GPS Navigation auf See Ein Beispiel in der Sportschifffahrt Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 1
Übersicht grundlegende Fakten übliche Bezeichnungen Genauigkeit GPS-Nutzung in der Sportschifffahrt Voraussetzungen Yacht Navigator Premium (Delius Klasing Verlag) Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 2
grundlegende Fakten Global Positioning System ist auch heute noch ein militärisch betriebenes System zur Positionsbestimmung Heute sind mehr als 24 Satelliten in 6 Ebenen in Erdumlaufbahnen (Umlaufzeit von 11h 58min, d.h. jeder Satellit ist in 24h 4 Minuten früher an der gleichen Position auf seiner Umlaufbahn) mind. 3 Satelliten benötigt man zur Positionsbestimmung auf Meereshöhe auf Basis von Laufzeitunterschieden: Stark vereinfacht gesagt sendet jeder Satellit eine Nachricht der Art "Ich bin Satellit Nr. X, meine Position ist gerade Y und diese Nachricht wurde zum Zeitpunkt Z versandt". Durch ständige Auswertung der Satelliteninformationen kann der GPS Empfänger seine aktuellen Position berechnen, sowie weitere Angaben, wie die Geschwindigkeit "ground speed und die Bewegungsrichtung "ground track" Von mir benutzte prima Informationsaufbereitung gibt es bei: http://www.kowoma.de/gps/index.htm Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 3
übliche Bezeichnungen Die Bezeichung Heading oder Track (TRK), zu deutsch einfach nur Kurs gibt die Richtung an, in die man sich momentan tatsächlich bewegt. Unter Bearing (BRG) oder Peilung versteht man die Richtung, in die man von der aktuellen Position aus gehen muss, um zum vorgesehenen Zielpunkt zu gelangen. Versetzung oder XTE (Cross Track Error) - Dies ist der Abstand der eigenen Position in Metern, Kilometer oder Meilen vom geplanten Weg, also von der Verbindungslinie zwischen Start und Ziel. Course, Desired Track (DTK) Das ist der Sollkurs, den man anlegen muss, um direkt vom Startpunkt zum Zielpunkt zu gelangen. Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 4
Genauigkeit In jedem System gibt es Abweichungen und deshalb sollten man auch beim Umgang mit dem GPS System wissen was man tut. Hier einige Fehlerursachen und die möglichen Abweichungen: Störungen durch die Ionosphäre Schwankungen der Satellitenumlaufbahnen Uhrenfehler der Satelliten Mehrwegeeffekt (in engen Schluchten) Störungen durch die Troposphäre Rechnungs- und Rundungsfehler ± 5 Meter ± 2.5 Meter ± 2 Meter ± 1 Meter ± 0.5 Meter ± 1 Meter Insgesamt ergibt sich daraus ein Fehler von ± 12 Metern. Mit aktivierter SA (selectice availability) etwa ± 100 Meter. SA ist seit dem 02.05.2000, 5:05MEZ abgeschaltet Mit Korrektursystemen (WAAS/EGNOS) werden vorallem die Ionosphäreneffekte, Umlaufbahn- und Uhrenfehler reduziert. So kann der Positionsfehler auf etwa ± 3-5 Meter reduziert werden. Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 5
GPS Nutzung in der Sportschifffahrt Amtlich: Der Skipper muß das Schiff sicher führen! Aktuelle Seekarten im Papierformat müssen an Bord sein GPS ist Hilfsmittel, im Zweifelsfall zählen die Papierkarten Sportschiffer nutzen GPS Geräte eingebaut im Schiff, als autonome Handgeräte oder Softwarelösungen mit PDA bzw. Laptop Solange die Navigation mit GPS funktioniert ist die Übertragung der Position in die Seekarten und Logbuch sehr einfach. Softwarebeispiel: Yacht Navigator Premium Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 6
Beispielkonfiguration Hardware: Pentium 233MHz, VGA 800x600 16Bit, 32MB HS, 90MB FP GPS Maus oder Handheld am COM1, CD-ROM zur Installation Stromversorgung für den Laptop 12V Adapter Software: Betriebssystem Windows 95/98/ME/NT4.0/2000/XP Yacht Navigator Premium Elektronische Seekarten für das entsprechende Seegebiet Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 7
