Современная цифровая гидрография и требования новых международных стандартов для батиметрической съемки

Рассмотрены вопросы современного состояния и стандартизации батиметрической съемки, регламентируемые Международной гидрографической организацией. Отмается, что четвертая редакция Стандартов S-44 явилась «революционной», ознаменовав собой начало эры современной электронной гидрографии, основанной на понятии «категорий съемки рельефа», обусловленной новыми возможностями глобальных навигационных спутниковых систем и электронных гидрографических информационных систем. Дана характеристика изменений, внесенных в Стандарт S-44, с 4-й (1998 г.) по 6-ю (2022 г.) редакции. Проанализированы основные отличия 5-й редакции (2008 г.) и уточненной 6-й версии редакции (2022 г.). Особое внимание уделено вопросу эволюции понятий «батиметрическая модель» и «обнаружение объектов». Указано, что основой новой парадигмы Стандартов S-44 является требование «батиметрического покрытия» и отказ от понятия «полное обследование морского дна», впервые введенного в 5-й редакции S-44. В результате введения понятий «батиметрическое покрытие» и «обнаружение объектов» в 6-й редакции S-44 впервые оказалось возможным отказаться от такого важного гидрографического параметра, как подробность промера («междугалсовое расстояние»). Подчеркивается, что совместное применение понятий «батиметрическое покрытие», «обнаружение объектов» и «поиск объектов» привело к необходимости использования в 6-й редакции S-44 такого нового инструмента для проектирования и формирования краткой характеристики съемки, как «матрица спецификаций». Отмечается, что в 6-й редакции S-44 впервые введено понятие «батиметрическая модель», связанное с гридом (регулярной сеткой глубин). Даны критические комментарии к сведениям об использовании сеточных батиметрических моделей, приведенных в приложениях, не являющихся частью S-44(6.1). Проанализированы предложения по формированию апостериорной модели неопределенностей результатов съемки рельефа дна, актуальной для площадной съемки с использованием многолучевых сонаров, необходимые для подтверждения выполнения заданной категории S-44. Указано, что в трех последних редакциях S-44 для оценки планового положения использован термин «стандартное отклонение» без конкретного указания связанной с ним доверительной вероятности. Это требует дополнительных пояснений и уточнений в части рекомендации, касающейся применения коэффициента 2,45 для расчета величины суммарной горизонтальной неопределенности. Обращается внимание на недостаточную проработку в 6-й редакции S-44 вопросов, связанных с альтернативным способом определения поправок уровня на основе высокоточного определения высот нулей глубин в геоцентрической системе координат. Обоснована необходимость включения в последующую редакцию S-44 спецификаций по контролю качества результатов площадной батиметрической съемки. Отмечается отсутствие новых российских спецификаций выполнения гидрографических съемок, основанных на Стандартах S-44 Международной гидрографической организации, и необходимость их разработки, согласования и утверждения.

1. Wells D. E. IHO S44 Standards for Hydrographic Surveys and the Variety of Requirements for Bathymetric Data / D. E Wells, D. Monahan // Lighthouse: Journal of the Canadian Hydrographic Association. — 2001. — No. 60. — Pp. 31–39.

2. Monahan D. Variable errors and fixed boundaries: the role of deep echo-sounding in the United Nations Convention on Law of the Sea (UNCLOS) / D. Monahan // Lighthouse: Journal of the Canadian Hydrographic Association. — 2001. — No. 59. — Pp. 17–23.

3. MacPhee S. B. S-44 And Multibeam Echosounding / S. B. MacPhee, R. Hare // Lighthouse: Journal of the Canadian Hydrographic Association. — 2003. — No.64. — Pp. 11–16.

4. Фирсов Ю. Г. Стандарты современной гидрографии и российские нормативные документы на выполнение гидрографических работ / Ю. Г. Фирсов // Навигационно-гидрографическое обеспечение условий плавания судов в акваториях морских и речных портов, на трассах Севморпути, по внутренним водным путям: материалы всероссийского семинара (Санкт-Петербург, 12–14 апреля 2005 г.) / ГМА им. адм. С. О. Макарова. — СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2005. — С. 28–34.

5. Фирсов Ю. Г. К вопросу о нормативных документах для выполнения гидрографических работ / Ю. Г. Фирсов // Навигация и гидрография. — 2006. — № 23. — С. 97–107.

6. Фирсов Ю. Г. Анализ нормативных документов отечественной инженерной гидрографии / Ю. Г. Фирсов, И. В. Меньшиков // Геодезия и картография. — 2012. — № 4. — С. 46–50.

7. Hare R. Depth and Position Error Budget for Multibeam Echosoundings / R. Hare // International Hydrographic Review. — 1995. — Vol. LXXII. — No. 2. — Pp. 37–69.

8. Фирсов Ю. Г. Пятая редакции международного Стандарта на гидрографические съемки S-44 Международной Гидрографической Организации / Ю. Г. Фирсов // Эксплуатация морского транспорта. — 2008. — № 1 (51). — С. 39–44.

9. Alkan R. M. Evaluation of Recent Hydrographic Survey Standards / R. M. Alkan, N. O. Aykut // Proc. of the 19th International Symposium on Modern Technologies, Education and Professional Practice in Geodesy and Related Fields. — Bulgaria, Sofia, 2009. — Pp. 116–130.

10. Фирсов Ю. Г. Обоснование требований к оценке точности площадной съемки в соответствии с пятой редакцией Стандарта S-44 МГО / Ю. Г. Фирсов // Эксплуатация морского транспорта. —2008. —№ 2 (52).— С. 42–46.

11. Фирсов Ю. Г. Основы гидроакустики и использование гидрографических сонаров: учеб. пособие./ Ю. Г. Фирсов. — СПб.: Нестор-История, 2010. — 348 с.

12. Фирсов Ю. Г. Гидрографическое обеспечение морских изысканий: учеб. пособие / Ю. Г. Фирсов. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. — 235 с.

13. Зубченко Э. С. Новая редакция Стандарта S-44 Международной гидрографической организации / Э. С. Зубченко // Записки по гидрографии. — 2021. — № 312. — С. 38–64.

14. Фирсов Ю. Г. Контроль качества трехмерного позиционирования в электронной гидрографии / Ю. Г. Фирсов // Эксплуатация морского транспорта. — 2009. — № 3 (57). — С. 34–39.

15. Calder B. R. Automatic Statistical Processing of Multibeam Echosounder Data / B. R. Calder // International Hydrographic Review. — 2003. — Vol. 4. — No. 1. — Pp. 53–68.

16. Гарматенко И. С. Международные стандарты оценки точности навигационной информации / И. С. Гарматенко // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. — 2013. — Т. 6. — № 8. — С. 863–866.

17. Hydrographic Survey Specifications and Deliverables. — Office of Coast Survey, National Oceanic and Atmospheric Administration, 2021. — 154 p.

18. Standards for hydrographic surveys. — Edition 4. — Canadian Hydrographic Service, 2021. — 15 p.

19. Guidelines for the use of multibeam echosounders for offshore surveys. — Rev.2. — IMCA S003, July 2015. — 54 p.

20. HYSPEC–Contract Specifications for Hydrographic Surveys. — Version 2.0. — New Zealand: New Zealand Hydrographic Authority, 2020. — 64 p.

21. Фирсов Ю. Г. Задачи батиметрической съемки и картографического обеспечения высокоширотных трасс Северного морского пути в Восточно-Сибирском море / Ю. Г. Фирсов, Д. А. Позенкова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 5. — С. 744–766. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-5-744-766.