Bestemmelse av kurs - GPS

[Laholm]

På GPS er det som kjent en funksjon COG (Course over Ground) Når jeg svinger, tar det noen sekunder før GPS viser den kursen jeg holder. Jeg forstår det slik at COG angis ved hjelp av en utregning basert på flere poisjoner.

 

Er det noen som vet hvor mange posisjonsangivelser som brukes for å angi COG, og hvor lang tilbake i "historien" maskinen går i denne utregningen? Er dette standardisert, eller varierer det mellom ulike produsenter av GPS?

[TideRace]

COG betyr som du skriver "Course Over Ground" og er best oversatt med uttrykket "Beholdt kurs", dvs den kurs båten har i øyeblikket.

Når du svinger skal en rask gps klare å "svinge med baugen" (forutsatt at båten har fremdrift) og går du stabilt forover skal COG vise din aktuelle kurs i forhold til angitt kompassretning.

 

En GPS trenger normalt kontakt med 3 satelitter for å gi deg en posisjon.

Det samme gjelder COG, den vil vises nøyaktig dersom du har 3 "fixer" eller flere.

Som regel vil du ha kontakt minst 5-6 satelitter dersom du har en antenne som står fritt,

så dette er sjelden eller aldri noe problem.

 

Det er ikke "historiske data" som beregner COG, her blir alle logaritmer utført i sanntid

ut fra løpende mottatte gps-signaler.

 

De matematiske tabellene og logaritmene som ligger til grunn for posisjonsberegningen,

er like uansett hvilken type gps du har.

Imidlertid kan antenner, elektronikk, kvalitet, osv variere stort, så dette betyr ikke at en "gps er en gps".

Man får som regel hva man betaler for her som ellers.

Redigert 16.Mai.2007 av Phoebe (see edit history)

[Sydvesten]

Det er ikke "historiske data" som beregner COG, her blir alle logaritmer utført i sanntid

ut fra løpende mottatte gps-signaler.

Stemmer dette da....

Skal en kunne beregne en kurs (som er linje) så trenger i allefall 2 punter på en linje tatt med en delta t (tidsdifferanse) mellom hver av dem. Det er riktig at gps beregner posisjonen i sanntid, men skal den kunne gi en kurs som er retning så trengs det minst to punkter.. Det betyr etter mitt syn at gps'en nødvendigvis må benytte et tidligere bergnet punkt pluss det som er i sanntid... Tolker jeg Laholm rett så spør han om hvor langt tilbake i tid gps'en henter informasjon for å beregne kursen

[roaldbj]

Min erfaring med GPS i båt er at det varierer betraktelig hvor fort COG oppdateres.

 

Det GPS systemet som er "senest" og minst påvirkelig av hurtige endringer som kan skyldes bruk av at eksempelvis en ny satelitt blir registrert som "hovedsatelitt", er uten tvil GPSen med RAIM håndtering av signalene som brukes i AISen ombord. RAIM har jeg forstått er utviklet for å stabilisere posisjonsangivelser.

 

Dernest ser jeg at GPSen knyttet til navigasjonssystemet er atskillig raskere, mens en GPS knyttet til VHFen avlest med hyperterminal gir mer og mindre kontinuerlig endring av COG når jeg eksempelvis ligger i ro eller seiler i en del bølger.

 

Dersom man kjører med rimelig fart (mindre enn 20 knop) har vel ikke 1 el 2 sek oppdatering av posisjon på GPS de store forskjellene på COG beregningene. Antar at noen GPSer har innebygde algoritmer for beregning av ROT og derigjennom COG, men dette kan jeg ikke n oe om.

 

 

Jeg pleier noen ganger å sjekke forskjellen på GPSene ombord ved å kjøre i kjent retning (i Oslofjprden hos meg ved Son har jeg gode overrettere rett nord), deretter dreier jeg hardt SB eller BB 90 grader og leser av hvor lang tid det tar før COG endrer seg på korrekt COG i de tre systemene.

 

Alle uttestingene mine av COG er gjort under stille værforhold - jeg vet ikke hvordan de tre systemene håndterer store bølger og ugjevn kurs grunnet dette.

 

De fleste erfaringene har jeg med GPSen og navigasjonssystemet - her ser jeg at COG er stabil selv om båten beveges mye av bølger og vind.

