USCG导航中心：为安全，安全，高效的水道指导稳定的航线
海岸警卫队在日落的切削刀柏。摄影：Petty Officer第3级Lora Ratliff，美国海岸警卫队8。
电子导航图表显示Olmsted Locks和Dam浮动导墙上的虚拟浮标。这些标志是提高海上作业安全性和效率的项目中的第一波。 （照片来自USACE）
上面的屏幕截图显示了美国海岸警卫队和密西西比河上的美国陆军工程兵团合作建立的虚拟航海援助的显示。虚拟援助具有重要意义，因为它允许海员在无法放置浮动援助物来标记它时发现危险。美国海岸警卫队形象。
2017年8月11日，在加拿大努纳武特的富兰克林海峡的冰冷水域，远洋浮标招标美国海岸警卫队切割机枫的船员跟随加拿大海岸警卫队破冰船特里福克斯的船员。美国海岸警卫队照片由佩蒂警官二等Nate Littlejohn。
海岸警卫队的人员被分配到航空队加尔维斯顿的辅助队员在圣哈辛托河上航行的浮标。海岸警卫队照片由Petty Officer 2nd Class Prentice Danner拍摄
来自美国路易斯安那州Dulac的导航团队成员的帮助，整理了一个太阳能电池板，为辅助设备的照明系统充电。美国海岸警卫队照片由Petty Officer第3级Thomas Atkeson拍摄。
美国海岸警卫队的导航中心（NAVCEN）参与了许多对所有美国人都有影响的活动，即使他们没有意识到这一点。
从驾驶员检查其全球定位系统（GPS）的方向到船舶来往美国港口的船只，NAVCEN扮演着看不见但至关重要的角色。
NAVCEN拥有19名军官，17名士兵和19名平民，属于USCG总部海洋运输系统（CG-5PW）主任，是亚历山大港电信和信息系统司令部（TISCOM）基地的租户指挥部， VA。
该中心不断与海岸警卫队部队，总部办公室，政府机构，海事利益相关者和全球GPS用户进行互动。
NAVCEN支持美国航标信息管理系统（USAIMS）和导航信息系统综合辅助系统（Legacy IATONIS）数据库，这些数据库是所有USCG和导航辅助导航辅助设备（ATON）的官方记录。
“我们对美国海岸警卫队维护和管理的48,000名助手，浮标，固定结构进行监督，以帮助为每个人提供安全，通航的水道，”Capt说道.Russell Holmes，NAVCEN司令。 “它们都列在美国航标信息管理系统USAIMS中。”
传统的IATONIS系统生成每周和每年的灯光列表，可从NAVCEN网站下载。 USCG地区办事处使用IATONIS创建每周本地水手通告，可从NAVCEN网站下载。海岸警卫队ATON部队 - 例如内陆水道和远洋浮标 - 使用USAIMS在他们检查和维修时更新辅助设备的状态和状况。海岸警卫队计划将功能从传统的IATONIS系统迁移到USAIMS，为所有ATON活动创建一个集成应用程序。
大多数海员，包括周末游乐船员，都熟悉“船员通知”，几乎每个人都看到过一个灯塔或一个“航行辅助工具”，标记渠道或警告浅滩水。 NAVCEN通过广泛的公共分配系统管理当地通告（LNM）通知，并公布这些通知。
LNM可以警告水手有关危险的信息，例如离站的浮标，熄灭的灯，废弃的船只，或最近更改航海图，以及宣布安全和安保区。随着巴拿马运河的扩大，更大的巴拿马型船舶现在正在东海岸港口停靠，这些港口已被疏浚以容纳它们。这意味着需要使用新深度更新图表，或重新定位导航标记。
“人们可以在NAVCEN网站上报告差异，例如，如果缺少一个结构，或浮标是在车站外，或者灯光昏暗或熄灭，”福尔摩斯说。 “我们将该信息提供给该地区采取行动。当我们得到公众的报告时，我们知道援助工作不正常的最佳方式。
水手和游艇船员也可以使用Coast Guard Boating Safety移动应用程序报告差异。 “我们通过移动应用程序报告的平均每月约15或20个月。他们正在关注。但是人们还没有完全意识到这一点。“
NAVCEN工程部负责人Gene Schlechte表示：“每个地区都与当地的海岸警卫队辅助部门建立了关系，这些辅助设施可以通过船只或空中航行来验证辅助设备。”
NAVCEN与交通部和海运系统委员会合作，该委员会由28个联邦机构组成，负责协调我们的活动，并且是航海未来工作组的一部分。该中心与国家海洋和大气管理局（NOAA），陆军工程兵团和国家地理空间情报局合作，负责沿海，内陆，国际和军事相关的图表。 “我们与这些机构有着密切的关系，”福尔摩斯说。 “陆军工程兵团依靠NOAA的调查船队获取底部轮廓信息; NOAA依靠海岸警卫队获取有关航行视觉辅助设备的最新信息，我们依赖陆军部队获取有关疏浚的信息。“
