„Предпазливостта не причинява главоболия.“

Батиметричната навигационна система определя местоположението чрез сравняване на масива от дълбочини на референтния ЦМРД от базата данни с масива от работни дълбочини, образуван в хода на движение. Всички навигационни изчисления се извършват от централния бордов компютър, включен в локалната мрежа, където навигационните сензори са абонати на тази мрежа.
В този си вид батиметричната навигационна система представлява набор от разпределени подсистеми, свързани помежду си и управлявани от софтуер.
Информацията от базата данни влиза в блока на корелационно-екстремната навигационна система. Този блок е представен от набор от изчислителни алгоритми, които определят най-вероятното местоположение в даден момент чрез обработка на получената навигационна информация и сравняване на текущия измерен профил на дълбочина с ЦМРД, получен от базата данни.
Планиране на маршрут МРТК ВН е предварителен избор на зона за движение, която отговаря на изискванията за безопасност на навигацията и поставените задачи.
Изборът на цифрови навигационни карти (ЦНК) и бази данни на ЦМРД на морските зони е най-важният компонент на планирането на маршрута за МРТК ВН.
ЦНК и ЦМРД с известна степен на условност могат да бъдат разделени на две групи:
− генерални (пътеви) – цифрови модели на големи водни площи с малък брой пространствено координирани отметки на дълбочинни;
− полигонални – цифрови модели на малки площи с достатъчно количество батиметрични данни.
Генералните (пътевите) ЦНК и ЦМРД са създадени за големи заливи, морета, океани или техни части. Тези ЦНК и ЦМРД служат за общо изследване на навигационните условия по целия маршрут, те изпълняват (програмират) предварителен маршрут и правят общи изчисления. Генералните ЦМРД трябва да бъде основата за определяне на местоположението на полигоналните зони за корекция по маршрутите на движение на МРТК ВН. Те трябва да съответстват на навигационните морски карти (НМК) в мащаб 1:500 000 и по-голям.
Полигонните ЦМРД съдържат подробна високопрецизна батиметрична информация за малки площи на моретата, заливите, пристанищата, рейдовете, пристанищата и са създадени въз основа на подробно проучване на водните площи, включително хидрографско изследване на дълбочини с помощта на най-точните методи. Служат за избор и изчисляване на КЕНС корекционни полигони. Те трябва да съответстват на навигационните морски карти (НМК) в мащаб 1:20 000 и по-голям.

От гледна точка на използването на МРТК, усилията на ВМС трябва да бъдат насочени към получаване на батиметрична информация предимно в следните области:
− акватории на военноморски бази, пристанища, пристанищни пунктове и подходни фарватери и канали;
– предложените маршрути за разполагане на МРТК, особено тези, които преминават през райони с интензивни геоморфоложки процеси;
– райони на минна защита и противоминни операции на МРТК, райони на противоподводни линии.

В отдалечените морски и океански зони трябва да се извършва проучване на релефа на дъното, за да се създадат навигационни геофизични полигони в най-обещаващите за това райони.
За важни зони на водни площи с бързо променящи се характеристики на релефа на дъното трябва да се извършва непрекъснато актуализиране на данните, което може да се постигне чрез непрекъснато наблюдение на водната площ с помощта на високо ефективни инструменти и преди всичко от самите МРТК.
Предварителният етап при планирането на маршрутите на подводници (ПЛ) и автономни необитаеми подводни апарати (АНПА) е географското зониране на информационното съдържание на релефа на морското дъно за навигация.
Регионализацията може да се извърши на базата на международни глобални или регионални ЦМРД, като GEBCO, EMODnet и други с настоящи или перспективни стъпки в мрежата от около 100 m.

Информационното съдържание на релефа на морското дъно за корабоплаването се основава на две основни изисквания, които отговарят на условията за „необходимост и достатъчност“.
Необходимо условие е изборът на места с висока степен на вертикална разчлененост с ниска хоризонтална разчлененост (високочестотни форми), по възможност с характерни релефни форми. Вертикалната и хоризонталната разчлененост може да се определи с помощта на специален софтуер, разработен в GNINGI на базата на алгоритъма на Kavraisky-Kostenich. Праговият критерий s(L) за възможността за използване на КЕНС за подводни апарати, служи съотношението:

където δ_ℎ(𝐿) е средно квадратичното значение на изменчивостта на нивото на релефа на Земята в квадрат със страна 𝐿, което съответства на термина „вертикална разчлененост“.

