Indbygget GPS, ekstern GPS/kompas eller GNSS-kompas – hvad skal du vælge til din båd?

En moderne plotter har ofte en indbygget GPS-modtager, men den viser ikke altid, hvilken retning båden peger i, når farten er lav, eller båden ligger stille. For mange både er den indbyggede GPS-modtager mere end tilstrækkelig, mens installationer med radar, AIS og andre avancerede funktioner kan have gavn af en separat kurssensor.

I denne artikel sammenligner vi tre forskellige løsninger:

• Indbygget GNSS-modtager i f.eks. Raymarine Axiom
• Ekstern GNSS og kurssensor såsom Raymarine AR200
• Professionelt GNSS-kompas som Hemisphere Vector V200

Vi ser på forskellene i position, kompasretning, nøjagtighed, opstartstid og installation, og forklarer, hvad specifikationerne betyder i praksis.

GPS og GNSS – hvad er forskellen?

GPS er det amerikanske satellitbaserede positioneringssystem. GNSS er en bredere fællesbetegnelse for satellitsystemer som GPS, GLONASS, Galileo og BeiDou.

En moderne marin GNSS-modtager kan modtage signaler fra flere satellitsystemer. Dette giver modtageren adgang til flere satellitter, men den faktiske ydeevne påvirkes stadig af antenneplacering, sigtbarhed til himlen, interferens og modtagerens specifikationer.

I daglig tale bruges GPS stadig ofte som en samlebetegnelse, selvom produktet faktisk er en GNSS-modtager.

Niveau 1: Indbygget GPS i plotteren

Moderne kortplottere som Raymarine Axiom har en indbygget GNSS-modtager. Det betyder, at du kan få din båds position på kortet uden at installere en separat GPS-antenne.

For mange fritidsbåde er dette en simpel og omkostningseffektiv løsning.

Fordele ved indbygget GPS

• Ingen separat GPS-antenne nødvendig
• Færre komponenter og kabler
• Nem installation
• Lavere samlede omkostninger
• Tilstrækkelig nøjagtighed til normal rekreativ navigation

Den verificerede specifikation for en tidligere Raymarine Axiom-generation angiver understøttelse af GPS, GLONASS og BeiDou, sporing af op til 28 satellitter og positionsopdateringer ved 10 Hz. Den angivne positionsnøjagtighed er maksimalt 15 meter uden SBAS og maksimalt 5 meter med SBAS, i begge tilfælde 95 procent af tiden. De nøjagtige specifikationer varierer mellem modeller og generationer.

Frit udsyn til himlen er afgørende

En indbygget GPS-modtager fungerer kun så godt, som installationsstedet tillader det. Da antennen er inde i plotteren, påvirkes modtagelsen direkte af, hvor skærmen er monteret.

Modtagelsesforholdene kan forringes, hvis plotteren er placeret:

• Inde i et styrehus
• Under en hardtop
• Under en flybridge
• Bag metalliseret eller stærkt tonet glas
• Nær større metalkonstruktioner
• På et sted, hvor store dele af himlen er skjult

I et åbent cockpit med god udsigt til himlen fungerer den indbyggede antenne normalt under betydeligt bedre forhold end i en lukket kabine.

Så det er ikke kun den modtager, du bruger, der betyder noget. Antennens placering og det klare udsyn til satellitterne er også meget vigtigt.

Hvor lang tid tager det at få en position efter start?

Bare fordi plotteren er startet, betyder det ikke automatisk, at GNSS-modtageren allerede har etableret en stabil position.

Den angivne koldstartstid for den verificerede Raymarine Axiom-modtager er mindre end to minutter. En koldstart betyder, at modtageren skal søge efter satellitter uden at kunne bruge alle tidligere gemte data.

Hvor hurtigt positionen vises i praksis påvirkes blandt andet af:

• Udsigten mod himlen
• Antenneplacering
• Hvis satellitoplysningerne er gemt
• Hvor længe systemet har været slukket
• Hvis båden er blevet flyttet siden modtageren sidst blev brugt

Efter en kort nedlukning kan positionen derfor hurtigt nås, mens en koldstart eller en uklar installation kan betyde længere ventetid.

