Кратко — основные требования и особенности, и как приливы/течения учитываются при приведении глубин.
1) Основные требования и стандарты
- Соответствие международным стандартам ИМО/ИНО: в первую очередь IHO S-44 (классы точности и требования к съемке), форматы ENC (S-57/S-101) и правила обновления (NP, Notices to Mariners).
- Точность позиционирования: GNSS (DGPS/RTK/PPP) + кинематическая обработка; горизонтальная и вертикальная погрешности должны соответствовать классу съемки.
- Равномерность и плотность профилей/покрытия (многолучевой эхолот предпочтителен для детальной батиметрии).
- Контроль и калибровка: калибровка эхолота, измерение профиля скорости звука в воде, учёт крена/тангажа/высоты-подскока (IMU/Heave), исправления на своп/сгон корпуса (squat).
- Документация и метаданные: привязки, использованные датумы, время измерений, погрешности, методы обработки.
2) Вертикальные и горизонтальные привязки (датумы)
- Глубины на картах приводятся к принятому картографическому вертикальному датуму (в большинстве стран — Lowest Astronomical Tide (LAT) или эквивалент). Это важно для единообразия и безопасности.
- Необходима трансформация между геодезическими высотами (эллипсоид/геоид) и морским датумом — используются оценки N (геоидное смещение) и локальные привязки.
3) Учёт приливов при привязке глубин — последовательность действий и формула
- В момент измерения эхолот даёт расстояние от датчика до дна: $E$ (м).
- Датчик находится на глубине под поверхностью: $t$ (м) (положительно вниз — «глубина погружения датчика»).
- Мгновенный уровень моря относительно картографического датума (высота прилива/отлива) — $\zeta (t)$ (м), положителен вверх.
- Тогда глубина, приведённая к картографическому датуму, равна
$$D=E+t-\zeta (t).$$ (Альтернативно, если $H_{\text{inst}}=E+t$ — глубина от поверхности до дна, то $D=H_{\text{inst}}-\zeta (t)$.)
- $\zeta (t)$ обычно берут из ближайшей приливной станции (показания или прогноз по гармоническим составляющим) и при необходимости исправляют по пространственному смещению между станцией и районом съемки (фазовый сдвиг, амплитудное изменение).
4) Модели приливов и формула прогноза
- Традиционно используют гармонический анализ:
$$\zeta (t)=\sum _i{A}_i\cos ({\omega }_{i}t+{\varphi }_i),$$ где $A_i,{\omega }_i,{\varphi }_i$ — амплитуда, частота и фаза i‑й приливной составляющей.
- Для точных работ предпочтительны реальные (измеренные) уровни в момент съемки; при отсутствии — прогнозы, скорректированные по локальным наблюдениям.
5) Учёт течений и динамических эффектов
- Течения не «меняют» батиметрию, но влияют на:
- местный уровень моря (установившиеся притоки/оттоки и динамический подъём/уход воды), потому требуется локальная корректировка $\zeta (t)$;
- точность судна/зондирования (дрейф, изменение профиля обстрела), поэтому используются ADCP/профилирования течения, стабилизация и корректировка навигации.
- При сильных течениях применяют одновременные измерения скорости и направления течения (ADCP) и/или модели приливно-струйных полей; результаты отображаются на картах стрелками, табличками (приливные ромбы) и справками о времени/скорости/направлении.
6) Другие важные коррекции при привязке глубин
- Исправление на скорость звука в воде (профилирование по глубине) — исправление лучевой трассы (рефракция) и точности определения глубины.
- Исправления на вертикальные колебания судна: heave, pitch, roll; суммарная вертикальная погрешность учитывается при оценке достоверности.
- Исправления на датумные преобразования между локальными станциями, эллипсоидом и картографическим нулём.
7) Требования по безопасности судоходства
- Глубины на картах даются с указанием датума и точности; маринер обязан учесть изменение уровня воды (прогноз приливов, метеоусловия) и добавить локальную запасную глубину/корректировку для под килем.
- В критических районах обязателен высокий класс съемки (IHO S-44 Category 1/1a), частые обновления и отображение опасностей (отметки грунта, навигационные обозначения).
- В электронных картах (ENC) обеспечивается машинная читаемость предупреждений, безопасные глубины и ограничения для автоматизированных систем.
Коротко: точные батиметрические привязки требуют синхронных измерений эхолота + позиционирования + измерений уровня моря; глубина к картовому датуму вычисляется по формуле $D=E+t-\zeta (t)$ с обязательными коррекциями на звукопроводимость, движение судна и пространственные/динамические отклонения уровня, а вся процедура должна соответствовать стандартам IHO для обеспечения безопасности судоходства.