVU) mean high water (M.H.W.) Total horizontal uncertainty возможность описывать её одним числом - круговой стандартной погрешностью 34 Суммарная неопределенность результат квадратического суммирования неопределенностей в том случае, когда все вносящие вклад неопределенности измерений, как случайные, так и систематические, включены в сумму. Суммирование неопределенностей сочетает учет влияния неопределенностей измерений от нескольких источников на неопределенности параметров, полученных путем выводов или вычислений 35 Точность - степень, с которой измеренное или указанное значение соответствует допускаемому или принятому значению 36 Устройство контроля целостности оборудование, состоящее из приемника ГНСС и радиопередатчика, установленного в известной точке района съемки, которое используется для контроля качества сигнала дифференциальной подсистемы ГНСС. Расхождения данных определения места постоянно контролируются, и пользователям передаются предупреждения, показывающие, когда систему не следует использовать 38 Цифровая модель рельефа дна цифровое представление рельефа дна акватории с помощью координат и глубин широте и долготе). Это делает нормальное распределение симметричным по кругу, что дает возможность описывать её одним числом - радиальной неопределенностью Суммарная распространенная неопределенность - результат распространения неопределенности в том случае, когда все вносящие вклад неопределенности измерений, как случайные, так и систематические, включены в распространение. Распространение неопределенности сочетает влияние неопределенностей измерений от нескольких источников на неопределенности параметров, полученных путем выводов или вычислений Точность - степень, в которой измеренное или указанное значение соответствует допускаемому или принятому значению Устройство контроля целостности - оборудование, состоящее из приемника ГНСС и радиопередатчика, установленного в известной точке района съемки, которое используется для контроля качества сигнала дифференциальной подсистемы ГНСС. Расхождения данных определения места постоянно контролируются, и пользователям передаются предупреждения, показывающие, когда систему не следует использовать Батиметрическая модель цифровое представление рельефа (батиметрии) дна моря с помощью координат и глубин Total propagated uncertainty (TPU) Accuracy Integrity monitor Bathymetric model Приведенные термины относятся к данным Правилам. Если приведенный термин имеет в S-32 другое определение, то использовать необходимо вводимый этими Правилами термин. Приложение А Руководство по контролю качества А.1. Введение Стандартные поверки аппаратуры следует выполнять до и после съемки, а также после проведения любой большой ее модификации. 21 Контроль должен охватывать весь комплекс используемой для съемки аппаратуры и операторов. Следует подтвердить, что оборудование обеспечивает не превышение соответствующих неопределенностей, указанных в таблице 1. Исходные данные съемки (необработанные данные датчиков) должны быть сохранены до начала обработки. Должны быть сохранены также и окончательно обработанные данные. А.2 Определение места Для съемок 1-го и 2-го классов рекомендуется выполнять контроль целостности комплекса измерительной аппаратуры. После установки оборудования, неопределенность местоположения ее датчиков относительно судовой координатной системы отсчета должна быть включена в вычисление полной неопределенности планового положения измеренной глубины. А.3 Целостность данных по глубине Сходимость данных контрольных галсов и галсов основного покрытия (или данных перекрывающихся полос) указывают на уровень согласованности или повторяемости, обеспечиваемый в процессе съемки. Однако полученные данные сходимости не указывают на абсолютную точность измерений. Имеются источники общих неопределенностей для основных и контрольных галсов. Процедура контроля качества должна включать в себя анализ расхождений и рассмотрение общих неопределенностей. Влияние выбросов и ошибок должно быть исключено до выполнения анализа. Все расхождения должны быть устранены с помощью анализа или повторной съемки в ходе работ. Сравнение полученной информации с информацией, известной из материалов съемок прошлых лет, необходимо использовать для выявленной систематической неопределенности, которую следует учитывать при пользовании картографическими материалами. А.3.1 Однолучевые эхолоты Контрольные галсы следует выполнять с междугалсовыми расстояниями, не превышающими 15-кратного расстояния между основными промерными галсами. А.3.2 Многолучевые эхолоты (полосовые системы) Оценку неопределенности измерения глубин выполнять на каждом наклонном луче. Если какая-либо глубина имеет неприемлемые неопределенности, то эти