Программа "Съемка" (SURVEY) сама выбирает правильное направление галса. Когда задается новый галс, программа сама выбирает начальную точку путем нахождения минимального расстояния от текущего места судна до конечной путевой точки (рис.32). Возможно исправить данный выбор путем реверса ("swap") начальной и конечной точек линии, для этого можно воспользоваться одним из методов :

1. комбинация горячих клавиш: CNTL-W;

2. в меню "Lines" - команда "Swap Line";

3. щелчек мышью по "ручке" (line handle) текущего галса и выбор функции"Swap" в контекстном меню.



Рис. 32. Выбор правильного направления галса

Одновременно со стартом пакета программ "Съемка" осуществляется автоматическое открытие специального текстового файла - "вахтенного журнала" съемки (рис.33). В файле вахтенного журнала в виде текстовых строк автоматически регистрируются основные события съемки. Каждая запись начинается со времени (ч.м.с.) возникновения того, или иного события, при этом предусмотрена регистрации следующих событий:

· старт пакета "Съемка" и полное имя проекта;

· полные имена автоматически загруженных файлов:

1.проектных галсов;

2.матриц глубин;

3.точек-целей;

· полное имя открывшегося файла "первичных" данных съемки (старт регистрации);

· номера всех событий, формируемых автоматически или по команде оператора;

· тревожные сообщения пакета "Съемка";

· прекращение регистрации (конец галса).



Рис. 33. Текстовый файл регистрация событий программы "Съемка" (журнал съемки)

В случае возникновения нештатных ситуаций программа сигнализирует о том, какой вид информации вышел за пределы допустимого и требует корректировки.

Сигнализация о нештатной ситуации в подпрограмме "Съемка" выдаётся на экран красным цветом с указанием вида параметра, вышедшего за пределы допустимой нормы (рис. 34).

Рис. 34. Сигнализация о нештатной ситуации

Программа "Съемка" (SURVEY) может генерировать следующие сигналы тревоги:

1. недопустимое боковое уклонение - Возникает, когда текущее боковое уклонение точки приведения объекта становиться более, чем допустимое уклонение, заданное в окне "Навигационные параметры";

2. время вышло - возникает, когда сопряженное устройство не выдает новой информации непрерывно в продолжение 5 с;

3. тревога драйвера устройства - возникает в результате нарушения следующих соглашений, заданных при установке драйвера устройства:

· текущая величина HDOP стала больше установленной;

· вариант работы СНА переключился с дифференциального режима на обычный;

· вариант работы СНА переключился с режима RTK на дифференциальный режим;

4. минимальная глубина - возникает, когда текущая глубина, измеренная эхолотом, становится менее, чем допустимая глубина, заданная в окне "Навигационные параметры".

Все имевшие место тревоги и события записываются в электронный вахтенный журнал в текстовом виде. В журнале указывается время, дата и текст сообщения о неисправностях.

В программе HYPACK MAX для наглядности происходящей обстановки и контроля за работой оборудования во время съёмки используются окна реального времени. В программе на экран можно вывести:

· окно "Карта" (Map) для гидрографа, и аналогичное окно "Helm Map" - для рулевого;

· окно "Данные" (Data Disply) для гидрографа и аналогичное окно "Helm Data Disply" - для рулевого;

· окно "Индикатор Бокового уклонения" (Left/Right Indicator) для гидрографа, и аналогичное окно "Helm Left/Right Indicator" для рулевого;

· окно "Профиль глубин" (Boat Profile) для гидрографа;

· окно "Устройства" (Device) для гидрографа.

1. Окно "Карта"

В этом окне отображается загруженная растровая или векторная электронная карта, на которой изображены координатная сетка, графические объекты, суда (рис. 35). Пакет HYPACK MAX позволяет выбрать подходящую освещённость монитора " День - Ночь", но не каждый формат(TIF, BSB, DGN, DXF) электронных карт поддерживает эту функцию.

