Проблемы в работе электроники на Северном полюсе Земли⁠⁠

В рамках экспедиции «Шельф-2014», в которой я принимал участие, был произведен незапланированный заход на географический Северный полюс. Это была редкая возможность проверить работу навигационных систем в окрестности экстремальной точки. Экспедиция была организована с целью сбора сведений для составления заявки в ООН, уточняющей границы континентального шельфа Российской Федерации. В экспедиции участвовало два судна: атомный ледокол «Ямал» и научно-экспедиционное судно «Академик Федоров». Ледокол «Ямал» сопровождал и прокладывал путь во льдах, а «Академик Федоров» имел на своем борту широкий спектр научного оборудования, от современного глубоководного многолучевого эхолота до геофизических сейсмокос с уникальной системой защиты ото льда. На судах экспедиции использовалось множество приборов для определения и уточнения местоположения, несколько независимых GPS/ГЛОНАСС приемников, GPS компасы, гирокомпасы и т.п. На навигационных компьютерах было установлено следующее программное обеспечение: TRANSAS, dKart Navigator, SIS, QINSy. Программные продукты «TRANSAS», «dKart Navigator» являются навигационными и предназначены для определения своего местоположения и прокладки курса силами экипажа судна. «SIS», «QINSy» - это специализированные продукты для ряда инженерных и прикладных задач, включая дноуглубительные работы и систематические промеры. В этом посте я бы хотел показать вам некоторые особенности работы самого достаточно современного софта при проходе судов через Северный полюс.

Начнем с программы TRANSAS

«TRANSAS» - это основной навигационный комплекс на борту атомного ледокола, он используется для безопасной проводки судов в тяжелых ледовых условиях, а так же как средство для прокладки и анализа маршрута ледокола. Программа российская, создана группой компаний TRANSAS из Санкт-Петербурга. Самое интересное то, что на сегодняшний день Группа «Транзас» занимает 45% мирового рынка морских тренажеров и свыше 30% рынка морских электронно-картографических систем. Системы управления движением судов производства «Транзаса» установлены в 100 портах более 55 стран мира. (согласитесь - очень неплохой результат для нашего ПО)

Первые же проблемы начались в момент пересечения параллели 84N. При достижении этой параллели программа перестает отображать путь (трек) судна на экране дисплея. Мы словно достигаем "края Земли", как некогда считали люди. Еще мы наблюдали мгновенные перемещения условного знака судна по карте на тысячи километров. Отдельные перемещения попадали в приэкваториальную зону. Программа в этих условиях не отображала координаты на цифровом дисплее. На рисунках ниже представлена целая порция "глюков".

Тут наше судно внезапно очутилось в острове.

А тут видно, как происходит "телепортация" судна на многие километры за пару минут! (для наглядности увеличил показатели даты-времени)

Далее - dKart Navigator

Электронная картографическая система dKart Navigator представляет собой навигационно-информационную систему с отображением электронной карты на экране судового монитора. Несмотря на свой солидный возраст продукт широко используется. Программа создана в США компанией Jeppesen (более точную информацию о создателях найти не смог). Ниже изображен момент прохождения атомным ледоколом географического Северного полюса Земли. На данном изображении хорошо видно некорректное отображение программным продуктом запроектированного маршрута судна. Но, следует отметить, что отклонений в оперативном отображении движения судна в «dKard Navigator» не наблюдалось.

Следующая программа - QPS QINSy (должна быть знакома многим морским инженерам)

ПО QPS для навигации и позиционирования (QINSy) используется на строительных судах, трубоукладочных баржах, буровых платформах, сейсмических и гидрографических судах. Сделана она в Нидерландах корпорацией SAAB. В экспедиции «Шельф-2014» данное ПО было основным для сбора гидрографической информации и обеспечения геофизических изысканий.

Несмотря на то, что система QINSy является достаточно современной, и поддерживает все известные картографические проекции, отображать данные может только в проекции Меркатора. В связи с чем, в окрестности полюса наблюдаются сильнейшие искажения, как маршрутов съемки, так и позиционируемых объектов. Тут у меня есть целая анимация того, как "Академик Федоров" пересекает Северный полюс:

Как видите суда "скукоживаются" по одной оси и "растягиваются" по другой. Выглядит странно, работать неудобно. Желтая линия - путь, по которому должно пройти судно. Красные - "рабочий коридор".

И наконец - спец софт для многолучевых эхолотов Kongsberg SIS.

Программный продукт использовался как основной для сбора данных многолучевого эхолота, и как резервная система позиционирования. ПО «SIS» отображает записываемые данные многолучевого эхолота в режиме реального времени, проецирует эти данные по линии курса судна. В точке северного полюса мы наблюдали спиралевидное отображение данных многолучевого эхолота на экране SIS, в режиме отображения курса судна. Эта особенность по своему виду напоминает локсодромию – линию постоянного курса, кривую на поверхности земли, пересекающую все меридианы под одним углом. Кстати на картинке хорошо видна глубина на полюсе - целых 4228 метров!

Как видите ни один современный софт для навигации не смог отработать корректно на 100% 

Причина этого в том, что люди до сих пор мало работают в "экстремальных районах" Земли. Несмотря на достаточно высокую точность навигационных приборов, а так же современные компьютерные технологии никто не застрахован от сбоев. Это еще раз доказывает то, что для безопасного освоения Арктики необходимы дальнейшие исследования в области создания надежных отечественных продуктов, не подверженных влиянию программных ошибок при любых условиях использования. Кроме того, перечисленные проблемы доказывают правильность требований судоходства о наличии на борту бумажных копий карт, и возможности счисления позиции по ним. Человек - всему голова и поэтому никакие GPS/ГЛОНАСС системы не смогут его заменить. И этот пост - есть напоминание штурманам и судоводителям о том, что не стоит полностью доверять показаниям электронной навигации и нужно обязательно уметь использовать бумажные карты и получать свою позицию старыми "дедовскими" способами. Даже если это и кажется архаичным и местами скучным занятием!

Благодарю за внимание!

Другие посты об Арктике и не только:

1. http://pikabu.ru/story/doshli_ruki_do_obrabotki_video_s_moik... - видео с моих экспедиций

2. http://pikabu.ru/story/kak_izuchayut_zatonuvshie_suda_347888... - как изучают затонувшие суда?

3. http://pikabu.ru/story/zanimatelnaya_gidrografiya_chast_1_28... - занимательная гидрография

4. http://pikabu.ru/story/nemnogo_o_moey_rabote_na_atomnom_ledo... - немного о жизне и работе на ледоколе Ямал.