GPS_cz2.pdf

Roch Wrblewski (rowro@poczta.onet.pl)

GPS w praktyce

Cz. 2. Trasy i punkty drogi

W pierwszej części cyklu opisano podstawowe pojęcia opisujące wskazania odbiornika GPS, ich

dokładność oraz sposb zapisywania. W niniejszym odcinku zostanie opisane wykorzystanie

odbiornika GPS do prowadzenia nawigacji według punktw drogi i trasy, a także możliwości użycia w

miejscach trudnych nawigacyjnie.

Nawigacja według punktw drogi i trasy

Trasa punktw drogi składa się z co najmniej dwch punktw drogi WPT: początkowego i końcowego;

pomiędzy nimi mogą być umieszczone punkty pośrednie. Aby ułożyć trasę, w pamięci odbiornika

należy umieścić odpowiednie WPT albo wybrać je spośrd już wprowadzonych. Pamiętamy, że część

trasy znajdująca się w pobliżu naszej aktualnej pozycji to aktywny odcinek trasy Î ten, ktry właśnie

wykorzystujemy do prowadzenia nawigacji. W odniesieniu do tego odcinka mwimy o punkcie

startowym i punkcie docelowym . Z chwilą aktywacji innego odcinka, będzie to inna para punktw,

Dobr WPT trasy . Poszczeglne odcinki powinny być tak dobrane, aby zapewnić sensowną

odległość od niebezpieczeństw (zależnie od charakterystyki jachtu i prędkości oraz warunkw, około

0.1 Î 0.2 M: powinno to zapewnić wystarczającą przestrzeń np. w razie awarii steru lub napędu). WPT

definiujące węzły trasy powinny Î o ile to możliwe Î leżeć na bezpiecznej wodzie. WPT nie powinny

leżeć zbyt blisko siebie Î zastosujemy wwczas inną technikę nawigacji. Położenie WPT powinno być

zgodne z prawem drogi Î jeśli to możliwe, należy trasę poprowadzić po właściwej stronie drogi, albo Î

jeśli trasa wiedzie środkiem kanału, podczas nawigacji należy utrzymywać pozycję po odpowiedniej

stronie, kontrolując m.in. XTE. Jeśli na trasie występują ostre zakręty, należy zachować odpowiednią

odległość od niebezpieczeństw leżących wewnątrz łuku (np. nagłe pojawienie się innej łodzi zza

zakrętu może zmusić do zaciśnięcia łuku albo przejścia na drugą stronę przed dziobem. WPT nie

powinien leżeć w miejscu, w ktrym na przedłużeniu odcinka trasy znajduje się niebezpieczeństwo:

jeśli zbyt długo utrzyma się poprzedni kurs i minie WPT, wejdzie się na nie. Jeśli tylko to możliwe,

WPT powinien być weryfikowalny innymi metodami, np. poprzez nabieżnik, sektor światła,

charakterystyczny obiekt na lądzie, etc. Nabieżnik może być wyznaczony rwnież przez prostoliniowy

odcinek sieci elektrycznej, drogę, dwa charakterystyczne obiekty, linie brzegowe lądu lub wysp itp. W

miarę możliwości należy tak dobrać WPT, aby odcinek trasy widł wzdłuż linii pozycyjnej (np. stałej

głębokości). Jeśli WPT jest np. pozycją stawy, należy szczeglnie uważać w jej pobliżu: nie chcemy

przecież wpłynąć dokładnie na tą pozycję; ponadto wiele innych łodzi może wybrać to miejsce.

Podobnie, wykorzystanie publikowanych WPT może spowodować lokalne ÒzagęszczenieÓ ruchu.

Jeśli dobr WPT spełniający powyższe kryteria jest utrudniony, w opisie trasy należy zapisać uwagi o

możliwym sposobie nawigowania i niebezpieczeństwach.

Pamiętajmy, że tylko niektre WPT przeznaczone są do bezpośredniego wykorzystania jako część

trasy, tj. nawigator zakłada przejście przez WPT: dotyczy to zwłaszcza publikowanych zbiorw WPT.

