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无源侦察设备显控S63/S57格式电子海图应用方法研究

2017-06-05

舰船电子对抗 2017年2期
关键词:海图经纬度无源

陈 林

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏 扬州 225001)



无源侦察设备显控S63/S57格式电子海图应用方法研究

陈 林

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏 扬州 225001)

针对无源侦察设备显示需求,研究了基于国际通用标准的S57/S63格式电子海图与雷达目标叠加显示,结合德国7CS公司海图SDK开发包,描述了如何对S63加密海图进行解密以及S57格式ENC原始数据如何转换成DENC格式海图,实现了无源侦察目标显示,平台参数及方案、雷达目标与电子海图等叠加显示,丰富了无源侦察设备战场态势的展现内容,获得了良好的无源侦察设备显示控制展现效果,并为无源侦察设备加载使用S57/S63标准格式电子海图以及获取系统共享海图数据提供了可能。

无源侦察;电子海图;S57/S63格式;显示控制

0 引 言

在无源侦察设备使用中,作战人员需要掌握准确的无源侦察目标信息并结合战场态势及态势的变化过程,做出相应的人工决策、目标分配、目标记录等工作。

7CS使用DENC数据格式存储及调用电子海图,DENC除了包含同样的SENC海图数据以外,另包含S57更新文件。

本文根据无源侦察设备显示需求,结合工程应用,实现了基于7CS公司电子海图SDK开发包,实现了S63标准格式解密至S57标准格式,然后根据实际发布的许可文件对需要地区的S57标准海图文件实现ENC至DENC数据格式的转换及存储。最后将以平台为中心的相对态势和无源侦察目标进行有效结合显示,弥补了两者单独使用的缺陷,填补了无源侦察设备加载使用国际通用S57/S63标准格式电子海图功能的空缺,获得了良好的无源侦察战场态势显示控制效果。

1 传统无源侦察设备侦察目标显示方式及电子海图显示方式

传统无源侦察设备侦察目标采用态势及表格2种方式显示,显示效果如图1、图2所示。

图1和图2反映了以平台为中心,在一定侦察范围内雷达辐射目标的频率、方位、幅度等信息。这种显示方式的缺陷是无法确认侦察目标距离信息,从而无法准确有效地判断平台周围目标的位置分布信息。系统会根据无源侦察设备上报的侦察目标信息结合搜索雷达侦察目标信息进行数据融合,从而获取准确的目标态势信息。

在无源侦察设备上部署电子海图可有效提高无源侦察设备站位人员对战场态势的了解程度。无源侦察设备传统电子海图采用非标准的电子海图格式给海图数据共享以及海图持续更新带来了很大的局限性。封装好的电子海图控件、海图库也不利于提升电子海图显示效果以及侦察目标与电子海图叠加显示效果,从而对海图的二次开发带来不便。

2 S57标准格式电子海图加载实现

为了使电子海图数据能够达到最大共享,系统提供海图服务器,系统内各设备能够实现从服务器下载共享的海图数据,无源侦察设备必须具备加载和使用通用海图格式的能力。本文从S57国际标准电子海图格式的数据传输标准入手,研究S57格式电子海图数据模型和数据结构,对海图数据进行解析,并将电子海图数据ENC转换成7CS系统电子海图DENC,最后使用7CS-SDK函数加载DENC中7CB格式海图数据。

2.1 转换过程

增强监督工作的公众参与性。党的十九大指出,“发展社会主义民主政治就是要体现人民意志、保障人民权益、激发人民创造活力,保证和实现人民当家作主”。人大监督只有始终坚持群众路线,扩大公众参与,突出需求导向和问题导向,才能使监督方向更加精准、重点更加突出、效果更加明显,才能彰显人大履职的民意理念和民权取向。

电子海图数据是各个国家绘制出版的,为了方便传输和交换,电子海图数据ENC必须符合S57标准,然而ECDIS一般不能直接使用ENC数据,而是将ENC转换成另外一种数据存储,叫做SENC格式,而7CS使用的是DENC格式,DENC包含了SENC海图数据以及S57更新文件。转换过程如图3所示[1]。

转换程序首先验证ECDIS Kernel版本是否为LIB_7CS版本,接着设置注册模式,目前采用的是USB-DONGLE方式。然后确认此转换为S57格式转换,读取数字字典且创建DENC机构并设置回调函数,回调函数依次转换数据格式并输出转换结果。转换程序根据平台使用方提供的PERMIT.TXT许可文件中列出的需要转换的海图文件清单内容,依次察找原始数据(ENC_ROOT)中是否存在此ENC格式海图文件,如存在此文件则将其转换成DENC(.7CB)格式海图文件并保存至创建的DENC文件目录下,以供后续海图的加载和使用。

2.2 基于7CS公司电子海图二次开发包设计实现电子海图基本功能

基于7CS公司电子海图二次开发包设计实现了以下基本功能:

(1) 海图的增加,海图切换显示,海图的删除,最多可显示10幅海图并能根据平台位置自动切换海图,如图4所示。

(2) 海图旋转,海图按比例尺缩放,如图5所示。

(3) 白天黑夜模式,图6显示的为黑夜模式。

(4) 3种分层显示:全部显示、标准模式、基础模式。

3 S63标准格式电子海图解密

在当今数字化时代,违反著作权的盗版数据日益猖獗。数字海图数据通过非官方形式发布(盗版),严重危害了国家的利益和航行安全。很多机构为了保护他们拥有的数字海图数据(版权),制定了很多种数据保护措施,但是多种措施的并存阻碍了数字海图数据的应用。为了统一标准,IHO 制定了S63标准协议。