[Laholm]

I forbindelse med standardisering av overføring av data fra bil til nødsentral røk jeg opp i en diskusjon om dette med representanter for det franske transportministeriet i går. De hevdet, med støtte fra et firma som har laget noe de kaller et system for forbedring av kursangivelsen, at den kurs man får ved å bruke de par-tre siste posisjonene kan bli alldeles feil, særlig i lav hastighet. Dette fordi det vil være så kort avstand mellom de angitte posisjonene at den mulige feilen på GPS (opp til 150 meter ble brukt av dem som grenseverdi) gjør at den kursen man får oppgitt blir helt tilfeldig.

 

Nå er jeg notorisk skeptisk til argumentasjon av denne typen som fremføres av representanter som potensielt kan få store inntekter på å ha rett. Det er imidlertid ikke min erfaring at den angitte COG endrer seg så lenge jeg går rett frem, selv om jeg går svært langsomt. Av dette følger at jeg innbiller meg at GPS'en min, dersom våre franske venner har rett, må bruke mer enn de to siste posisjonene for å beregne kursen.

 

Selvsagt beveger biler seg i mer uryddige omgivelser enn det de fleste av oss gjør med båt, men jeg mener det er nok overføringsverdi til ikke å legge denne kjeden på OT.

 

Jeg tror nok Sydvesten har rett i at det må være noe historikk her, utfordringen for oss er å finne ut hvor mye historikk vi skal legge inn (biler skifter kurs oftere enn båter gjør).

 

Roaldbj: Kan du forklare til oss enkle sjeler hva som ligger i forkortelsene RAIM og ROT?

[roaldbj]

RAIM er bl.a. utviklet for å gi gode posisjonsbestemmelser til AIS systemet ombord i skip.

 

En grei fremstilling er i:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/RAIM

 

Siterer fra den første setningen i Wikipedia:

 

RAIM is the abbreviation for Receiver Autonomous Integrity Monitoring, a technology developed to assess the integrity of Global Positioning System (GPS) signals in a GPS receiver system. It is of special importance in safety-critical GPS applications, such as in aviation or marine navigation.

 

For min egen AIS er følgende opplyst:

 

ProAIS-B has an internal high performance 16-channel RAIM DGPS receiver, ready for SBAS

services (WAAS, EGNOS and MSAT).

 

Det er en forutsetning for godkjenning av AIS enten klasse A eller B at den er utstyrt med RAIM GPS. Denne vil ikke gi hopp i posisjoner som kan skyldes vår egen bevegelse i forhold til satelittene, eller satelittenes bevegelse i forhold til oss.

 

 

ROT er et "gammelt" begrep innen navigasjon - og står for Rate Of Turn, eller svingehastighet uttrykt i forhold til en tidsenhet.

 

Man kan svinge 30 grader både hurtig og sakte, og ROT angir svingehastigheten. Særlig på store og tunge skip som beveger seg i sterk støm og med mye vind er det viktig å ha informasjon om svingehastigheten.

 

Noe info om ROT her:

 

http://www.tc.gc.ca/marinesafety%5CTP%5CTp...C14standard.htm

 

 

Denne er kanskje bedre:

 

http://en.wikipedia.org/wiki/ROT

 

hvor jeg siterer:

 

 

This article is about aviation. For broadcast, see Recording of Transmission.

The aviation term ROT stands for rate one turn, also known as a standard rate turn. All aircraft must be able to perform a standard rate turn.

A standard rate turn for light airplanes is defined as a 3° per second turn, which completes a 360° turn in 2 minutes. This is known as a 2-minute turn, or rate one (= 180°/minute).

For heavy airplanes a standard rate turn is a 4-minute turn,

 

Dette var litt i all hast.

[TideRace]

Det er riktig som Sydvesten sier at noen gps`er bruker historiske (de siste leste) posisjonsdata.

Imidlertid er ikke dette alle, og eldre gps`er har som regel ikke denne egenskapen.

 

Gps`er har ofte avanserte filtersystemer som har til oppgave å stabilisere gps-angivelsen.

Disse benytter "historiske" data for å teste logikk.

Disse leser den siste angitte rekken med posisjonsangivelser og sammenligner nye mottatte data med disse.

Dersom de siste mottatte data er logiske i forhold til den nylig mottatte, benyttes den.

Hvis ikke, forkastes dataene.

Kalmanfilter-teknologien er eksempel på dette.

RAIM som Roaldbj nevner over, er en tilsvarende, men annen teknologi.

Som eksempel: Er du i Oslofjorden og har mottatt stabile signaler på denne posisjonen,

vil et feil mottatt signal som forteller at du er på Hardangervidda bli forkastet og underkjent.

 

Gode gps`er har ofte en eller annen form for konsistensberegning av denne typen,

og som skal garantere for at kun gyldige data går videre til kursberegning.