WPT odejścia . Zazwyczaj analogiczny do WPT podejścia; w tym przypadku pozwala na

wykorzystywanie wszystkich wielkości podawanych przez GPS, jak np. XTE i BRG; w przeciwnym

wypadku wielkości te byłyby zależne od przypadkowej pozycji, w ktrej włączono odbiornik albo w

ktrej aktywowano GO TO.

WPT niebezpieczeństwa . Punkt drogi może wyznaczać bezpieczną drogę omijającą

niebezpieczeństwo, np. mielizny, kamienie, strefy zakazane itp. Obydwa odcinki wiążące taki WPT z

sąsiednimi WPT powinny być wolne od niebezpieczeństwa. Należy też rozumieć, w jakiej odległości

od niebezpieczeństwa umieszczony jest WPT i odcinki trasy. Zbyt mała odległość niepotrzebnie

naraża jacht, zbyt duża wydłuża przejście. Odległość wystarczająca w danych warunkach może być

niebezpieczna w innych (kierunek wiatru, stan morza, widzialność, zanurzenie jachtu,

manewrowalność w danych warunkach, osiągane prędkości, możliwość napotkania sieci etc.).

Odcinek pilotowy . W wielu miejscach (np. kanał, cieśnina) nie ma sensu wyznaczanie szczegłowej

trasy. Należy wwczas zdefiniować WPT wejścia i wyjścia, natomiast odcinek ten traktować jako

pilotowy i prowadzić nawigację innymi metodami. Piloci samolotw określają takie okoliczności jako

przejście z IFR (instrument flight rules) do VFR (visual flight rules).

WPT zmiany kursu . W miejscach, w ktrych stosuje się odcinki pilotowe, można pomocniczo

korzystać z WPT oznaczających miejsca zmiany kursu. Oczywiście decyzje o zmianie kursu

Roch Wrblewski (rowro@poczta.onet.pl)

podejmujemy na podstawie informacji wizualnych, jednakże WPT pomaga jako sposb upewnienia

się, że w tym właśnie miejscu powinniśmy skręcić (np. rozgałęzienia co kilka kabli w szkierach).

Ponadto, WPT zmiany kursu będą dość typową częścią trasy, oznaczając zmianę kursu wymuszoną

kształtem wybrzeża, przed przecięciem TSS itp.

Podejście do lądu . W niektrych okolicznościach WPT podejściowy lepiej umieścić nie bezpośrednio

w miejscu do ktrego zmierzamy, ale w pewnej odległości wzdłuż wybrzeża. Jeśli np. podchodzimy

zawsze przy tym samym stanie prądu pływowego, zazwyczaj lepiej gdy celujemy w punkt położony

pod prąd: przy większym znosie mielibyśmy być może trudności z podejściem do wejścia pod prąd.

Rwnież jeśli mogą wystąpić warunki pogorszonej widoczności, o ile to możliwe lepiej korzystać z linii

pozycyjnej z głębokości niż wchodzić bezpośrednio według WPT. WPT podejścia do lądu powinien

być weryfikowalny (często jest to np. znak bezpiecznej wody albo początek farwateru; ważne jest też

sprawdzenie znakw nawigacyjnych i charakterystycznych obiektw na lądzie (latarnie i inne światła,

maszty, wieże, etc.). Zazwyczaj WPT podejścia do lądu będzie leżał w pewnej od niego odległości i

będzie się wiązać ze zmianą sposobu nawigacji: odejściem od nawigacji opartej głwnie na GPS i

rozpoczęciem nawigacji pilotowej.

WPT wejścia . GPS pełni tu rolę pomocniczą: należy rozumieć, że promień błędu może spowodować,

że rwnie prawdopodobnie popłyniemy po właściwej, jak i niewłaściwej stronie pławy. GPS powinien

jednak pełnić rolę weryfikacyjną w stosunku do podstawowych metod nawigacji, a także pomc w

sytuacjach nadzwyczajnych. Mimo tego nie należy poddawać się fałszywemu poczuciu

bezpieczeństwa w niesprzyjających warunkach i w razie konieczności zrezygnować z wejścia!