随着电子图表的出现，可以在几天或几周内制作更新并发送给用户，而不是数月或数年。随着图表的更新，该中心为海岸警卫队的刀具和船只提供最新的电子图表。
全球定位系统
由于海岸警卫队在LORAN和Omega无线电导航系统方面的经验，DOT任命海岸警卫队担任美国政府用于GPS的民用领导，这些系统是当时的地面精确导航和计时系统。现在我们依靠全球导航卫星系统（GNSS），它使用视距无线电传输来提供地理空间位置，包括高度或海拔，以及时间信息。 GPS是美国的GNSS，并使用一组卫星。 GPS不是唯一的全球导航卫星系统。欧盟有伽利略;俄罗斯有GLONASS;中国有北斗系统。还有其他国家运营的区域覆盖范围有限。
在最近组织转向新成立的CG网络司令部之前，NAVCEN管理民用全国差分GPS（NDGPS）系统，该系统采用地面参考站网络来增强卫星信号并广播由指示的位置之间的差异。 GPS卫星系统和已知的固定地面位置，通过计算其自身位置和时间的差分校正。如果任何GPS卫星提供异常性能，DGPS服务还会向用户发出警报。
NAVCEN作为民用GPS服务接口委员会（CGSIC）的副主席和执行秘书处参与，该委员会由DOT CGSIC主持，该组织为民用GPS用户提供美国主要政府接口。 NAVCEN的GPS职责包括接收GPS中断报告并与其他政府机构协调对这些事件的调查。另一个国土安全部实体，国家通信协调中心，是国家网络安全和通信集成中心（NCCIC）的一部分，处理许多商业电话实体和公司。 “他们依靠GPS的计时片，大约80％的用户实际上使用GPS进行极其准确的时间，”福尔摩斯说。
“如果GPS存在问题，人们可以打电话给我们，”福尔摩斯说。 “我们从其他机构收集信息以与公众分享，我们与专家讨论有关如何使用GPS的系统，开发，技术和不同应用的定期会议。这是一个开放的论坛，它基本上是一个免费的目标，任何人都可以提问。“
从弹性的角度来看，虽然我们依赖GPS这么多，如果我们失去GPS或卫星导航，我们仍然在水道中有物理浮标。 “”我们都在驾驶时使用GPS，但我们没有取消高速公路上的所有出口标志，或者道路上的街道标志。因此，我们不仅要将每个浮标从水路中移除，“福尔摩斯说。 “这是另一种情境工具，让您了解自己的位置。”
自动识别系统
AIS是自动识别系统，几乎可以在所有商业船只上找到，包括拖船 - 甚至是一些休闲船只。 AIS使用甚高频（VHF）无线电信号在船舶之间自主交换信息以避免碰撞。 AIS广播有关船型，长度，宽度，吃水等信息。 “AIS使用GPS，因此它可以提供您的位置，航向和速度。在过去，你会使用你的黄色油脂笔，你会在雷达屏幕上做一个情节和一个点，然后等待三分钟再做一个情节，或等待六分钟并使用3分钟或6分钟规则来确定船只的航向和速度，因此你知道船只的距离，以及你是否需要机动以避免碰撞，“福尔摩斯说。 “现在您可以单击一个按钮，然后立即获得所有这些信息。因此，它有助于从海洋安全和导航的角度来看，但它也有助于海洋领域意识，因为我们可以看到哪些船只进出我们的港口，以及它们在哪里过境。它还有助于实现环境合规性，例如我们需要避开露脊鲸或低硫燃料排放要求的区域的速度区。如果我们发现漏油事件，我们可以看到谁在该地区。我们可以从远处观察，只需跟踪AIS的船只运动。这就是为什么NAVCEN可以支持海岸警卫队如此多的任务。
“我们为许多海岸警卫队部队和其他联邦政府机构提供历史数据请求，他们希望在执法视角或海上规划（如风电场布置）等航海规划中跟踪船只时，对船只运动进行分析。”福尔摩斯说。 “AIS让我们更多地了解我们港口内以及河流和水道内的旅行情况，它还有助于我们进行数据分析，以便能够帮助确定陆军部队可能需要更多地挖掘的地方，或者NOAA可能在哪里需要更新图表，因为你总是有水道随着时间的推移而移动，所以你可能有一张显示土地的图表，但现在，通过查看AIS数据，你可以看到一堆船只正在驶过在地图上登陆，但显然他们的龙骨下面有足够的水供他们安全运送。“
可以分析历史AIS数据以通知疏浚或水道变化的决策。 “该中心开发了船舶信息验证服务（VIVS），以提高AIS静态数据的质量，从而改善水道的数据分析和海上安全，”Holmes说。 “我们可以了解趋势如何随着时间的推移而变化，以便能够继续为所有用户提供安全可靠的水路，以便能够进行操作。”