 

Dette er imidlertid ikke noe som automatisk finnes på alle gps`er

og derfor mener jeg det er galt å si at gps bruker historiske data for å beregne COG.

Denne egenskapen tilhører som regel "options" som mer avanserte mottagere

er besittelse av og som ikke er standardisert.

 

Derfor kan det være en fordel å legge litt ekstra i en gps som f.eks. har Kalmanfilter,

fremfor å velge de billigste og enkleste på markedet.

Redigert 16.Mai.2007 av Phoebe (see edit history)

[SveinHa]

Det er riktig som Sydvesten sier at noen gps`er bruker historiske (de siste leste) posisjonsdata.

Det er absolutt riktig. En GPS har ingen aning om himmelretninger så lenge den ligger i ro. Så snart den begynner å bevege seg skjønner den at "nå har jeg beveget meg fra punkt A til punkt B og da regner jeg ut at jeg beveger meg i retning nnn grader og det kan jeg vise på en kompassrose". At der brukes diverse filterteknikker med mer eller mindre fornuftige navn for å bedre nøyaktighet og pålitelighet kan ikke skjule dette prinsipp.

[Messy]

COG betyr som du skriver "Course Over Ground" og er best oversatt med uttrykket "Beholdt kurs", dvs den kurs båten har i øyeblikket.

Når du svinger skal en rask gps klare å "svinge med baugen" (forutsatt at båten har fremdrift) og går du stabilt forover skal COG vise din aktuelle kurs i forhold til angitt kompassretning.

 

COG er ikke nødvendigvis fartøyets kompasskurs. Det som beregnes er i vilken retning GPS mottagerens antenne beveger seg relativt til fast grunn. Dersom fartøyet 'sladder' i en krapp sving vil kompasskurs vise noe helt annet enn GPS'ens COG. Likeledes vil sterk avdift/strøm påvirke COG men ikke kompasskursen. Det du får av COG er fartøyets faktiske geografiske kurs, noe som i de aller fleste tilfelle er mer relevant enn kompasskurs.

[Laholm]

Takk for gode kommentarer!

Klargjøringen fra Messy er selvsagt også korrekt. Course over Ground behøver på ingen måte være den kompassretningen som går i fartøyets sagittalplan.

 

Fra fransk side ble det hevdet at feilkilden på 150m er random, dvs. den ene posisjonen du får kan være 150m øst for den du har, den neste 150m vest. Dette mener jeg må være galt, men dersom det er riktig vil det jo måtte si at alle de GPS'ene jeg har vært borti har en form for automatisk korreksjon, ettersom de slepestrekene jeg har sett i kartplottere alltid har vært rimelig rettlinjede, i alle fall ikke med en vingling på 150m i alle retninger til alle tider.

 

Jeg vil tro at en så stor feil som 150m (som jeg sjelden ser, og som jeg, når jeg ser den, skylder mer på unøyaktige kart enn unøyaktig GPS) ville gå igjen i mer enn en posisjonsangivelse. Noen som vet noe om det?

[roaldbj]

For meg har det vært instruktivt å registrere GPS signaler hjemme over lengre perioder, gjerne flere dager med eksempelvis SA Watch.

 

Stort sett ligger registrerte punkter innenfor en diameter av 20 meter.

 

Jeg har aldri registrert avstand på 150 meter mellom to enkeltregistreringer.

 

Men teoretisk sett er dette kanskje mulig, kanskje avhengig av atmosfæriske forhold.

 

Slepestrengene genereres ikke av satelittene med av den mottager enhet man benytter. Her vil det - så langt jeg har erfart - alltid skje en justering/filtrering/vekting/ algoritmebehandling av rådata - som ved mange typer signalbehandling (eksempelvis registrering av hjerterate).

[Mulligan]

Det er nok ingen standard på dette. Det varierer fra mottaker til mottaker, og også til en viss grad av brukeren.

Mottakeren vil ut fra almanakk velge seg de rangene som gir best mulig skjæring fra fire satelitter eller fler, korrigere rangene og regne ut en posisjon. Gode mottakere vil forkaste ranger som ikke henger på greip og ranger som støyer for mye.

Disse posisjonene vingler vilt omkring. Noe vi kan se hvis vi plotter hver enkelt løsning, for eksempel i SA Watch. Helt opptil 100 m.

Mottakeren vil søke hele tiden å beregne en sannsynlig posisjon ved å bruke forskjellige filteralgoritmer. Dersom den ser at denne posisjonen forandrer seg signifikant, vil den beregne COG og SOG.