Możliwe jest także inne wykorzystywanie narzędzia, jakim są waypointy. Nawigatorzy zawsze

korzystali z oznaczeń wybranych pozycji Î dawniej tylko poprzez znaki nawigacyjne, obecnie rwnież

poprzez WPT. Stąd WPT może oznaczać pozycję znaku nawigacyjnego (niektrzy preferują WPT

położony w pewnej odległości obok znaku, aby nie zderzyć się z punktem drogi :-) ). Taki WPT

czasem może być wykorzystywany bezpośrednio (np. podejście w stronę latarni morskiej Î

postępujemy tak, jak wwczas, gdy korzystamy z latarni wizualnie: w pewnej odległości należy

zmienić kurs; w tym celu można wwczas skorzystać z funkcji proximity WPT ). Czasem ma tylko

pomc w identyfikacji ważnego znaku: przydaje się to m.in. wwczas, gdy istnieje możliwość

korzystania z radaru.

Weryfikacja trasy . Typowe błędy to niewłaściwa kolejność doboru WPT, błędnie wprowadzone WPT,

czy niewłaściwie dobrane WPT. Można to zweryfikować poprzez rysunek trasy na mapie i porwnanie

zmierzonych odległości i kursw poszczeglnych odcinkw trasy z wielkościami obliczonymi przez

odbiornik GPS. Przy okazji należy zweryfikować poprawność doboru WPT Î czy trasa jest optymalna

z punktu widzenia bezpieczeństwa.

Włączenie się do trasy . Jeśli zastosujemy prostą nawigację GO TO WPT, aktywny odcinek tworzony

jest w momencie aktywacji Î od aktualnej pozycji traktowanej jako pozycja startowa, do punktu

docelowego. W przypadku nawigacji w oparciu o trasę, wszystkie odcinki są już zdefiniowane poprzez

pary WPT. Należy więc rozumieć, co wybierze odbiornik GPS w momencie uaktywnienia trasy.

Zazwyczaj odbiornik analizuje aktualną pozycję w chwili aktywacji trasy i wybiera najbliższy jej odcinek

trasy jako odcinek aktywny. Oznacza to, że możliwe jest włączenie się do trasy rwnież w jej

środkowej części. Wskazania (np. XTE) odnoszone są do oryginalnych odcinkw.

Inne, czasami spotykane sposoby, są analogiczne do GO TO WPT, tzn. w momencie aktywacji

definiowany jest aktywny odcinek od aktualnej pozycji do najbliższego WPT należącego do trasy.

Wskazania mogą być mylące: np. XTE = 0, mimo że aktualna pozycja mogła być odległa od

oryginalnej trasy. Ponieważ tak zdefiniowany odcinek może być niebezpieczny, metoda ta wymaga

uwagi przy włączaniu się do trasy.

Generalnie, przy włączeniu się do trasy bezpośrednie wykorzystanie BRG musi być poprzedzone

sprawdzeniem mapy.

Obsługa trasy . Możliwe są zazwyczaj rżne czynności, takie jak: odwrcenie trasy, wstawienie

innego WPT, usunięcie WPT, wybr WPT (odcinka trasy), podmiana WPT na inny, zawieszenie lub

rezygnacja z trasy (np. dla zawinięcia do portu) itp. Należy sprawdzić, jak te czynności wykonuje się w

przypadku właśnie używanego odbiornika GPS.

Przybycie do WPT . Odbiornik GPS korzysta z wielu algorytmw pozwalających uznać, że należy

uaktywnić następny odcinek trasy z następnym pośrednim WPT docelowym. W trakcie nawigacji w

pobliżu WPT należy być uważnym i w szczeglności niekoniecznie opierać się tylko na wskazaniach

BRG. W pobliżu WPT Î nim system uaktywni następny odcinek trasy Î namiar zacznie się szybko

zmieniać. Uaktywnienie następnego WPT może nastąpić w pewnej odległości od położenia

Roch Wrblewski (rowro@poczta.onet.pl)

pożądanego punktu zwrotu: natychmiastowe przejście na nowy kurs może prowadzić w stronę

niebezpieczeństwa (np. WPT jako punkt zwrotu w ciasnym przejściu). Należy wwczas raczej

utrzymać poprzedni kurs i zmienić dopiero wwczas, gdy XTE (obliczony już względem nowego

aktywnego odcinka trasy) będzie rwny zero, albo BRG będzie rwny DTK.