δ𝑟²(𝐿) е средно квадратичното значение на сумата от грешки на еталонния релеф и грешките на измерения релеф на дъното δ𝑑² (𝐿) от сензорите на борда на апарата в момента на преминаване над 𝐿.

Правилото за прилагане на израз (1) е очевидно – ако значението на (1) е по-малко или равно на единица, тогава топографията на дъното не е подходяща за навигация и, обратно, колкото по-голяма е стойността на (1), толкова повече е нейната информативност за навигация.

Като се вземат предвид изискванията, средно квадратичната грешка на коригираната дълбочина 𝑚_𝑧 (във формула 2 това са δ_𝑟(𝐿) и δ_𝑑(𝐿) е не повече от 1% при дълбочини над 100 м. За тези дълбочини δ_ℎ(𝐿), т.е. вертикалната разчлененост трябва да бъде по-голяма от 1,41%.

Достатъчно условие е наличието в зоната на високоточни изследвания на релефа на дъното, за предпочитане извършени от многолъчев ехолот, въз основа на който може да се създаде еталонен ЦМРД на корекционен полигон по метода, описан в литературата.
На етапа на преминаване по маршрута на МРТК, при нормални условия, батиметричната навигационна система работи само на малки участъци от маршрута, на които са заредени еталонни ЦМРД, през останалото време движението е под контрола на ИНС. Участъците от маршрута с коригиращи полигони се изчисляват предварително.

Изчисляването на ширината на коригиращия полигон на КЕНС се извършва, като се вземат предвид:
а) стойността на ограничаващата радиална грешка на текущото местоположение с вероятност (P), която едновременно е половината от ширината на коригиращия многоъгълник:

Ограничителната радиална грешка се свежда до средно квадратична стойност:

където B е ширината на коригиращия полигон;
𝐾_𝑝2 е коефициент, характеризиращ вероятността да се намери точка в окръжност с радиус 𝑀_д и отношението на осите на елипсата на грешката, равно на 1; коефициентът се избира според значението на вероятността, характеризираща значението от следната таблица:
Значение на 𝑲_р𝟐 според значението на вероятността

б) радиална средна квадратична грешка (Мо) на определяне на местоположението с помощта на бордови технически средства за навигация (ТСН), която характеризира точността на последната корекция на КЕНС;
в) радиална средно квадратична грешка на счисление (Mc), която може да бъде приблизително изразена със следните формули:

– при плаване по счисление до 2 часа, или

– при плуване по счисление над 2 часа.

г) математическа зависимост за определяне на интервалите между наблюденията:

– при плаване по счисление до 2 часа, или

– при плуване по счисление над 2 часа.

Изчисляването на ширината на коригиращия полигон на КЕНС се извършва в следната последователност.
а) В генералния ЦМРД, като се вземат предвид изискванията за „необходимо и достатъчно“, се избират в използваната географска информационна система (например QGIS) местоположенията на корекционните полигони на КЕНС. Прави се предварителна прокладка.
Влизането в полигона се извършва перпендикулярно на изобатите.
б) Използвайки ГИС инструменти, се определя разстоянието (S) между корекционните полигони.
в) Познавайки общата скорост (V), се изчисляват интервалите от време (∆𝑡_обс) между корекционните полигони:

г) Изчислява се ширината (B) на зоната за корекция на КЕНС:

– при плуване повече от 2 часа, или

– при плуване по-малко от 2 часа,

където 𝑀_о² е радиалната средна квадратна грешка на последното наблюдавано място в мили;
∆𝑡_обс – време на плаване в часове;
𝐾_с – коефициент на точност на счислението в мили/ч;
𝐾_𝑝2 – коефициент, който се избира от таблицата по-горе.

По този начин техниката позволява да се изчисли маршрутът на движение, разстоянието между корекционните полигони на КЕНС и ширината на зоната за корекция.
Дължината на корекционната зона трябва да бъде изчислена емпирично, като се вземат предвид наличните бордови ТСН, определената навигационна точност и хидрофизичните параметри на работната зона. Предварително дължината на зоната на корекция може да се определи като 8–10 мили.
Пример за такъв подход е показан на рис. 2.

Рис. 2. Изчисляване на размера на полигонни (корекционни) участъци по трасето на МРТК ВН.

Всички изчисления са лесни за автоматизиране чрез разработване на съответните модули за приложната географска информационна система.