данные исключаются. Там, где соседние полосы значительно перекрывают друг друга, расстояние между контрольными галсами может быть увеличено. А.3.3 Многоканальные эхолоты Расстояние между отдельными преобразователями и ширина характеристик направленности должны быть согласованы с измеряемыми глубинами. Необходимо обеспечить сплошное обследование дна в полосе измерения. Контрольные галсы обязательны. При увеличении волнения моря необходимо контролировать вертикальное перемещение штанг (стрел), с установленными на них датчиками. Когда перемещения приемоизлучателей превысят максимально допустимое значение, в составе суммарной неопределенности, съемку следует прекратить. А. 3.4. Авиационная лазерная батиметрическая система Навигационные опасности, обнаруженные авиационной лазерной батиметрической системой, необходимо обследовать с применением гидроакустической системы, способной определить наименьшую глубину в соответствии требованиями настоящих Правил. А.4 Источники неопределенностей Суммарная неопределенность определения положения измеренной глубины включает неопределенности: глубины, курса, угла наклона луча, углов бортовой и килевой качки, местоположения носителя, взаимного смещения датчиков. 22 Неопределенности, связанные с определением места зондирования дна по направлению отдельного луча, должны включать в себя неопределенности: а) систем определения места; б) дальности и угла наклона луча; в) модели траектории луча (включая профиль скорости звука) и угла ориентации луча; г) курса судна; д) ориентации приемоизлучателя эхолота; е) местоположения датчика/датчиков; ж) датчика качки судна, т.е. бортовой и килевой качки; з) смещения местоположения датчиков; и) синхронизации/запаздывания. Факторы, вносящие свой вклад в неопределенность по глубине, включают в себя следующее составляющие: а) неопределенность учета нуля глубин; б) неопределенность системы определения местоположения по вертикали; в) неопределенность измерений высоты уровня, включая неопределенности учета фазы и высоты прилива в точке измерения глубины; г) инструментальную неопределенность; д) неопределенность определения скорости звука в слое воды и на поверхности приемоизлучателя эхолота; е) неопределенность модели геодезических высот нуля глубин на акватории съемки; ж) неопределенность учета бортовой, килевой и вертикальной качки; з) неопределенность осадки судна; и) неопределенность изменения осадки судна на ходу и увеличение осадки на корму при движении; к) неопределенность наклона дна моря; л) неопределенность синхронизации/запаздывания. А.5 Суммирование неопределенностей Суммарная неопределенность представляет собой сочетание случайных и систематических неопределенностей. Случайные и кратковременные неопределенности необходимо оценивать как для глубины, так и для ее положения. Суммарную неопределенность можно выражать в виде: дисперсии (в квадратных метрах); неопределенности, выведенную из дисперсии (в метрах) при допущении, что неопределенность соответствует установленному распределению её вероятности. Уровень доверительной вероятности и принятое распределение вероятности должны быть отражены в отчете. Неопределенности в горизонтальной плоскости выражают одной величиной при 95% уровне доверительной вероятности. При этом в общем случае подразумевается анизотропное распределение неопределенности в горизонтальной плоскости. Оценку неопределенностей постоянных факторов (например, осадку судна при движении) следует выполнять отдельно от неопределенностей случайного типа (например, поправку на распространение скорости звука). Суммарная неопределенность является результирующей этих двух основных неопределенностей. Правила рекомендуют квадратическое суммирование (суммирование дисперсий, масштабированных соответствующим образом). Приложение B Руководство по обработке данных B.1 Введение В Приложении приведены минимальные требования и последовательность действий по их обеспечению. 23 Приведенные ниже правила не являются исчерпывающими. При обработке следует стремиться к использованию всей имеющейся информации для подтверждения качества полученных данных. B.1.1 Определение места Этап включает в себя объединение данных от различных датчиков (при необходимости), их квалификацию и исключение выбросов. Сомнительные данные следует помечать, но исключать их не следует. B.1.2 Поправки измененных глубин Следует учитывать поправки: на высоту уровня моря; по данным измерений датчиков качки; на изменение осадки судна. Необходимо обеспечить возможность повторной обработки данных, для которых поправки вводились в реальном времени. B.1.3 Данные по пространственному положению Следует учитывать поправки: по курсу; по качке (вертикальной, килевой и бортовой). Необходимо исключать