En separat, eksternt monteret sensor kan have bedre modtageforhold, hvis den f.eks. placeres på en hardtop eller radarbue med frit udsyn til himlen. Dette betyder dog ikke, at en ekstern sensor altid garanterer hurtigere positionslåsning. Resultatet afhænger af hele installationen.

GPS viser ikke automatisk, hvilken retning båden peger i

Det er vigtigt at skelne mellem kurs over grunden , COG, og kompaskurs , retning.

GPS-modtageren kan beregne COG ved at sammenligne, hvordan bådens position ændrer sig. COG viser derfor, i hvilken retning båden faktisk bevæger sig hen over jordoverfladen.

Kursen viser i stedet, hvilken retning buen peger.

Disse værdier kan variere på grund af:

• Sidevind
• Strøm
• Drift
• Bakning
• Manøvrering
• Meget lav hastighed

Når båden ligger stille, er der ingen bevægelse, som GPS-modtageren kan bruge til at beregne en stabil COG. Derfor er plotterens indbyggede GPS ikke en erstatning for en ægte kurssensor.

Det kan bemærkes ved:

• Bådsymbolet vrider sig eller bevæger sig uregelmæssigt
• Head-up-orienteringen bliver mindre stabil
• Radaroverlay justeres ikke korrekt, når kursen mangler
• Præsentationen af omgivende mål bliver mindre intuitiv

Niveau 2: Ekstern GPS/kompas – Raymarine AR200

Raymarine AR200 kombinerer en GNSS-modtager med et AHRS-system, et retnings- og kursreferencesystem. Sensoren leverer position, magnetisk kompasretning, hældning og rulning til kompatible Raymarine Axiom-systemer.

Det betyder, at AR200 leverer information, som en almindelig GPS-modtager ikke kan give, når båden ligger stille.

Ekstern placering giver bedre installationsmuligheder

AR200 har en intern GNSS-antenne, men hele sensoren er monteret eksternt, hvilket giver dig mulighed for at vælge en placering med bedre udsigt til himlen end plotterens placering tilbyder.

Almindelige monteringssteder kan være:

• Hardtop
• Radarbue
• Targa-bue
• Andet åbent område med god satellitsigtbarhed

Placeringen skal også vælges under hensyntagen til det magnetiske kompas i enheden. Sensoren bør ikke monteres i nærheden af udstyr eller ledninger, der skaber magnetisk interferens, og derefter kalibreres.

Stabil kurs, når båden ligger stille

Den vigtigste forskel mellem AR200 og en almindelig GPS er adgangen til retningen.

AR200 bruger en AHRS-løsning med et accelerometer, digitalt magnetisk kompas og MEMS-gyro. Enheden giver kurs, hældning, rulning og drejehastighed med en opdateringshastighed på 10 Hz. Raymarine angiver en statisk magnetisk kompasnøjagtighed på 1° RMS og en dynamisk nøjagtighed på 3° RMS.

Dette giver systemet adgang til bådens retning, selv når båden ligger stille eller bevæger sig langsomt.

Overskriftsoplysninger er værdifulde for:

• Stabil diagramorientering
• Radaroverlay
• ClearCruise Augmented Reality
• Videostabilisering
• Præsentation af AIS og søkortobjekter
• Funktioner, der kræver information om hældning og rulning

AR200 er specifikt designet som et sensor- og videostabiliseringsmodul til ClearCruise AR på kompatible Axiom-plottere. Sammen med et kompatibelt kamera kan systemet overlejre navigationsobjekter, AIS-mål og sømærker på kamerabilledet.

Raymarine AR200 tekniske data

Raymarine AR200 sporer op til 28 satellitter og opdaterer GNSS-positionen ved 10 Hz. Den angivne positionsnøjagtighed med SBAS er mindre end 5 meter i 95 procent af tilfældene. Koldstart angives til mindre end to minutter, typisk mindre end 60 sekunder, mens varmstart angives til mindre end 45 sekunder.

