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Ein Beispiel in der Sportschifffahrt

GPS Navigation auf See

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Übersicht

● grundlegende Fakten● übliche Bezeichnungen● Genauigkeit● GPS-Nutzung in der Sportschifffahrt● Voraussetzungen● Yacht Navigator Premium (Delius Klasing Verlag)

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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

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übliche Bezeichnungen

Course, Desired Track (DTK) Das ist der Sollkurs, den man anlegen muss, um direkt vom Startpunkt zum Zielpunkt zu gelangen.

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.

Die Bezeichung Heading oder Track (TRK), zu deutsch einfach nur Kurs gibt die Richtung an, in die man sich momentan tatsächlich bewegt.

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.

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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 ± 5 Meter

Schwankungen der Satellitenumlaufbahnen ± 2.5 Meter

Uhrenfehler der Satelliten ± 2 Meter

Mehrwegeeffekt (in engen Schluchten) ± 1 Meter

Störungen durch die Troposphäre ± 0.5 Meter

Rechnungs- und Rundungsfehler ± 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.

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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

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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

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Übersicht - integrierte Seegebiete

Gesamtübersicht der integrierten Seegebiete (Rasterkarten)

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Seekartenübersicht - Bodensee

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Seekarte - Beispiel M24

Ausschnitt Seekarte

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Hafenpläne oder Einzelheiten

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Satelliteninformation

In der Satelliteninformation erhält man die Übersicht welche und wieviele Satelliten gerade empfangen werden.

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Routenplanung

Routenplanung über Wegpunkte

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mitgeschriebene Route

Route nachprotokolliert mittels Wendepunkte aus dem Logbuch

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Beispiel enge Meeresdurchfahrt

Route in einer engen Durchfahrt

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Übersicht

Jake Kavabagh

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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).

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