скачки данных. Сомнительные данные следует помечать. B.1.4 Поправка на скорость звука Вычисляется для исправления глубины и ее положения с учетом фактической скорости распространения звука в воде и рефракции зондирующего луча. Вычисляется по измеряемому при съёмке вертикальному профилю скорости звука в воде. B.1.5 Запаздывание системы по времени (запаздывание выдачи результатов измерений по отношению к навигационным измерениям). Запаздывание системы по времени при съемке включает в себя постоянные и переменные составляющие. Систему сбора данных или систему обработки следует проверять на запаздывание и устранять его. B.1.6 Привязка глубин к месту Следует учитывать: сдвиг по времени (запаздывание отраженных сигналов); пространственное смещение датчиков определения места относительно преобразователя эхолота. B.1.7 Анализ отраженного сигнала Для проверки достоверности измеренных глубин следует использовать временной ряд амплитуд эхосигнала. B.1.8 Автоматическое (неинтерактивное) исправление данных Полученные координаты (глубины и места) следует проверять автоматически. Программы проверки (алгоритмы) подвергаются испытаниям. По результатам испытания должно быть доказано, что они дают воспроизводимые и точные результаты. Каждая организация, выполняющая съёмку несет ответственность за проверку используемого алгоритма и принятую методику. Правила рекомендуют использовать имеющиеся сертифицированные УНиО МО алгоритмы и программные продукты. Грубые ошибки, ошибочные и сомнительные данные следует отмечать для последующего контроля оператором. Тип применяемой пометки должен показывать, что она была сделана на автоматическом этапе. B.1.9 Ручное (интерактивное) исправление данных После автоматической обработки выполняется просмотр результатов. Их проверка и/или разрешение любых оставшихся неопределенностей должны осуществляться опытным и ответственным гидрографом. 24 Для этого этапа рекомендуется использовать средства трехмерного (3-D) отображения. Необходимо обеспечить просмотр данных с использованием средств масштабирования. Система интерактивной обработки должна обеспечивать различные режимы отображения для визуализации, например, профиля глубин, графика неопределенностей, одного профиля, одного луча, обратного рассеяния и т.д. При этом должна быть предусмотрена визуализация данных съемки в сочетании с другой полезной информацией, например, о береговой линии, затонувших судах, СНО и т.д. Редактирование данных должно быть возможно во всех режимах и предусматривать контрольный след выполняемого процесса. Отображение данных должны иметь привязку к геодезической координатной системе отсчета. Средства отображения должны обеспечивать возможность: согласования стандартного изображения обратного рассеяния гидроакустического сигнала с батиметрией; отображение отмеченных данных для обоих режимов. Для оценки качества новой информации или, в случае, для оповещения ГС ВМФ о наличии расхождений, на которые нужно немедленно обратить внимание должна быть предусмотрена возможность сравнения рельефа дна, полученного вновь, с рельефом, полученным по работам прошлых лет. Критерии, которые для этой процедуры применяет оператор, должны быть задокументированы. Сделанные во время автоматического этапа обработки пометки наименьших глубин в районе, должны анализироваться оператором, каждая отдельно. Если оператор отменяет пометки, это должно быть задокументировано. Если пометка поставлена оператором, тип использованной пометки должен это показывать. B.2 Использование поверхностей неопределенности Многие пакеты программ статистической обработки батиметрии способны вырабатывать данные неопределенности полученных при съемке глубин и их положения, используя либо оценки неопределенности измерений, либо пространственные статистики в пределах ячеек сетки. Отображение этих неопределенностей на район съемки представляют собой один из методов оценки того, удовлетворил ли весь район съемки требованиям настоящих Правил. Если какие-либо районы выходят за пределы допустимых значений неопределенностей, для этих районов должна быть назначена повторная съемка, например, с использованием других систем, чтобы свести неопределенность до значения в допустимых пределах, предусмотренных данными Правилами. При работе в реальном времени технология съемки может быть адаптирована в ходе съемки, обеспечивая тем самым приемлемое качество измеренных данных для предполагаемого их использования. Каждая организация несет ответственность за проверку применяемых средств обработки до их использования. B.3. Процедуры проверки достоверности Для окончательных данных должна быть приведена независимая внутренняя проверка с использованием отраженных в документах процедур контроля качества. 25