该中心生成热图以显示大规模交通模式。数据可以表示不同的参数或信息，具有不同的颜色以指示交通密度。海岸警卫队可以使用船舶交通热图来按地点或船只类型可视化历史趋势以进行规划。
AIS还帮助港口合作伙伴和指挥中心跟踪海岸警卫队的资产。 “我们教育利益相关者更好地了解不同的资源和资产可用于搜索和救援，环境响应，或仅从海事情境意识的角度来看，”福尔摩斯说。
NAVCEN目前专注于准确的静态数据，例如船只尺寸，以及GPS天线在船上的正确位置。
“飞行员想知道转弯周围船只的正确尺寸，但他们也想知道GPS天线与这些尺寸的关系。当他们在显示器上看到那艘船时，他们看到的是GPS天线的位置。他们希望知道很多船在天线之前，以及它背后有多少船，“施莱希特说。
该中心发现许多船只实际上正在播放不准确的AIS信息。 “我们不相信这是故意的。也许他们在安装转发器时没有输入正确的信息，因此他们甚至没有意识到他们正在播放错误的信息。在NAVCEN，我们与西弗吉尼亚州马丁斯堡的运营支持中心（OSC）合作，以便海员可以访问我们的网站并输入任何船名，它将通过AIS提升他们实际播放的内容，以及我们认为他们应该根据一系列不同的数据库和在海岸警卫队注册的文件及其FCC许可证进行传输。这有助于用户了解他们是否需要更正其信息。如果我们的海岸警卫队检查员正在登船，他们也可以使用海事信息安全和执法（MISLE）系统来查看这些信息，并帮助解决这些差异，“福尔摩斯说。
从长远来看
远程识别和跟踪（LRIT）提供更高水平的海事领域意识（MDA），具有实时报告机制，可监控所有美国国旗船只，无论它们在哪里，以及开往美国港口的国际船只。 LRIT既是美国和国际海事组织（IMO）的要求。它是在AIS之前开发的，虽然AIS是开源的，但LRIT是加密的，并使用铱和INMARSAT设备。施莱希特说：“我们可以使用所有悬挂在美国境内的船只以及距离美国海岸一千英里的所有国际船只。” “这是一个世界范围的系统，因此参与IMO计划的国家可以识别进入其港口的船只以及它们所在的位置。所有LRIT数据都发送给国际海事组织，我们获得了我们有权从国际海事组织收到的信息。“
NAVCEN的LRIT手表目前可监测美国任何海岸1000英里范围内的7000多艘国际船只，以及全球830多艘美国船只。
船舶必须在进入港口前96小时向国家船舶运输中心提供抵达通知，提供有关船只，货物，船员和以前停靠港口的信息。这有助于海岸警卫队决定在进入港口之前登船的船只。
“我们与港口飞行员分享信息，”Homes说。 “他们从船上代理商那里知道他们正在与哪艘船一起工作，如果他们看到一艘船进来他们不打算提供帮助，他们可能会提醒我们，以便我们可以进一步调查。也许我们应该登上这艘船，无论是在海上还是在船坞上，并弄清楚它的业务性质。有时候较大的休闲游艇没有意识到他们应该报告他们正在进港，或者你可能有其他实体没有实际停靠在港口，但是他们只是为了交换机组成员而来乘船，然后他们会再次离开。但大多数人并没有经常宣布这种情况。海岸警卫队每天都与港口飞行员合作，为进出港口的船只提供服务。在某些情况下，在我们为该船提供许可之前，他们不会带船进入。这是一种故障安全，“福尔摩斯说。 “当一些事情看起来不正常时，我们的港口合作伙伴很乐意联系我们。”
根据福尔摩斯的说法，船东正在更积极地确保他们的船舶符合要求，因为他们不希望他们的船只延迟检查。 “如果海岸警卫队在进入港口然后被扣留时发现很多差异，那么它会影响他们卸载和装载货物的能力，以及他们按时到达下一个港口和后续港口的能力。他们可能会占用码头，这对港口也有很大的影响。如果他们在美国被海岸警卫队拘留，可能会影响他们在世界各地其他港口打电话的能力。其他人会查看我们的拘留率和百分比，并可能加强检查。然而，如果你看起来做的是正确的事情而且每次我们加入时都没有任何不足之处，那么我们就会开始更多地谈论我们如何进行更多基于风险的决策，也许我们不会我需要登船并挤压每件救生衣。“
该中心的导航信息服务是一个24/7手表。 “对于任何有导航相关问题的人来说，这就像是一个帮助台，”Schlechte说道。 “但是因为我们总是配备人员，当人们不确定还有谁打电话时，他们会打电话给我们各种关于海岸警卫队的电话。