WPT1

Jacht utrzymuje kurs

i wykonuje zwrot gdy

XTE = 0 albo BRG = DTK

Aktywacja następnego

odcinka trasy

BRG na

następny WPT

DTK

WPT3

Ze względu na te problemy, należy raczej unikać wstawiania WPT w miejscach trudnych

nawigacyjnie. Np., zamiast umiejscowienia w samym środku wejścia do kanału albo cieśniny, WPT

może leżeć w pewnej odległości od wejścia tak, aby raczej odcinek trasy, a nie punkt definiował

sposb nawigacji w takim miejscu. Niestety, nie da się tego uniknąć w miejscach wymagających

znacznej zmiany kursu.

Opis punktw drogi i trasy

Planowanie trasy w odniesieniu do praktycznego zastosowania GPS to przede wszystkim dobr

kluczowych pozycji jako punktw drogi WPT. Pozycje te mogą być odczytane z mapy lub z locji,

wybrane spośrd WPT zapisanych wcześniej lub ze spisu WPT.

Wybrane punkty drogi nanosimy na mapy i wprowadzamy do pamięci GPS. Dobrze jest prowadzić

spis WPT (może być na papierze, a może być w specjalnym programie do tego przeznaczonym), w

ktrym zapisane będą informacje ktre nie mieszczą się w pamięci GPS.

Zapisane WPT układamy następnie jako trasę. Podajemy kolejność WPT; wwczas GPS sam wyliczy

kursy i odległości pomiędzy nimi. Wskazane jest narysowanie tej trasy na mapach. Dobrze jest

prowadzić opis trasy, w ktrym zapiszemy dodatkowo informacje nie mieszczące się w pamięci GPS.

Jeśli nasz GPS nie jest wyposażony w elektroniczną mapę, ale ma ekran 'mapy' pokazujący ruch

względem punktw drogi i trasy, możemy też wprowadzić do pamięci (jako WPT, ale nie

wykorzystywane w trasie) pozycje charakterystyczne, np. latarń morskich, wież radiowych itp.

Omyłki przy wprowadzaniu danych to jedna z najczęstszych przyczyn błędw nawigacyjnych.

Włączenie WPT do trasy daje odległość i kurs wyliczony przez GPS na podstawie wprowadzonych

wspłrzędnych: jeśli zgadzają się one z kierunkiem i kursem odczytanymi z mapy pomiędzy

naniesionymi WPT, daje to szybkie i niezależne sprawdzenie poprawności wprowadzenia pozycji

WPT.

Spis punktw drogi WPT.

Kod : identyfikuje WPT w zapisach i na wyświetlaczu

Nazwa i opis : zawiera istotne informacje (np. odległość i namiar do głwek portu , opis tych głwek)

Pozycja z mapy : wraz z użytym Chart Datum

Pozycja z morza : wraz z użytym Chart Datum (do weryfikacji czy zgadza się z pozycją odczytaną z

mapy; pozycja WPT odczytana faktycznie w morzu)

Mapa : numer mapy, na ktrej znajduje się WPT

Weryfikacja : wszystkie informacje potrzebne do weryfikacji pozycji innymi sposobami, np. odległości i

namiary na stałe znaki nawigacyjne, ukształtowanie brzegu, nabieżniki itp. Jeśli informacje te są na

Roch Wrblewski (rowro@poczta.onet.pl)

mapie, wystarczy odnośnik dla przypomnienia; jeśli są porozrzucane w rżnych źrdłach, lepiej je

zebrać tutaj wraz z odnośnikami)

UWAGA . Punkty drogi zbierane w morzu są niezależne od użytego Chart Datum, gdyż odnoszą się

bezpośrednio do fizycznego położenia. Będą odpowiednio przeliczane przy każdorazowej zmianie

ustawień Chart Datum w konfiguracji odbiornika. Jednak porwnując je z mapą, należy posługiwać się

takim samym Chart Datum co na mapie.

Opis trasy.

Odległość : pomiędzy kolejnymi WPT trasy

Kurs : pomiędzy kolejnymi WPT trasy

Ograniczenia : np. maksymalna wielkość XTE (przykład: trasa wzdłuż Wysp Fryzyjskich ograniczona

przez TSS)

Punkty charakterystyczne : np. opis wymalowania latarni morskiej, kształtu stawy - jeśli nie jest to

szybko dostępne (albo odnośnik); kształt i kolor budynkw i skał itp.

