浅议ECDIS中的船位辨析

陈建亭

摘 要：使用ECDIS进行导航，驾驶员应注重对船位的辨别与分析。本文分析了ECDIS中船位数据的来源，针对ECDIS中显示船位可能出现的误差，提出多种核实船位的方法以及修正船位的方式。

关键词：ECDIS 船位核实 船位误差 修正

在船舶航行中，船位是航海人员操纵船舶的基础，船位的准确性直接影响船舶的航行安全。在电子海图显示与信息系统（ECDIS）中，航海人员需充分理解船位的显示，不可忽视船位显示的准确性以及盲目信赖ECDIS。

1.船位的来源

在ECDIS性能标准MSC.232（82）决议中，并未详细规定ECDIS接入定位传感器的方式。实践中，ECDIS船位的来源通常有以下几种方式。

1.1卫星定位系统

卫星定位方式已普遍应用于船舶，ECDIS可以与卫星定位设备连接，如我国的北斗卫星定位系统、美国的GPS＼DGPS系统、欧洲的伽利略定位系统和俄罗斯的GLONASS系统。通过与定位设备连接，ECDIS可以连续实时的显示本船位置。相比传统的定位方式，卫星定位有很大的优势，可快速、准确的获取当前船位，几乎所有船舶都将卫星定位作为主要的定位手段，这样减轻了航海人员的工作负担。

1.2航迹推算

当卫星定位系统无法正常工作时，ECDIS不能获得连续实时的船位，此时，航海人员可以通过其他定位手段（如陆标定位、移线定位）获取船舶较准确的位置作为观测船位，并将该船位作为航迹推算的起始船位，通过接入ECDIS的罗经和计程仪数据获取航向和航程，并结合航行海域的风流情况，考虑船舶航行中的风流压差等因素，此时，ECDIS仍旧可以连续实时的显示本船位置。另外，ECDIS允许航海人员手动输入船位，利用鼠标或坐标输入的方式手动将船位标绘在海图上。

2.船位的核实

2.1主辅定位系统监测

在ECDIS系统中，可以同时接入多个定位设备，如可以接入两台GPS设备。把GPS1作为主定位系统，GPS2作为辅助定位系统。两套系统都可以提供船位数据，选择其中一个作为显示船位。设置主辅定位系统船位差异报警，如设置两套定位系统的距离差大于100米时报警，两套系统可以互相监测，当某一个定位设备出现异常时，定位距离差大于设定值，ECDIS能够及时发出报警。驾驶员通过辨别两者的距离差异来判断定位系统的可靠性和船位的准确性。

2.2陆标定位（方位、距离）

驾驶员通过罗经方位仪或雷达观测陆标的方位，选择两个合适的陆标，得到两条方位船位线；在ECDIS海图上，找到所观测的两个陆标，使用ECDIS系统自带的EBL工具，以观测的陆标为基准，分别将两条方位线绘制在ECDIS海图界面上，两条方位线的交点即为当时的观测船位，将此船位作以标注。考虑观测误差和时间误差，将观测船位与当前的ECDIS显示船位作对比，分析船位是否符合預期，核实显示船位的准确性。同样，也可通过观测两物标距离或单物标方位距离进行定位。

2.3雷达图像叠加

核实ECDIS显示船位准确性的方法除了传统定位方法，如方位定位、距离定位等外，雷达图像叠加也是一种非常实用的方法，且实现过程更为快速简单。在ECDIS中，将雷达图像叠加显示在ECDIS海图界面上，如果海岸线的雷达回波与ECDIS的岸线不吻合，出现朝一个方向偏移，则极大可能是GPS船位误差造成的，原因是雷达图像是以本船位置为中心显示的。将雷达图像叠加显示在海图上，还可以验证整个导航系统的准确性。利用该功能，可以快速地根据雷达回波图像与海图上的岸形是否重叠匹配来判断船位的准确性及卫星定位系统等设备的工作状态。

2.4测深辨位

将ENC海图数据的水深点图层显示出来，可以从图中了解到海水的深度。海水实际水深为海图显示水深和当时的潮汐数值之和。通过测深仪得到的实际水深与ECDIS海图上得到显示船位处实际水深做一对比，如果两者的水深差别较大，则驾驶员应怀疑ECDIS显示船位有误差；如果两种方法得到的水深数据一致，也并不能完全确定船位就没有误差，因为海洋上同一水深的位置点并不是唯一的，有很多相同的水深点。因此，测深辨位也是一种核实船位常用的方法。