3.1 S63加密过程

SA即国际海道测量组织,S63协议管理者,IHB国际海道测量局负责具体实施,即IHB是1个SA,SA是顶级管理者,参与S63的海图生产机构和ECDIS制造商分别要遵守与它的协议。海图数据服务商(例如航海保证部)作为S63的参与者的职责是负责海图的数字签名和加密,产生海图许可文件(Permit.txt,ENC.PMT)。电子海图应用系统制造商(7CS)支持S63加密协议,SA向电子海图制造商提供独一无二的制造键值和标识(M_KEY,M_ID),电子海图制造商提供针对DONGLE的唯一的硬件标识(HW_ID),用户使用时需要制造商根据DONGLE产生的USERPERMIT进行解密才能使用[2]。过程如图7所示。

3.2 S63解密过程

在使用海图数据之前必须先针对7CS公司USB-DONGLE关联的M_KEY和USERPERMIT结合元许可文件及原始数据等文件,将S63格式海图进行解密,生成需要的DENC(.7CB)数据,以供后续加载使用[3]。解密过程如图8所示。

(1) 确认元许可PERMIT.TXT、SA官方认证许可文件IHO.CRT、原始数据文件ENC_ROOT、针对USB-DONGLE产生的唯一M_KEY和USERPERMIT等是否都已存在,获取路径;

(2) 指定转换后生成文件DENC路径;

(3) 修改程序中USERPERMIT值(不同的USB-DONGLE对应不同的USERPERMIT号);

(4) 察询PERMIT.TXT文件列表中海图元素,依次解密海图。

4 电子海图与雷达航迹目标、平台态势信息叠加显示

本系统对采集的雷达目标、平台经纬度、电子海图进行位置匹配,将雷达航迹目标、平台参数、电子海图叠加在一起显示。在工程实践中,直接把电子海图、雷达二次目标、平台信息分层显示并不能实现精确叠加。必须要实现以下2点:

(1) 显示方式要一致。电子海图、雷达目标可采取舰艏向上或正北向上的显示方式。两者的显示方式要一致,否则无法实现正确的叠加。

(2) 电子海图与雷达目标信息转换后的经纬度信息比例尺要一致,比例尺不一致无法反映正确的雷达目标位置信息。

本系统中电子海图与雷达目标、平台信息显示的基本方式是以平台为中心,始终将电子海图中心放置于平台经纬度位置。雷达目标需要根据距离、方位及平台经纬度信息换算得到其经纬度信息。最终能作为单独的图层叠加显示于电子海图上,并支持按照比例尺缩放显示。

4.1 目标经纬度换算

首先获取平台经纬度信息,并将经纬度坐标转换成地心直角坐标系。接着根据雷达目标距离、方位信息将目标的雷达极坐标系转成雷达直角坐标系。然后将目标的雷达直角坐标系转成大地直角坐标系。最后将地心直角坐标系转成经纬度坐标[4]。换算过程如图9所示。

4.2 电子海图、雷达目标、平台信息叠加显示

首先创建电子海图单独图层,用于显示平台信息和雷达目标。最终在此图层上采用图形设备接口(GDI)绘图方式绘制平台及目标图标。然后使用7CS-SDK函数将获取到的目标经纬度转换成坐标值,最后将目标绘制于创建的电子海图图层上。采用定时器定时刷新目标显示[5]。最终显示效果如图10所示。

5 结束语

本文描述了一种基于国际通用电子海图标准S57/S63格式,应用于无源侦察设备侦察目标与雷达目标及电子海图同时显示的方法研究。对比了传统无源侦察设备与电子海图叠加雷达目标后的显示效果。深入描述了如何对S63加密海图进行解密以及S57格式ENC原始数据如何转换成系统可加载使用的DENC格式海图过程。最后展示了将雷达目标、平台信息及电子海图叠加显示后的显示效果,丰富了无源侦察设备战场态势的展现效果,并为无源侦察设备加载使用通用S57/S63标准格式电子海图和获取系统共享海图数据提供了可能。

[1] 徐关勇,曹万华.电子海图与雷达图像及二次目标的叠加显示研究[J].舰船电子工程,2004,24(6):120-123.

[2] 王泉,高有行.电子海图与雷达背景信息叠加显示关键技术研究[J].微电子学与计算机,2002(4):30-35.

[3] 刘维亭,马继先,庄肖波.电子海图系统雷达图像与海图图形叠加技术研究[J].中国航海,2005(1):59-62.

[4] 才志.雷达图像与电子海图叠加的研究[D].大连:大连海事大学,2010.

[5] STEEN N,OLE B.Facilitating the use of ECDIS[R].Copenhagen,Denmark:BIMCO Bulletin,2002.

Research into The Application Method for Electronic Chart of S63/S57 Format in Display Control of Passive Reconnaissance Equipment

CHEN Lin

(The 723 Institute of CSIC,Yangzhou 225001,China)

According to the display requirement of passive reconnaissance equipment,this paper studies the overlapping display of electronic chart and radar target based on the international standard of S57/S63 format,combining with SDK development bag of 7CS Co. in Germany,describes how to decrypt the encrypted S63 chart and how to convert the ENC raw data of S57 format into a chart of DEBC format,which realizes the target display of passive reconnaissance,overlapping display of platform parameters & project,radar target & electronic chart and so on,enriches the display content of battlefield situation for passive reconnaissance equipment,obtains the good display control effect of passive reconnaissance equipment and provides the possibility to load and use the electronic chart of S57/S63 standard format and share the system chart data for the passive reconnaissance equipment.

passive reconnaissance;electronic chart;S57/S63 format;display control

2016-11-16

TN967.2

A

CN32-1413(2017)02-0064-05

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.02.015

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