無源偵察設備顯控S63/S57格式電子海圖應用方法研究

陳 林

(中國船舶重工集團公司第七二三研究所，江蘇 揚州 225001)

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無源偵察設備顯控S63/S57格式電子海圖應用方法研究

陳 林

(中國船舶重工集團公司第七二三研究所，江蘇 揚州 225001)

針對無源偵察設備顯示需求，研究了基于國際通用標準的S57/S63格式電子海圖與雷達目標疊加顯示，結合德國7CS公司海圖SDK開發包，描述了如何對S63加密海圖進行解密以及S57格式ENC原始數據如何轉換成DENC格式海圖,實現了無源偵察目標顯示，平臺參數及方案、雷達目標與電子海圖等疊加顯示，豐富了無源偵察設備戰場態勢的展現內容，獲得了良好的無源偵察設備顯示控制展現效果,并為無源偵察設備加載使用S57/S63標準格式電子海圖以及獲取系統共享海圖數據提供了可能。

無源偵察；電子海圖；S57/S63格式；顯示控制

0 引 言

在無源偵察設備使用中，作戰人員需要掌握準確的無源偵察目標信息并結合戰場態勢及態勢的變化過程，做出相應的人工決策、目標分配、目標記錄等工作。

7CS使用DENC數據格式存儲及調用電子海圖，DENC除了包含同樣的SENC海圖數據以外，另包含S57更新文件。

本文根據無源偵察設備顯示需求，結合工程應用，實現了基于7CS公司電子海圖SDK開發包，實現了S63標準格式解密至S57標準格式，然后根據實際發布的許可文件對需要地區的S57標準海圖文件實現ENC至DENC數據格式的轉換及存儲。最后將以平臺為中心的相對態勢和無源偵察目標進行有效結合顯示，彌補了兩者單獨使用的缺陷，填補了無源偵察設備加載使用國際通用S57/S63標準格式電子海圖功能的空缺，獲得了良好的無源偵察戰場態勢顯示控制效果。

1 傳統無源偵察設備偵察目標顯示方式及電子海圖顯示方式

傳統無源偵察設備偵察目標采用態勢及表格2種方式顯示，顯示效果如圖1、圖2所示。

圖1和圖2反映了以平臺為中心，在一定偵察范圍內雷達輻射目標的頻率、方位、幅度等信息。這種顯示方式的缺陷是無法確認偵察目標距離信息，從而無法準確有效地判斷平臺周圍目標的位置分布信息。系統會根據無源偵察設備上報的偵察目標信息結合搜索雷達偵察目標信息進行數據融合，從而獲取準確的目標態勢信息。

在無源偵察設備上部署電子海圖可有效提高無源偵察設備站位人員對戰場態勢的了解程度。無源偵察設備傳統電子海圖采用非標準的電子海圖格式給海圖數據共享以及海圖持續更新帶來了很大的局限性。封裝好的電子海圖控件、海圖庫也不利于提升電子海圖顯示效果以及偵察目標與電子海圖疊加顯示效果，從而對海圖的二次開發帶來不便。

2 S57標準格式電子海圖加載實現

為了使電子海圖數據能夠達到最大共享，系統提供海圖服務器，系統內各設備能夠實現從服務器下載共享的海圖數據，無源偵察設備必須具備加載和使用通用海圖格式的能力。本文從S57國際標準電子海圖格式的數據傳輸標準入手,研究S57格式電子海圖數據模型和數據結構,對海圖數據進行解析,并將電子海圖數據ENC轉換成7CS系統電子海圖DENC，最后使用7CS-SDK函數加載DENC中7CB格式海圖數據。

2.1 轉換過程

增強監督工作的公眾參與性。黨的十九大指出，“發展社會主義民主政治就是要體現人民意志、保障人民權益、激發人民創造活力，保證和實現人民當家作主”。人大監督只有始終堅持群眾路線，擴大公眾參與，突出需求導向和問題導向，才能使監督方向更加精準、重點更加突出、效果更加明顯，才能彰顯人大履職的民意理念和民權取向。

電子海圖數據是各個國家繪制出版的,為了方便傳輸和交換,電子海圖數據ENC必須符合S57標準,然而ECDIS一般不能直接使用ENC數據,而是將ENC轉換成另外一種數據存儲,叫做SENC格式，而7CS使用的是DENC格式，DENC包含了SENC海圖數據以及S57更新文件。轉換過程如圖3所示[1]。

轉換程序首先驗證ECDIS Kernel版本是否為LIB_7CS版本，接著設置注冊模式，目前采用的是USB-DONGLE方式。然后確認此轉換為S57格式轉換，讀取數字字典且創建DENC機構并設置回調函數，回調函數依次轉換數據格式并輸出轉換結果。轉換程序根據平臺使用方提供的PERMIT.TXT許可文件中列出的需要轉換的海圖文件清單內容，依次察找原始數據(ENC_ROOT)中是否存在此ENC格式海圖文件，如存在此文件則將其轉換成DENC(.7CB)格式海圖文件并保存至創建的DENC文件目錄下，以供后續海圖的加載和使用。