Übersicht - integrierte Seegebiete Gesamtübersicht der integrierten Seegebiete (Rasterkarten) Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 8
Seekartenübersicht - Bodensee Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 9
Seekarte - Beispiel M24 Ausschnitt Seekarte Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 10
Hafenpläne oder Einzelheiten Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 11
Satelliteninformation In der Satelliteninformation erhält man die Übersicht welche und wieviele Satelliten gerade empfangen werden. Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 12
Routenplanung Routenplanung über Wegpunkte Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 13
mitgeschriebene Route Route nachprotokolliert mittels Wendepunkte aus dem Logbuch Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 14
Beispiel enge Meeresdurchfahrt Route in einer engen Durchfahrt Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 15
Übersicht Jake Kavabagh Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 16
Backup zur Folie Grundbezeichnungen Course, Desired Track (DTK) oder zu deutsch Sollkurs ist der Kurs, den man anlegen muss, um direkt vom Startpunkt zum Zielpunkt zu gelangen. Anders gesagt gibt dieser Wert die Richtung zwischen der Ausgangsposition und dem Ziel an. Im obigen Beispiel wären das 56. Der Sollkurs verändert sich natürlich nicht, wenn man sich bewegt, sondern nur, wenn man einen neuen Start oder Zielpunkt festlegt. Die Bezeichung Heading oder Track (TRK), zu deutsch einfach nur Kurs gibt die Richtung an, in die man sich momentan tatsächlich bewegt. Dabei ist 0 Norden, 90 Osten, 180 Süden und 270 Westen. Im obigen Beispiel beträgt der Kurs 34. Genau genommen gilt das nicht ganz bei Fliegerei und in der Schiffahrt. Hier bezeichnet nur Track den tatsächlich anliegenden Kurs und Heading bezeichnet die Richtung der Flugzeug- oder Schiffslängsachse, die sich je nach Seitenwind oder Strömungsverhältnissen deutlich vom Kurs unterscheiden kann (Dank für diesen Hinweis an Rolf Loose). Unter Bearing (BRG) oder Peilung versteht man die Richtung, in die man von der aktuellen Position aus gehen muss, um zum vorgesehenen Zielpunkt zu gelangen. Im obigen Beispiel beträgt der Wert für Bearing 76. Die Kursabweichung (Off Course) bezeichnet die Abweichung des aktuellen Kurses vom Sollkurs. Diese Kursabweichung würde im obigen Beispiel 22 nach links (Backbord) betragen. Eine Angabe "Zum Kurs" oder "To Course" würde die Richtung angeben, die man einschlagen muss, um wieder auf Kurs zu gelangen. Dies wäre im obigen Beispiel Richtung Südosten. Gleichzeitig zur Kursabweichung kann man noch die Versetzung oder XTE (Cross Track Error) angeben. Dies ist der Abstand der eigenen Position in Metern, Kilometer oder Meilen vom geplanten Weg, also von der Verbindungslinie zwischen Start und Ziel. Manchmal taucht noch die Bezeichung "gutgemachte Geschwindigkeit", Vektorgeschwindigkeit zum Ziel oder VMG (Velocity Made Good) auf. Dies ist die Geschwindigkeit, mit der man sich dem Ziel längs des Sollkurses nähert und ist am Besten grafisch zu erklären. Wenn man sich (erste Zeichnung) exakt auf Sollkurs befindet, so ist die gutgemachte Geschwindigkeit gleich der tatsächlichen Geschwindigkeit. Je mehr der aktuelle Kurs vom Sollkurs abweicht, desto geringer wird die gutgemachte Geschwindigkeit, bis sie Null wird, wenn man sich rechtwinklig zum Sollkurs bewegt. Die gutgemachte Geschwindigkeit dient dem GPS-Gerät im übrigen auch zur Berechnung der ungefähren Dauer, die man noch bis zum Erreichen des Ziels braucht (ETA = Estimated Time of Arrival). Andre Daubitz, 10.02.2007 GPS Navigation in der Sportschifffahrt 17