Det betyder, at AR200 ikke primært skal ses som en dramatisk opgradering af nøjagtigheden af den angivne GPS-position sammenlignet med Axioms interne modtager.

Den store opgradering er i stedet:

• En eksternt placeret GNSS-modtager
• Magnetisk kurs, når båden ligger stille
• Pitch og roll
• Stabiliserede prisoplysninger
• ClearCruise AR-understøttelse

AR200 skal installeres og kalibreres korrekt for at give pålidelige kursdata. Systemets valgte datakilder og kompatibilitet bør også kontrolleres, før kursinformation bruges af andre netværksforbundne funktioner.

Niveau 3: Professionelt GNSS-kompas – Hemisphere Vector V200

Hemisphere Vector V200 er et professionelt GNSS-kompas, der bruger to GNSS-antenner i samme hus. Antennerne er 20 centimeter fra hinanden og suppleres af gyro- og hældningssensorer.

I modsætning til AR200 behøver V200 ikke at bruge et magnetometer til at bestemme retningen. I stedet beregnes retningen ved hjælp af de satellitsignaler, der modtages af de to antenner.

Retning uden magnetisk kompas

Da kursen bestemmes ved hjælp af en dobbelt GNSS-antenne, er kursberegningen ikke afhængig af Jordens magnetfelt.

Det betyder, at kursfunktionen ikke påvirkes af magnetisk afvigelse fra f.eks.:

• Højttaler
• Elektriske motorer
• Generatorer
• Kraftige strømkabler
• Stålkomponenter
• Magnetiske objekter

Enheden behøver heller ikke at blive kalibreret som et traditionelt magnetisk kompas. Installationen skal dog stadig udføres korrekt. Sensorens orientering, et klart udsyn til himlen og afstanden til forstyrrende radiosendere eller skjulte strukturer er stadig vigtige.

Positions-, kurs- og bevægelsesdata

V200 kan forlade:

• GNSS-position
• Overskrift
• Tonehøjde
• Rolle
• Hiv
• Drejehastighed

Producentens datablad angiver 424 kanaler, 10 Hz som standard og 20 Hz som en mulighed. Koldstart er angivet til at være 60 sekunder, varmstart typisk 30 sekunder, varmstart typisk 10 sekunder og kursfast start typisk 10 sekunder.

Positionsnøjagtigheden er angivet som:

• 1,2 meter RMS ved autonom positionering
• 0,3 meter RMS med SBAS

Kursnøjagtigheden er 1,5° RMS som standard og 0,75° RMS som ekstraudstyr. Hældning og rulning er specificeret til 1,5° RMS.

Det er vigtigt at skelne mellem standard- og valgfri versioner. Nøjagtigheden på 0,75° bør ikke angives som generel ydeevne for alle V200-konfigurationer.

Hvornår er V200 det rigtige valg?

V200 er særligt interessant, når installationen stiller højere krav til position og kurs, eller når magnetisk interferens gør det vanskeligt at placere et standard elektronisk kompas.

Eksempler på anvendelser er:

• Professionelle navigationsinstallationer
• Arbejdsbåde
• Måling af både
• Installationer, der kræver GNSS-baseret kursmåling
• Avancerede radar- og AIS-systemer
• Systemer, der bruger NMEA 2000 eller NMEA 0183

V200 understøtter NMEA 2000 eller NMEA 0183 afhængigt af produktversionen og den valgte forbindelse. Derfor skal den korrekte variant vælges baseret på bådens eksisterende netværk.

Teknisk sammenligning

Axiom GNSS-specifikationerne varierer mellem modeller og generationer. Tabellen er derfor baseret på Raymarine-generationen, hvis dokumentation er blevet verificeret her. Tjek altid manualen for den specifikke Axiom-model.

Værdierne for Axiom og AR200 er angivet af Raymarine som 95% konfidensgrænser, mens V200-værdierne er angivet som RMS, så de kan ikke sammenlignes, som om de var beregnet ved hjælp af præcis den samme statistiske metode.

