2. GPS与DR船位偏差超限的报警阈值验证
为什么“偏差超限报警”需要验证阈值
ECDIS 同时接收 GPS 船位与 DR（推算船位）时，会持续比较两者差值。差值超过设定阈值并持续一定时间后触发“位置偏差超限”报警。阈值过小会在 GPS 正常抖动或 DR 短时漂移时频繁误报；阈值过大则 GPS 真实失效（如多路径、欺骗、天线故障）时可能漏报。本例用可控的位置偏差注入，验证阈值与延时参数是否匹配本船实际航行条件。
验证前先明确参照约定：以 ECDIS 显示坐标为基准，偏差量取 GPS 船位与 DR 船位的平面距离 Δd = √(ΔN² + ΔE²)，单位米；报警判定采用“偏差 ≥ 阈值且持续 ≥ 延时”双条件。示例船设定：航速 12 kn（约 6.17 m/s），DR 推算误差按航速的 2% 估算，即约 0.12 m/s 累积漂移。
阈值参数与注入用例设计
先在 ECDIS 的“位置监控/偏差报警”设置项中确认可调参数：偏差阈值（米或海里）、持续延时（秒）、是否启用 DR 比较。示例采用阈值 200 m、延时 10 s，覆盖“刚好低于、刚好等于、明显高于”三类边界，并叠加短时脉冲以检验延时条件。
| 用例 | 注入 Δd | 持续 T | 预期结果 | 验证目的 |
|---|---|---|---|---|
| U1 | 100 m | 30 s | 不报警 | 低于阈值，确认无误报 |
| U2 | 200 m | 30 s | 报警 | 等于阈值，确认边界判定 |
| U3 | 400 m | 30 s | 报警 | 明显超限，确认可靠触发 |
| U4 | 400 m | 5 s | 不报警 | 超限但不足延时，确认延时生效 |
| U5 | 400 m | 10 s | 报警 | 延时边界，确认计时起点 |
注入方式：在 GPS 模拟器或 ECDIS 测试接口中，对 GPS 船位叠加固定北向/东向偏移（如 ΔN=300 m、ΔE=265 m，合成约 400 m），保持设定时长后恢复。每次注入前记录 DR 与 GPS 的初始差值，注入后记录报警出现时刻，与注入起始时刻之差即为实际响应延时。
执行与结果判读
- 将 ECDIS 置于测试/回放模式，确认 GPS 与 DR 均正常输入，初始偏差接近 0。
- 按 U1～U5 顺序注入，每次注入后等待至少 60 s 再恢复，避免上一次报警状态残留影响下一次判定。
- 记录：报警是否出现、出现时刻、报警时的 Δd 显示值、恢复后报警是否自动消除。
- 判读：U1、U4 应无报警；U2、U3、U5 应报警。若 U2 不报警，说明阈值判定用了“>”而非“≥”或存在额外死区；若 U4 报警，说明延时未生效或计时被短脉冲重置逻辑错误；若 U3 不报警，属漏报，需检查阈值是否被误设过大。
延时条件通常要求偏差“连续”超限。若注入过程中偏差短暂回落到阈值以下，计时会重置，这属于正常设计，验证时应保持注入幅度稳定，避免把计时重置误判为漏报。
阈值设定需结合本船 DR 精度与航区。开阔水域可适当放宽以减少误报；狭水道、靠泊段应减小阈值并缩短延时，但不得小于 GPS 正常抖动与 DR 短时漂移的合成量，否则会持续误报。
阈值合理性判定表
| 观察现象 | 可能原因 | 调整方向 |
|---|---|---|
| 正常航行频繁报警 | 阈值低于 GPS 抖动+DR 漂移合成量 | 适当增大阈值或延长延时 |
| 明显超限仍不报警 | 阈值过大、延时过长或 DR 比较未启用 | 减小阈值/延时，确认比较功能开启 |
| 短脉冲即报警 | 延时参数为 0 或未生效 | 设置合理延时并复测 U4 |
| 恢复后报警不消除 | 报警需人工确认或复位逻辑 | 按设备说明执行确认/复位并记录 |
完成 U1～U5 且结果与预期一致后，记录最终采用的阈值与延时参数，作为本船 ECDIS 偏差报警配置依据；若边界用例结果不符，先修正参数再复测，直至误报与漏报均被排除。