3.船位的误差

3.1定位设备本身的误差

目前船舶上的定位设备主要为卫星定位系统，由于定位系统的工作原理、制造工艺、工作环境等原因导致定位设备获得的数据本身存在一定的误差，这种误差是无法调整和避免的。尽管目前卫星定位系统的定位精度已经比较高，定位精度可以达到米级，对于大型船舶似乎影响不大，但是船员在特殊航行环境中仍需考虑此误差的影响，如狭水道航行，进出港或靠离泊过程中。此外，设备使用时间过长、部件老化等因素可能导致设备的使用性能下降，获取位置时间过长或无法提供准确的位置，从而导致ECDIS中显示的船位错误。

3.2传统定位方式的误差

传统的定位方法如陆标定位、天文定位等都需要通过人工对物标的观测来得到船位，人工观测会产生的误差，包括系统误差和随机误差。产生误差的原因主要有测量工具不尽完善、测量方法不尽准确、观测环境的影响、测者感官上的缺陷、读取读数或计算中的凑整误差等等。航海人员应充分理解传统定位方式，采取正确的方法，在必要精度的基础上得到最佳观测结果，并对结果进行分析，从而得到更为准确的船位。

3.3天线位置偏差

卫星定位设备提供的位置数据依靠于其天线所在的位置，而ECDIS显示的本船位置一般以操舵位置（Conning Position）为基准点。当船位在海图上以比例船型显示时，可以较清楚地看到显示船位的基准点。如果定位天线不在基准点位置，则定位设备给出的位置与ECDIS上显示的位置会出现偏差，尽管这个偏差通常以米级为单位，但在一些受限水域仍应给予足够的重视。

3.4坐标系不一致

ECDIS中的海图（包括ENC和光栅海图）坐标系应该与定位设备的坐标系一致。以GPS为例，GPS一般使用的坐标系是WGS84坐标系，提供的位置数据只有在坐标系为WGS84的海图上才能准确显示，否则，ECDIS中的显示船位会出现误差，此时，驾驶员看到的是错误的船位，以此来操纵船舶会出现搁浅的危险。通常，定位系统与海图坐标系不一致时，ECDIS系统会及时发出报警，驾驶员应及时了解并处理报警信息，对船位作出修正。

3.5位置数据延时

ECDIS海图数据和其他导航数据每隔1-3秒刷新一次，GPS设备输出位置数据也存在一定的时间间隔，一般每秒钟至少会输出1个位置。因此，设备延时使得ECDIS显示船位并非真实船位，显示船位比真实船位滞后。在航行时，驾驶员应充分认识到这一点，不能仅通过观察ECDIS而操纵船舶，应时刻注意瞭望。

4.船位的修正

4.1切换船位来源

当两套定位设备提供的位置数据存在较大差别时，ECDIS会发出警报，经核实，如果确认某一套定位设备出现故障，驾驶员可以立即切换ECDIS船位数据来源，ECDIS中仍然可以连续的显示船位。需要注意的是，驾驶员应开启主辅定位系统差异报警，这样才能及时发现船位异常并及时修正船位。

4.2设置公共基础参考点

船上多套定位设备的天线位置不同，导致输出的船位数据不一致，另外，ECDIS显示船位的基准点与定位设备天线位置也不一致。针对这一问题，在定位设备和ECDIS设备安装时，工程师应设置统一的公共基础参考点，一般将操舵位置作为公共基础参考点。把定位设备输出的天线位置数据加以修正，转变为公共基础参考点的位置，这样避免了ECDIS显示船位基准点与天线位置不一致的问题。

4.3坐标系不一致的修正

由于ECDIS坐标系与定位设备坐标系不一致带来的船位误差，可以通过雷康、灯标等有准确位置的物标加以比对，得到船位偏差值，通过手动输入经纬度修正量或方位距离改正值，将本船位置修正至准确位置。也可通过鼠标操作将本船显示符号直接拖拽至准确位置。当两者坐标系一致后，驾驶员应及时取消已进行的修正，否则船位会出现错误。

5.结束语

对船位的辨别与分析是驾驶员操控船舶的一项基本技能，无论使用哪种导航方式，驾驶员都应了解船位来源，运用多种方法核实船位准确性，并能充分理解不同状态下的船位误差，且能够及时修正船位，从而保證船舶的航行安全。

参考文献：

[1]候广斌.谈ECDIS中的船位问题[J].世界海运2015（1）：33-35.

[2]高玉德.航海学[M].大连：大连海事大学出版社，2012.

[3]曹玉墀，宁君，李连博，等.传统定位方法在ECDIS中的实现[J].航海技术，2015（6）：29-32.