Hvad betyder forskellene i praksis?

Indbygget GPS i Axiom

Den indbyggede modtager er et godt valg, når:

• Plotteren har et godt udsyn til himlen
• Du har primært brug for en stabil position på diagrammet
• Du ønsker at holde installationen enkel
• Du behøver ikke at sejle, når båden ligger stille
• Du har ikke funktioner, der kræver en separat kurssensor

Til normal rekreativ navigation kan den indbyggede modtager være tilstrækkelig.

Raymarine AR200

AR200 er et naturligt skridt opad, når:

• Plotteren er monteret et skjult sted.
• Du ønsker at kunne placere GNSS-modtageren med en bedre udsigt til himlen
• Du skal have kurs, når båden ligger stille
• Du bruger ClearCruise AR
• Du har brug for pitch og roll
• Du vil forbedre funktioner, der er afhængige af stabile kursdata

Den vigtigste gevinst er ikke nødvendigvis bedre positionsnøjagtighed. Det er kombinationen af ekstern positionering og korrekte kursdata, der gør forskellen.

Hemisfærevektor V200

V200 er bedst egnet når:

• Professionel GNSS-kursus påkrævet
• Magnetisk interferens er vanskelig at undgå
• Højere positionsnøjagtighed er påkrævet
• Kursen skal beregnes uden magnetometer
• Installation kræver NMEA 2000 eller NMEA 0183
• Standardiseret og dokumenteret sensorydelse prioriteres

Her tager du skridtet fra et magnetisk AHRS til et GNSS-kompas med dobbelt antenne.

Hvilken løsning skal du vælge?

Vælg indbygget GPS hvis:

• Du har en simpel navigationsopsætning
• Plotteren har et godt udsyn til himlen
• Du skal primært bruge position og COG
• Du vil undgå yderligere komponenter

Vælg Raymarine AR200 hvis:

• Du har et kompatibelt Axiom-system
• Du har brug for retning, når du holder stille
• Du vil bruge ClearCruise AR
• Du har brug for oplysninger om pitch og rolle
• Plotterens placering giver mindre egnede modtageforhold

Vælg Hemisphere Vector V200 hvis:

• Du har brug for GNSS-baseret kurs
• Du vil undgå problemer med magnetisk kompas
• Du har brug for dokumenteret, professionel sensorydelse
• Du har brug for højere positionsnøjagtighed
• Installationen bruger NMEA 2000 eller NMEA 0183

Konklusion

Den indbyggede GPS-modtager i en plotter som Raymarine Axiom er mere end tilstrækkelig til normal navigation, især når plotteren er monteret med god udsigt til himlen. Den giver dog ikke en reel kompasretning, når båden ligger stille. Den viser primært position og kan beregne COG, når båden bevæger sig.

Raymarine AR200 fuldender systemet med kurs, hældning og rulning. Den eksterne montering giver dig også mulighed for at vælge en placering med bedre satellitsigtbarhed end plotterens placering. For et kompatibelt Axiom-system med ClearCruise AR eller andre funktioner, der kræver stabil kurs, er det et klart skridt op.

Hemisphere Vector V200 går endnu videre ved at beregne kurs ved hjælp af to GNSS-antenner i stedet for et magnetometer. Dette reducerer problemerne med magnetisk afvigelse og giver højere dokumenteret positionsnøjagtighed, sammen med kurs, hældning, rulning og hiv til mere krævende installationer.

Det vigtigste spørgsmål er derfor ikke kun, hvor præcis en GPS-position du har brug for. Du skal også afgøre, om systemet skal vide , hvor båden er , hvilken vej den bevæger sig , eller hvilken vej stævnen rent faktisk peger .

Kort opsummering

Indbygget GPS: Position og COG til normal navigation.

Raymarine AR200: Position plus magnetisk kurs, hældning og rulning.

Hemisphere Vector V200: Positions- og GNSS-baseret kursmåling med dobbelte antenner til mere krævende og professionelle installationer.