Рис. 35. Окно "Карта"

2. Окно "Данные"

В этом окне отображается текстовая информация о съёмке. Окно состоит из двух колонок: первая колонка содержит данные, которые устанавливаются пользователем, вторая числовые значения этих данных (рис. 36). Текстовое окно можно редактировать по усмотрению пользователя, в пакете Hydro Pro освещённость этого окна можно изменять.

Рис. 36. Окно "Данные"

3. Окно "Индикатор бокового отклонения"

Индикатор, показывающий величину отклонения судна от галса (рис.36). Индикатор бокового отклонения появляется только тогда, когда галсы загружены в подпрограмму "Съёмка".

Рис. 37. Окно индикатор бокового отклонения

4. Окно профиля

Окно профиля появляется только в случае, когда в программе SURVEY загружены запланированные галсы. Верхняя часть окна профиля показывает вид поперечного сечения для целого запланированного галса съемки (рис. 38). Окно профиля остается на экране до тех пор, пока не начат следующий галс (статус изменяется на on-line). При этом окно профиля очищается и наносится информация о новом галсе.

Рис. 38. Окно профиля

5. Окно "Устройства"

Окно "Устройства" отображает в графическом и в текстовом виде значение глубины поступающей с эхолота. Это окно можно редактировать и делать соответствующие установки.

Изображения на экране программы "Съемка" снабжают оператора информацией, позволяющей следить за сбором данных съемки и гарантировать полное покрытие съемочной площади.

В пакете программ "Съемка" может использоваться несколько способов оперативного исправления глубин за уровень (Tide Correction).

· Использование уровенного поста с телеметрией (telemetry tide system);

· Ручной ввод поправки за уровень в пакете "Съемка";

· Автоматический ввод поправок на основе данных предсказания уровня с использование драйвера tide file.dll;

· Использование поправок на основе данных, получаемых в режиме кинематики реального времени (RTK Water Level driver)- с использованием драйвера: Kinematics.dll.

1. Передача по каналу телеметрии в реальном времени.

Программа реального времени "Съёмка" поддерживает драйверы следующих систем: HAZEN R 5000 Tide Gauge, Vyner LP Tide Gauge, L. M. Technical Tidalite Tide Gauge. Подпрограмма " Съёмка " записывает строку данных уровня в файл первичных данных каждый раз, как системы определения уровня выдаёт по телеметрическому каналу новое значение. Эти записи автоматически вносятся в файлы и используются для исправления глубин на этапе постобработки.

2. Ручной ввод в процессе съёмки.

Пользователь может вручную ввести поправку за уровень в процессе выполнения съёмки, программа сохраняет поправку за уровень в заголовке первичного файла, а любые изменения поправок за уровень в самом файле. Поправки за уровень могут быть использованы для исправления глубин при перезаписи из файла первичных в файлы редактора однолучевого эхолота или редактора многолучевого эхолота. Ручной ввод в процессе съёмки

3. Считывание предсказанных величин прилива в процессе съёмки.

Программа HYPACK MAX может использовать для расчёта поправок за уровень данные предсказаний прилива, рассчитанные по гармоническим постоянным, опубликованным, в пособие British Admiralty Publication N. R. 203. Этот метод использует особые гармонические постоянные, использование и применение не подходящих таблиц приведёт к искажению результатов.

4. Использование технологии "Кинематика реального времени " для расчёта мгновенных значений уровня.

В режиме " Кинематика реального времени" GPS-приёмник может измерять широту, долготу и высоту в системе WGS-84 в пределах нескольких сантиметров. Использую такую точность определения можно вычислить мгновенный уровень, для этого необходимо предрасчитать поправку за превышение поверхности геоида системы координат WGS-84 над плоскостью нуля глубин в том районе, где производится съёмка (рис. 39). Превышение высоты водной поверхности над нулём глубин рассчитывается по формуле: D=A+B-C,

Где:

А - превышение референц-эллипсоида над нулём глубин;

B - высота GPS-антенны над референц-эллипсоидом;

C - высота GPS- антенны над водной поверхностью.