2.2 基于7CS公司電子海圖二次開發包設計實現電子海圖基本功能

基于7CS公司電子海圖二次開發包設計實現了以下基本功能：

(1) 海圖的增加,海圖切換顯示,海圖的刪除,最多可顯示10幅海圖并能根據平臺位置自動切換海圖，如圖4所示。

(2) 海圖旋轉，海圖按比例尺縮放，如圖5所示。

(3) 白天黑夜模式，圖6顯示的為黑夜模式。

(4) 3種分層顯示:全部顯示、標準模式、基礎模式。

3 S63標準格式電子海圖解密

在當今數字化時代，違反著作權的盜版數據日益猖獗。數字海圖數據通過非官方形式發布(盜版)，嚴重危害了國家的利益和航行安全。很多機構為了保護他們擁有的數字海圖數據(版權)，制定了很多種數據保護措施，但是多種措施的并存阻礙了數字海圖數據的應用。為了統一標準，IHO 制定了S63標準協議。

3.1 S63加密過程

SA即國際海道測量組織，S63協議管理者，IHB國際海道測量局負責具體實施，即IHB是1個SA，SA是頂級管理者，參與S63的海圖生產機構和ECDIS制造商分別要遵守與它的協議。海圖數據服務商(例如航海保證部)作為S63的參與者的職責是負責海圖的數字簽名和加密，產生海圖許可文件(Permit.txt,ENC.PMT)。電子海圖應用系統制造商(7CS)支持S63加密協議，SA向電子海圖制造商提供獨一無二的制造鍵值和標識(M_KEY,M_ID),電子海圖制造商提供針對DONGLE的唯一的硬件標識(HW_ID)，用戶使用時需要制造商根據DONGLE產生的USERPERMIT進行解密才能使用[2]。過程如圖7所示。

3.2 S63解密過程

在使用海圖數據之前必須先針對7CS公司USB-DONGLE關聯的M_KEY和USERPERMIT結合元許可文件及原始數據等文件，將S63格式海圖進行解密，生成需要的DENC(.7CB)數據，以供后續加載使用[3]。解密過程如圖8所示。

(1) 確認元許可PERMIT.TXT、SA官方認證許可文件IHO.CRT、原始數據文件ENC_ROOT、針對USB-DONGLE產生的唯一M_KEY和USERPERMIT等是否都已存在，獲取路徑；

(2) 指定轉換后生成文件DENC路徑；

(3) 修改程序中USERPERMIT值(不同的USB-DONGLE對應不同的USERPERMIT號)；

(4) 察詢PERMIT.TXT文件列表中海圖元素，依次解密海圖。

4 電子海圖與雷達航跡目標、平臺態勢信息疊加顯示

本系統對采集的雷達目標、平臺經緯度、電子海圖進行位置匹配，將雷達航跡目標、平臺參數、電子海圖疊加在一起顯示。在工程實踐中，直接把電子海圖、雷達二次目標、平臺信息分層顯示并不能實現精確疊加。必須要實現以下2點：

(1) 顯示方式要一致。電子海圖、雷達目標可采取艦艏向上或正北向上的顯示方式。兩者的顯示方式要一致，否則無法實現正確的疊加。

(2) 電子海圖與雷達目標信息轉換后的經緯度信息比例尺要一致，比例尺不一致無法反映正確的雷達目標位置信息。

本系統中電子海圖與雷達目標、平臺信息顯示的基本方式是以平臺為中心，始終將電子海圖中心放置于平臺經緯度位置。雷達目標需要根據距離、方位及平臺經緯度信息換算得到其經緯度信息。最終能作為單獨的圖層疊加顯示于電子海圖上，并支持按照比例尺縮放顯示。

4.1 目標經緯度換算

首先獲取平臺經緯度信息，并將經緯度坐標轉換成地心直角坐標系。接著根據雷達目標距離、方位信息將目標的雷達極坐標系轉成雷達直角坐標系。然后將目標的雷達直角坐標系轉成大地直角坐標系。最后將地心直角坐標系轉成經緯度坐標[4]。換算過程如圖9所示。

4.2 電子海圖、雷達目標、平臺信息疊加顯示

首先創建電子海圖單獨圖層，用于顯示平臺信息和雷達目標。最終在此圖層上采用圖形設備接口(GDI)繪圖方式繪制平臺及目標圖標。然后使用7CS-SDK函數將獲取到的目標經緯度轉換成坐標值，最后將目標繪制于創建的電子海圖圖層上。采用定時器定時刷新目標顯示[5]。最終顯示效果如圖10所示。

5 結束語

本文描述了一種基于國際通用電子海圖標準S57/S63格式，應用于無源偵察設備偵察目標與雷達目標及電子海圖同時顯示的方法研究。對比了傳統無源偵察設備與電子海圖疊加雷達目標后的顯示效果。深入描述了如何對S63加密海圖進行解密以及S57格式ENC原始數據如何轉換成系統可加載使用的DENC格式海圖過程。最后展示了將雷達目標、平臺信息及電子海圖疊加顯示后的顯示效果，豐富了無源偵察設備戰場態勢的展現效果，并為無源偵察設備加載使用通用S57/S63標準格式電子海圖和獲取系統共享海圖數據提供了可能。

[1] 徐關勇，曹萬華.電子海圖與雷達圖像及二次目標的疊加顯示研究[J].艦船電子工程，2004,24(6):120-123.

[2] 王泉，高有行.電子海圖與雷達背景信息疊加顯示關鍵技術研究[J].微電子學與計算機，2002(4):30-35.

[3] 劉維亭，馬繼先，莊肖波.電子海圖系統雷達圖像與海圖圖形疊加技術研究[J].中國航海，2005(1):59-62.

[4] 才志.雷達圖像與電子海圖疊加的研究[D].大連:大連海事大學，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