Brukeren kan legge på tyngre filter slik at posisjonen i displayet står mer eller mindre i ro, men da vil endringer i COG og SOG bli fryktelig trege. Eller legge på lett filter slik at COG og SOG reagerer nesten momentant, men da vingler posisjonen desto mer.

Pest eller kolera.

[Athene]

Det er kanskje dette man kaller framskritt..

 

I de første årene jeg hadde seilbåten min hadde jeg bare elektronisk logg som jeg kunne kalibrere med en fast korreksjonsfaktor. Jeg kjørte fjorden opp og ned, frem og tilbake for å finne ut om jeg skulle bruke faktor 129 eller 130. (I seilbåthastighet er også sifferne etter komma viktige..)

 

Så koblet jeg opp en GPS-mottager til instrumentene og oppdaget til min fortvilelse at den omhyggelig kalibrerte loggen bare viste rett hastighet i et lite fartsområde. Over 5 knop viser den for lite og under 5 knop for mye.. For GPS'en var jo nøyaktig?

 

Senere har jeg kjøpt en håndholdt GPS som er koblet til kartplotteprogrammet. Den har tydeligvis en helt annen algortme for hastighetsberegning og oppdaterer hastighetsangivelsen mye raskere. Dermed har jeg nå tre instrumenter ombord som alle viser hastigheten, men som svært sjelden er helt enige... Kanskje jeg burde kjøpe en GPS til???

Redigert 18.Mai.2007 av Athene (see edit history)

[Mulligan]

Problemet er godt kjent.

Jeg har to fastmonterte GPS'er i båten, og sommestundes litt "specialare" i tillegg.

Garmin mottakeren og Furuno mottakeren viser aldri samme hastighet, og heller ikke samme utseilt distanse. Gjett hvem som er nærmest sannheten. Igjen tror jeg PC med et godt navigasjonsprogram er den beste løsningen hvor alt dette beregnes i datamaskinen.

Det er en grunn til at alle de som finnavigerer kun henter rå ranger ut av mottakeren og så foretar alle korreksjoner og beregninger i datamaskin.

En logg montert flush med skutebunnen vil aldri bli nøyaktig på grunn av at vannstrømmen rundt båten forandrer seg. Men jeg hadde forventet at det var omvendt. At den viste for mye over 5 knop og for lite under.

[roaldbj]

Det er mange tråder hvor det følgende kunne vært postet. Det følgende er fra et leserinnlegg etter at en båt hadde gått på et merket skjær i Hvalerområdet:

 

Igjen leser vi om sjøfarende i Hvaler skjærgården og uhell. Fører av politibåten kan sansynligvis ikke lastes for uhellet. Vi er gjentatte ganger påminnet om at grunnforholdene og øyene flytter seg. Dette er ikke enkelt å beregne. Det er fremsatt påstander om at kontinentalsokkelen beveger seg. Hele 6.cm i året.

Fyr, GPS,WGS84- kart og erfaring er ikke lenger i overensstemmelse med "terrenget".:

 

Jeg vil ikke her ta opp temaet om utkikk, men derimot temaet om årlige endringer i Hvalerområdet. Er dette en spøk eller en realitet?

[Poseidon]

COG er ikke nødvendigvis fartøyets kompasskurs.

Så sant, så sant. COG er med sikkerhet noe helt annet enn kompasskurs. At disse to fra tid til annen kan ha samme tallverdi er noe bortimot en tilfeldighet.

Derfor bør "kompasskurs" holdes borte fra en ellers fornufig diskusjon.

Det du får av COG er fartøyets faktiske geografiske kurs, noe som i de aller fleste tilfelle er mer relevant enn kompasskurs.

Uttrykket "geografisk kurs" er ukjent og virker noe hjemmesnekret. I tradisjonell navigasjon benyttes vanligvis begrepene: Rettvisende kurs "RK", magnetisk kurs "MK" og kompasskurs "KK". Videre kan RK etter behov presiseres som RK-styrt, RK-seilt og RK-beholdt.

Disse begrepene burde dekke det meste - og dette er noe som vi koser oss med på D5L-kursene

[Frøken Fryd]

Som regel kan du sette opp hvor lang tid den skal bruke for å beregne kursen, farten og for den del, farten blir litt høyere med liten periode. Ligger for eksempel båten din å jobber mot bølgene som kommer fra siden kan kursen vandre mye om du har har liten tidsperiode på utregningen. Da er det mer interesant med ett langre gjennomsnitt og så korrigere kursen etter det. For større båter har dette mindre å si. Har du en gps uten display må du inn med en pc å konfigurere gpsen.