Zapisy prowadzone w trakcie realizacji trasy.

Czas przybycia do WPT : można też zapisać w dzienniku

Odczyt logu w WPT : można też zapisać w dzienniku.

W przypadku wystąpienia błędw zapisy te pomogą w ich weryfikacji.

Nawigacja w trudnych miejscach

Nawigacja przybrzeżna w trudnych miejscach nie powinna być prowadzona wyłącznie w oparciu o

GPS. Będzie on jednak pełnił ważną rolę pomocniczą, jako dodatkowy system nawigacyjny

umożliwiający wzajemną weryfikację rżnych metod.

Można przyjąć następującą rozsądną regułę: dopki dysponujemy przestrzenią morską wystarczającą

do zaplanowania trasy wraz ze strefą bezpieczeństwa (około 0.1 Î 0.2 M od niebezpieczeństw, w

zależności od jachtu i warunkw) oraz nie ma innych przeciwwskazań (zwłaszcza ograniczona

widoczność), możemy prowadzić nawigację w oparciu o GPS. W innych przypadkach GPS będzie

pełnił rolę ograniczoną: jeśli strefa bezpiecznej wody kurczy się i pozostaje strefa błędu wraz ze strefą

bezpieczeństwa, GPS nadal jest użyteczny, ale nawigacja opiera się przede wszystkim na wzroku.

Jeśli strefa bezpieczeństwa nie istnieje, pozostaje wolny obszar o wielkości porwnywalnej z

wielkością obszaru błędu i GPS pełni okazjonalnie rolę pomocniczą.

Promień

błędu

Strefa

bezpiecznej

wody

Strefa

bezpieczeństwa

Bezpieczna

wielkość XTE

W trudnych miejscach nawigator przede wszystkim musi być pewien że znajduje się w bezpiecznej

strefie. Ponadto może się zdarzyć, że nanoszenie pozycji i/lub sprawdzanie mapy jest utrudnione lub

niemożliwe w danej chwili. W takich przypadkach sporządzamy szkic nawigacyjny na ktrym

naniesione są te elementy nawigacji, ktre są w danych warunkach ważne. Szkic ten może być

umieszczony na mapie albo na kartce papieru do wykorzystania w kokpicie.

Roch Wrblewski (rowro@poczta.onet.pl)

Wykorzystanie XTE

Punkt

docelowy

Odległość 3.25 M, kurs 090 o , XTE < 0.5 M

Praktyczne zastosowanie GPS w tych okolicznościach to przede wszystkim wykorzystanie XTE, BRG i

DST. O ile to możliwe, WPT należy tak dobrać aby sternik mgł się kierować na widoczny obiekt, np.

skalisty przylądek czy komin.

Korzystając z XTE dla całej trasy, należy wybrać najmniejszą wartość alarmu XTE spośrd

poszczeglnych odcinkw (z zachowaniem marginesu bezpieczeństwa np. 0.1 M Î 0.2 M), gdyż

rekonfiguracja pomiędzy odcinkami niepotrzebnie komplikuje obsługę odbiornika. Informacje o

rżnych wielkościach dopuszczalnego XTE należy nanieść na plan i/lub szkic nawigacyjny.

Strefa bezpieczeństwa dla XTE oznacza, że pomiędzy maksymalnym zaplanowanym XTE a

niebezpieczeństwem odległość jest nie mniejsza od przyjętego marginesu.

Bezpieczna

wielkość XTE

Wykorzystanie BRG

Punkt

docelowy

< 100 o

Odległość 3.25 M, kurs 090 o

> 075 o

Bezpieczna wielkość BRG

5 o (10 o w trudnych warunkach)

od niebezpieczeństwa

Należy podkreślić, że najpewniejsze wyniki daje wykorzystanie stałych znakw nawigacyjnych

(zwłaszcza nabieżniki), a także naturalnych elementw brzegu, o ile są łatwo rozpoznawalne.

Wszystkie te metody powinny być przez nawigatora wzajemnie konfrontowane. Szczeglnie

interesujące jest jednoczesne wykorzystanie GPS i radaru do nawigacji [ale o tym kiedy indziej :-) ].

Przykład szkicu nawigacyjnego na mapie znajduje się na poniższym rysunku.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: