Vass Tibor
Magyar Jacht Akadémia
Gondolatok a tengeri navigációról Vass Tibor, a Magyar Jacht Akadémia vezetője Egy cikk sorozatot terveztünk a tengeri navigáció egyes módszereiről, amelyben áttekintjük a fontosabb eszközöket, azok használatát és korlátait. A témák sorrendjét rendhagyó módon úgy választottam meg, ahogy arra legjobban kíváncsiak lehetnek a tengeri vitorlázók. Így az elektronikával kezdem és a csillagászati navigációval fogom befejezni a sorozatot. Az első részben tehát a mindenki által jól ismert és gyakran használt GPS-ről lesz szó, annak lehetőségeiről, korlátairól, a használatuk egyes trükkjeit fogom bemutatni, a teljesség igénye nélkül. A második részben a navigációs szoftverekről, a GPS és a hajó navigációs adatainak megjelenítéséről fogok írni, kitérve az elektronikus térképekre, az adat formátumokra, az időjárási útvonal tervezésre. A harmadik rész témája a radar és az egyre inkább terjedő AIS rendszer lesz, ezek lehetőségei és korlátait kerülnek terítékre.. Végül az utolsó részben a hagyományos és a csillagászati navigáció navigációs eljárásokról fogok írni, azok mai értékéről. Remélem hasznos lesz mindenki számára ez a sorozat. Lesz, akinek ez csak ismétlés, de bizonyára olyan is lesz, akinek jó pár érdekes és új dolgot fog megismerni.
1. rész A GPS használatának néhány szempontja a tengeren A hat éves Ogyesszai Tengerészeti Egyetemen volt egy tanárom aki azt mondta: „A gép az okosat okosabbá, a butát még butábbá teszi”. Ez igaz volt a 70-es években és igaz mai is a GPSre. Aki úgy gondolja, hogy ha vett egy szuper térképes készüléket, akkor már tud hajózni, az bizonyára téved. Én nagyon szeretem a GPS-t. Az Odysseus iskolahajón 3 független készülék működik és van egy tartalék is. A kabinomban az ágyam felett is van egy Garmin 276C . Ez a szemem, amikor egy szkipper tréningen hajózunk. Ezzel „látom” hogy merre megyünk, szépen kormányoznak-e a kadétok, biztonságban vagyunk-e. De én tudom, hogy nem bízhatom rá a kadétok életét és saját életemet vakon a GPS-re. Mindig ellenőrzöm, valódiak lehetnek a készülék adatai. Maga s GPS szó a Global Positionong System (Globális Helymeghatározó Rendszer) szavakból állt össze és ez ma az amerikai haditengerészet által üzemeltetett, NAVSTAR nevű helymeghatározó rendszert jelenti. A GPS készülékeket és magát a rendszert használhatjuk, de nincs semmilyen szolgáltatási kötelezettsége az üzemeltetőnek, sőt háborús konfliktus esetén akár megtévesztő adatokat is sugározhatnak. Így jártam 2001 szeptember 11-én, amikor az olasz csizma adriai partja mentén a repülőterek közelében 25 mérföldes hibával mutatta a GPS a helyzetünket, de a cataniai repülőtér közelében már egyáltalán nem mutatott semmit. Másik esetben Velencéből Mali Losinj felé hajóztunk,
1
Vass Tibor
Magyar Jacht Akadémia
amikor 15 óra 00 perckor hirtelen a GPS 2,0 mérföldet kelet felé „ugrott”, majd 15 óra 20-kor visszatért a valódi útvonalunkra. Ez a vargabetű az életünkbe is kerülhetett volna. Nem beszélve arról, hogy valaki véletlenül a viharos tengeren belekapaszkodik a GPS antennájába megtántorodva a tengeren és a csodálatos eszközünk azonnal megvakul. Vagy például, ha közvetlen vagy közvetett villámcsapás éri a hajót, akkor a villám tőkesúlyba lefutó töltése akkora másodlagos indukciót generál, amely tönkreteszi az összes elektronikus eszközünket, így a GPS-t is. Szóval használjuk a GPS-t, de ne bízzuk rá az életünket. Ismernie kell a készülék korlátait és lehetőségeit. Ezeket szeretném megismertetni a kedves olvasóval. A fentieket alátámasztva mindenki megdöbbenve tapasztalja a készülék első bekapcsoláskor, hogy a gyártó semmilyen felelősséget sem vállal a készülék által mutatott adatokért, azok értelmezéséért. Hivatalosan az államilag kiadott papír térképen kell a hajó helyzetét vezetni. Csak ezt fogadják el a bírósági tárgyaláson hitelesnek, míg a többi adat csak tájékoztató jellegű. Senki sem hivatkozhat a saját lelkiismerete előtt, a bíróságon vagy a biztosító társágnál, hogy a GPS alapján jól hajózott, és a rosszul működő GPS adatai okozták a balesetet. Jól mutatja a helyzet visszásságát Hetente többször is jelentkezhet a műholdak geometriai helyzetéből adódó hiba. Ekkor a fejünk felett egyvonalban látszódnak a műholdak és ezért nem tud helymeghatározást végezni a készülék. A műholdakra vonatkozó információt a műhold képernyőn láthatjuk. Itt a céltábla szerű rajz az égbolt térképét jelenti. A külső kör a horizont, a belső a 45°-os magasság, míg a közepe a fejünk feletti Zenit. Az egyes számok a műholdak helyét mutatják. Itt példáula05, 06, 25, és a 30. műhold egy vonalban látszszűik. Az égbolt térképe melletti grafikon a műholdakról érkező jel minőségét mutatja. A bekapcsoláskor a vevőnk el kezdi keresni a műholdakat. Amikor talál egyet, akkor megjelenik a műhold sorszáma a térképen és egy oszlop grafikonon. Kezdetben más színű, amíg letölti a helymeghatározáshoz szükséges adatokat. Ha már kitöltöttnek látjuk, akkor már a készülék alkalmazza a műhold jeleit a helymeghatározáshoz. Minél magasabb a téglalap, annál jobb minőségű a műholdról érkező jel. De félre ennek a csodálatos eszköznek szapulásával, nem hiába van annyi a hajómon belőle. Maga a GPS vevő készülék a műholdak távolságát méri, a rádiójelek beérkezési ideje alapján. Így a pontos időn kívül egyetlen mért adatunk van a koordinátánk. Ebből számolja a többi kijelzett adatot a készülék. Teljesen hibás a nézet, hogy a GPS méri a hajó sebességét és haladási irányát. Nem, ezeket csak a koordináták változásából számolja. Emiatt nem lehet a GPS tájolója alapján kormányozni a hajót, mivel ez csak azt mutatja, hogy az általunk a Speed filterrel beállított időköz alatt milyen irányban változnak átlagosan a koordináták. Az ábrán a + jelek a haladó hajó GPS alapján meghatározott koordinátáit jelzik, míg a COG (Course Over Ground) a koordináták átlagolásból számított valódi haladási irányt és a SOG (Speed Over Ground) a sebességet adja a
2
Vass Tibor
Magyar Jacht Akadémia
tengerfenékhez képest. Meg kell jegyeznem a teljesség kedvéért, hogy valójában ez csak a koordináta-rendszerben való elmozdulást jelenti és nem a tenger fenék felett történő haladást. A mágneses tájolónk a hajó orrának irányát mutatja (vagyis merre fog feltehetően elmozdulni a hajónk), míg a COG a korábban regisztrált átlagos haladási irányt adja az utóbbi 2-15 másodpercben. Mintha valaki kerékpározás közben az egyensúlyozás helyett mondaná nekünk, hogy most jobbra vagy balra fordítsam a kormányt. A Speed filtert (sebesség szűrőt, amely a koordináták átlagolását végzi) a készülék menüben lehet állítani. Ha nagyra vesszük (pl. 15 másodperc), akkor egyenletessé, állandóvá válik a COG és a SOG értéke, de forduláskor megkésve reagál a GPS. Ezt általában akkor szoktam használni, ha sokáig azonos irányban hajózok. A szigetek között kanyarogva inkább a 1-5 másodperces szűrőt állítom be, hogy azonnal mutassa az irány változást. A GPS menüjében használat előtt be kell állítani a map datumot. Ezzel mondjuk meg a készüléknek, hogy a Földet milyen alakúnak tekintse a helymeghatározás során. A szabványos Föld formát a WGS-84 map datum adja. A saját térképpel rendelkező GPS-nél (Chart plottereknél) mindig ezt kell beállítani a helyes adatok meghatározásához. A hivatalosan előírt papír térkép készítői sajnos még nem mindenütt tértek át a szabványos Föld formára. Így például az Adrián használt horvát térképek felmérése és a koordináta rendszere a Monarchia idejében Bessel által 1841-ben meghatározz Föld forma alapján készültek. Ezt a térkép fejlécében feltüntetik („Besselov ellipsoid”). A WGS 84-től való eltéres következménye, hogy ezeket a koordinátákat nem lehet közvetlenül felvinni a térképre! Ha ez valamilyen okból szükségessé válik, akkor a térképen szereplő korrekciót kell alkalmazni. Az ábrán látható korrekció szerint a WGS84 szélességet 0,01 mérfölddel (18m) kell észak felé, míg a hosszúságot 0,28 évperccel (367m!) kelet felé mozdítani, hogy a térképen helyes koordinátákat kapjunk. Ha ezt a korrekciót nem végezzük el, akkor az 5-6 méter pontosságú GPS koordináták több, mint 367 méteres hibát fognak eredményezni. Szemléltetésként az Odysseus iskolahajón használt MaxSea nevű program képernyőjén egymás mellé helyeztem a WGS-84 szerinti vektoros és a horvát térképen egy radarhajózási gyakorlat alatt korrekció nélkül felrajzolt útvonalunkat a Krka-folyón. A piros vonal a hajó valódi nyomvonalát mutatja. A másik képen a GPS koordinátákat a térképen található korrekcióval módosított nyomvonalunk látható az Ist és a Molat szigetek közötti Zapuntel szorosan haladtunk át egy szkipper tréningen. A korrekció nélkül már a bejáratnál be is fejeződött volna az utunk. Biztosíthatom az olvasót, mi végig a vízen voltunk mindkét esetben! Az ilyen problémák elkerülésére két lehetőségünk van: 1. A fenti korrekcióval javítjuk a GPS WGS-84 szerinti koordinátáit és így rajzoljuk fel azokat a térképre, 2. A készülék map datumai között meg kell keresni az adott papírtérkép alapjául szolgáló Föld formát és ezt beállítva nem semmilyen korrekciót alkalmazni. Ez a Garmin GPS-eknél az Adria map dátum a horvát térképekre.
3
Vass Tibor
Magyar Jacht Akadémia
Érdemes egy charter hajón a bázis kikötőből való indulás előtt - amikor még pontosan tudjuk a hajón helyét – ellenőrizni, hogy mit mutat a GPS valójában. A hajózás során a GPS talán az egyik leghasznosabb funkciója az útpont (Waypoint) és az útvonal (Route) hajózás. Az útpontot a térképen tudjuk kijelölni olyan forduló pontként, amit érinteni szeretnénk. Ezt a térképes GPS-nél a kurzorral tehetjük meg. Más esetben a papír térképről lemért és szükség szerint korrigált koordináták alapján tudjuk felvenni az útpont koordinátáit. Több útpont összefűzésével kapjuk meg az útvonalat, amelyet a GPS követ, útpontról útpontra. Az útvonal hajózásnál a pillanatnyilag követendő útpontot hívják aktívnak, amely felé hajózunk éppen. Az útpont hajózásnál a következő fogalmakat használjuk: XTE (Cross Track Error) oldalhiba. Ez azt mutatja meg, hogy az induláskor (aktiváláskor) megjelölt, az útpontba mutató követendő nyomvonalról (a rottától vagy a tracktól) mennyire tértünk le oldalra, merőlegesen. Az XTE mindig méterben vagy tengeri mérföldben adja a letérés nagyságát. Ennek kiértékelésénél a következők egyszerű dolgok segítenek: ha az XTE 1,0 mérföld, akkor kb. 2km-t (1852 m), ha 0,1 mérföld, akkor kb. 200 métert (185,2m) vagy ha 0,01 mérföld, akkor kb. 20 métert tértünk le a követendő nyomvonaltól. Gyakori hiba, hogy ha szögeltérésnek veszik ezt az értéket. Ha az ábra szerint 20°-ot jobbra térünk, akkor csak közeledni fogunka a rottához, és csak egy bizonyos idő elteltével érkezünk vissza. Ha úgy hajózunk, hogy minimalizáljuk az XTE értékét, akkor mindig a kijelölt nyomvonalon marad a hajó. Nagy veszélyt jelent, ha nem ellenőrizzük a felprogramozott útvonalat a részletes térképekbe belenagyítva. A GPS nem fogja jelezni, ha áthúztuk az útvonalunkat egy szigeten, neki fog vezetni minket. Ismétlem, a GPS csak a koordinátákat adja a beállított koordináta rendszer szerint, és nekünk kell az adatokat megfelelő módon feldolgozni és értelmezni. Az XTE funkciót nagyon jól tudjuk használni cirkálásnál. Kijelöljük a célpontot aktív pontnak és a maximális megengedett XTE értéket 0,2- 2 tmf közé állítjuk be. Ennek elérésekor a GPS hangjelzést ad. A cirkálás során csak az a feladatunk, hogy az így meghatározott „ autópályán maradjunk. Az ábrán a Hvar és a Scedro sziget közötti cirkálás nyomvonala látható, a sebesség szerint változó színnel jelölve. A BRG (Bearing – iránylat) az aktív útpont pillanatnyi irányát adja meg. Ezt a Raymarine készülékek BTW (Bearing to Waypoint) néven használják. Ha BRG és a COG megegyezik, akkor pontosan az útpont felé hajózunk. A Dist az aktív útpont pillanatnyi távolságát adja. Ezt a Raymarine készülékek DTW (Distance to Waypoint) néven használják.
4
Vass Tibor
Magyar Jacht Akadémia
ETA (Estimated Time of Arrive) az aktív útpontba való érkezés várható időpontját adja meg. Így azt kapjuk, hogy pl. 13 óra 24 perckor érkezünk az útponthoz. A készülék az ETA meghatározásánál a hajó SOG sebességének az útpontba mutató összetevőjét, a VMG-t (Velocity Made Good) veszi alapul. ETE (Estimated Time Enroute) a hajózási időt adja. Ezt TTG (Time to Go) is jelölheti. Az ETA és az ETE közötti különbséget a következő példával tudom szemléltetni: Az ETA megadja, hogy pl. 18 óra 22 perckor érkezünk az aktív útpontba, míg az ETE szerint még pl. 1 óra 42 percet kell hajóznunk eléréséig. Útvonal hajózásnál több útpontból állítunk össze egy útvonalat. Ha elérjük (vagy az általunk beállítható értékre megközelítjük) az aktív útpontot, akkor a GPS automatikusan átáll a következő útpontra. Az egyes készülékek jellemzője, hogy mennyi útvonalat és egy útvonalon belül mennyi útpontot tud tárolni. Ma már a kézi GPS-eknél szokásos az 50 útvonal és ezen belül a 100-250 útpont alkalmazási lehetősége. Egy útpontot természetesen több útvonal is használhat, akár egyszerre is. De mindig csak egy útvonal lehet aktív. Ebben az esetben a GPS megkülönbözteti az aktív útpont és a célpont ETA, ETE, Dist adatait is. Ezzel megkaphatjuk, hogy célpontba mikor fogunk érkezni a pillanatnyi sebességünk alapján és milyen messze van a végállomás. Az útvonalakat megtervezhetjük akár otthon is, agy étteremben is, a hajón csak aktiválnunk kell az éppen szükséges útvonalat. A GPS kijelzőjét célszerű a kormány közelében elhelyezni, hogy mindig láthassuk a helyzetünket. Sajnos a régebbi charter hajókon a plotter a térképasztalnál szokott lenni. Ilyenkor segít a saját kézi GPS-ünk, amit akár egy szigetelő szalaggal is rögzíthetünk a kormány előtt. Ez viharban, amikor nem tudjuk átadni a kormányt másnak, rendkívüli módon növelheti a biztonságunkat. Végezetül a GPS egy csodálatos találmány. A hajózás élményét fokozza, kényelmes, látványos és biztonságot ad, ha megfelelő gondossággal és szakértelemmel használjuk.
5