Рис. 39.Составляющие для расчёта превышения водной поверхности над нулём глубин

Этот метод предусматривает использование водомерного поста, необходимого для предвычисления превышения референц-эллипсоида над нулём глубин.

Также для вычисления превышения высоты водной поверхности над нулём глубин можно использовать метод, который не предусматривает постановку водомерного поста. Этот метод применим только тогда, когда превышение между референц-эллипсоидом и нулём глубин постоянно и съёмка производится на небольшом участке. В этом случае значение А - превышение референц-эллипсоида над нулём глубин принимается за "0".

5. Использование ранее выполненных наблюдений за уровнем при обработке.

Эта опция в HYPACK MAX предназначена для задания времён начала и окончания наблюдений за уровнем с целью формирования таблицы моментов периодических наблюдений. Пользователю остаётся только ввести величины поправок для проведения к уровню, принятому за нуль глубин. В случае, когда в качестве нуля глубин используется наинизший теоретический уровень (НТУ), данные поправки почти всегда будут отрицательные.

В программе HYPACK MAX есть возможность использования матрицы глубин и работы с точками целями:

1.Матрицы глубин

Матрицы глубин позволяют отобразить на экране монитора общую картину распределения глубин на основе цветовой палитры шкалы глубин (рис. 40). Программа "Съемка" (SURVEY) выбирает цвета для матрицы глубин из цветовой палитры шкалы глубин установленной в пакете HYPACK MAX . Имеется возможность оперативного редактирования цветов для матрицы глубин; для этого правой клавишей манипулятора мышь надо щелкнуть по цветовой шкале глубин в окне "Карта". Появится окно "Matrix Color Setup" для редактирования.

Рис. 40. Матрица глубин

Опции матрицы глубин:

· Recorded Depth: позволяет назначить глубину, которая будет присвоена каждой ячейке матрицы (минимальная, максимальная или последняя);

· Matrix Update: определяет, когда глубина в ячейке матрицы будет изменена (в процессе регистрации глубин, всегда при работе программы "Съемка", или никогда не изменяется);

· Use Depth Filter: используется для устранения "сбойных" глубин при заполнении матрицы;

· Save only strikes: в замен записи глубин устанавливает запись разности: заданная глубина минус текущая глубина. Если текущая глубина больше заданной, создается пустая ячейка;

· Use uncorrected depth: записывает измеренную глубину, т.е. глубину, не исправленную поправками за углубление антенны эхолота и колебания уровня.

Возможность использования матричных файлов в программе HYPACK MAX является достаточно существенным преимуществом этой программы, так как матрица глубин, исполненная в цвете наглядно отображает характер глубин района, в котором производилась съёмка.

2. Точки цели

Точки-цели обычно используются в программе для маркировки средств навигационного оборудования (буи, бакены и так далее), а также для обозначения на карте мест связанных с производством каких-либо работ (взятие проб грунта, воды, для обозначения урезов воды, если работа производится на реке) (рис. 41). Программа HYPACK MAX позволяет более обширно оперировать точками-целями. Точки-цели могут быть замаркированы, нажатием одной клавиши и точка-цель будет сохранена в соответствующей директории. Точку-цель можно также легко удалить или отредактировать. Количество точек-целей, сохраняемых в файле и отображаемых на карте в пакете программ "Съемка" не ограничено. Однако, только одна из точек-целей является "текущей", т.е. той, которая используется программой для расчета элементов целеуказания: направления и расстояния до данной точки- цели из текущего места положения "объекта" (судна). В программе "Съемка" точки-цели могут быть нанесены на карту тремя способами:

· нажатием функциональной клавиши F5, точка-цель отмечает положение выбранного центра приведения на судне (boat origin);

· использование команды подменю: <Target>quick mark>, точка-цель отмечает положение центра приведения на судне (boat origin);

· двойной щелчок в любом месте карты отмечает позицию точки-цели.

Именем точки-цели по умолчанию становится время (часы, минуты, секунды).

Окно карты может отображать одновременно несколько точек-целей. Вычисление текущей дистанции и азимута осуществляется только на выбранную текущую цель. Для выбора точки-цели, необходимо щелкнуть правой клавишей мыши по этой цели.

Точка-цель может быть стерта с карты следующим образом:

· щелчок правой клавишею мыши и выбор пункта "Erase" в контекстном меню;

· задание текущей цели и выбор подменю: <TARGETS>ERASE CURRENT>;

· для стирания всех точек целей выбор подменю: <TARGETS> ERASE ALL>.

Точка-цель хранится в файле с расширением *.TGT и может быть всегда восстановлена в окне карты путем выбора подменю: <Target>Select> из основного меню программы "Съемка".

Рис. 41. Точки-цели

3.3 Практическое использование пакета программ HYPACK MAX

В соответствии с заданием в нашем районе в районе с координатами:

ц_N = 43^o 58? N л_W = 135^o 13? E

ц_S = 43^o 33? N л_E = 135^o 33? E

планируется выполнение гидрографических работ. Тип и способ съемки выбираю в зависимости от расположения и важности района, ожидаемого характера рельефа, диапазона глубин, необходимой точности и детальности съемки.

Программа работ включает в себя съемку рельефа дна, создание геодезического и высотного обоснования, морскую грунтовую съемку и сопутствующие работы.

Съемку рельефа дна планируем выполнить с использованием гидрографического пакета HYPACK MAX и однолучевого эхолота EM-710 фирмы Kongsberg.

Приступая к работе, следует создать новый проект с помощью команды < FILE New Project >. Затем следует задать имя создаваемого проекта и нажать клавишу "OK".

Проект начнем с ввода геодезических параметров (см. рис. 42):

Рис. 42. Установка геодезических параметров

В окне "Проекция" (Grids) зададим проекцию для нашего района, это будет Russia S42;

· В окне "Зона" (Zone) выбираем зону номер 23, в которой находится наш район;

· В окне "Единицы измерений" (Distance unit) задаем единицы измерений - метры;

В окне "Эллипсоид" (Ellipsoid) программа автоматически выставляет эллипсоид Крассовского и задает параметры трансформации.

Чтобы начать работу с программой HYPACK MAX необходимо выполнить настройку и сопряжение всего оборудования, которое будет использоваться при съемке, и указать его в соответствующих меню. Поскольку съемку будем выполнить с использованием однолучевого эхолота, то для сопряжения оборудования мы будем использовать программу "Оборудование" (Hardware). Программа "Оборудование" (Hardware) запускается из меню "Preparation HYPACK Hardware" или командой с панели основных инструментов.

Данная команда в нашем пакете HYPACK MAX не активна, поскольку без специального ключа программа работает только в демонстрационном режиме. По этой причине выполнить всю процедуру в деталях мы не сможем, но можем привести конечный результат установки (рис. 43).



Рис. 43. Задание параметров оборудования

· Загрузим электронную карту нашего района, на которой будем проектировать галсы съемки;

· После загрузки электронной карты, проектируем на нее галсы съемки, для этого вызываем окно "Редактора галсов" (рис. 44)

Рис. 44. Окно редактора галсов

· Выбрав один из способов создания проектных галсов, создаем галсы съемки - выбираем параллельное смещение галсов относительно исходного галса, в результате получим галсы, показанные на рис. 45.



Рис. 45. Проектные галсы в районе работ

· Съемку начнем автоматическим путем заданием параметра "Start Line Gate" отличным от нуля в окне меню "Навигационные параметры" (Navigation Parameters). При этом судно двигается по галсу, а программа автоматический регистрирует глубины, поступающие с эхолота. На рис. 46 представлен вид окна программы "Съемка", работающей в имитационном режиме.

Рис. 46. Вид окна программы "СЪЕМКА" в имитационном режиме

Нормальный режим работы программы свидетельствует о правильности заданных необходимых параметров и готовности ее работать в реальных условиях.

Выводы по главе 3

1. Проектирование и подготовка к выполнению съемки рельефа дна с использованием пакета программ HYPACK MAX включает в себя: создание нового рабочего проекта, задание геодезических параметров, конфигурирование съемочного судна с определением используемых датчиков информации и мест расположения их антенн, загрузки файлов картографической основы и проектирования системы галсов съемки.

2. Методика производства съемки рельефа дна с использованием пакета HYPACK MAX включает в себя: проверку правильности заданных геодезических параметров и установки гидрографического оборудования, подключенного к компьютеру, задание требуемых навигационных параметров для проводки судна по системе запроектированных галсов, запуск подпрограммы "Съемка" с целью начала съемки рельефа и регистрации полученной информации.

3. Практическое опробование пакета HYPACK MAX применительно к решению задач планирования и производства съемки рельефа дна в заданном районе показало удобство работы с ним, широкие возможности использования, наглядность отображения характера глубин, и устойчивость пакета в работе в различных режимах.

Заключение

Наиболее совершенные современные гидрографические пакеты обеспечивают поддержку всего цикла гидрографических исследований. Однако, каждый пакет, как правило, имеет определенную "специализацию", связанную с углубленной поддержкой определенного направления гидрографической деятельности.

Рассмотренные пакеты программ - HYPACK MAX, HYDRO PRO, QINSy, Мускат, являются универсальными программами, поддерживающими весь цикл гидрографических исследований. Все эти программы, за исключением Муската, являются схожими по своим возможностям и различаются лишь по некоторым параметрам. Современная гидрографическая информационная система HYPACK MAX в последнее время получила широкое применение в области гидрографической деятельности. Большим преимуществом программного обеспечения HYPACK MAX, выгодно отличающим его от других систем аналогичного назначения, является поддержка большого количества форматов электронных карт, как морских, так и наземных, включая форматы наиболее популярных ГИС. Способность программного обеспечения HYPACK MAX с высокой точностью производить съемку рельефа дна, производить геодезические измерения, обрабатывать их для целей картографирования, планировать инженерные и строительные работы, рассчитывать объемы грунта, изъятого при проведении дноуглубительных работ, делает его уникальным средством, позволяющим эффективно проектировать и выполнять гидрографические работы в стесненных акваториях портов, в прибрежной зоне морей, а также на внутренних водоемах.

В дипломном проекте рассмотрены возможности гидрографического пакета HYPACK MAX и раскрыто содержание методик по проектированию и выполнению съемки рельефа дна с помощью этого пакета программ.

Список используемой литературы

гидрографический программа информационный hypack

1. Капитанец И.М. Военно-морская наука и современность. М.: "Вече", 2005.

2. Лоция Японского моря. Часть 1. Л.: ГУНиО МО СССР, 1972.

3. Смаль А.Г., Величко А.И., Сидоров В.И. Военно-морские силы иностранных государств. М.: Воениздат, 1988.

4. Фирсов Ю.Г. Современная гидрография. СПб.: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2004.

5. IHO Standards for hydrographic surveys. Special Publication No. 44. 5^th Edition, Monaco: International Hydrographic organization. 2008.

6. Engineering and Design Hydrographic Surveying (Manual № 1110-2-1003). Department of the Army. US Army Corps of Engineers. Washington, DC, 20314-1000. 2004.

7. Правила гидрографической службы №4. Л.: ГУНиО МО СССР, 1984.

8. Фирсов Ю.Г. Электронная гидрографическая информационная система HYPACK MAX ч.1,2. СПб.: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2004.

9. Учебный курс по HYDRO PRO. М.: "Навгеоком", 2003.

10. Краткое пособие по запуску системы QINSy. Zeist: Quality Positioning Services bv, 2005.

11. Инструкция по использованию малогабаритного гидрографического комплекса площадной съемки рельефа дна в прибрежной зоне. СПб.: ГУНиО МО РФ, 2005.

Размещено на Allbest.ru