Inbyggd GPS, extern GPS/kompass eller GNSS-kompass – vad ska du välja till båten?

En modern kartplotter har ofta en inbyggd GPS-mottagare, men den visar inte alltid vilket håll båten pekar när farten är låg eller båten ligger still. För många båtar är den inbyggda GPS-mottagaren fullt tillräcklig, medan installationer med radar, AIS och andra avancerade funktioner kan dra nytta av en separat kurssensor.

I den här artikeln jämför vi tre olika lösningar:

• Inbyggd GNSS-mottagare i exempelvis Raymarine Axiom
• Extern GNSS- och kurssensor som Raymarine AR200
• Professionell GNSS-kompass som Hemisphere Vector V200

Vi tittar på skillnaderna i position, kompasskurs, noggrannhet, uppstartstid och installation samt förklarar vad specifikationerna betyder i praktiken.

GPS och GNSS – vad är skillnaden?

GPS är det amerikanska satellitbaserade positioneringssystemet. GNSS är ett bredare samlingsnamn för satellitsystem som GPS, GLONASS, Galileo och BeiDou.

En modern marin GNSS-mottagare kan ta emot signaler från flera satellitsystem. Det ger mottagaren tillgång till fler satelliter, men den faktiska prestandan påverkas fortfarande av antennens placering, sikten mot himlen, störningar och mottagarens specifikationer.

I vardagligt tal används fortfarande ofta GPS som samlingsnamn, även när produkten egentligen är en GNSS-mottagare.

Nivå 1: Inbyggd GPS i plottern

Moderna kartplottrar som Raymarine Axiom har en inbyggd GNSS-mottagare. Det innebär att du kan få båtens position på sjökortet utan att installera en separat GPS-antenn.

För många fritidsbåtar är detta en enkel och kostnadseffektiv lösning.

Fördelar med inbyggd GPS

• Ingen separat GPS-antenn behövs
• Färre komponenter och kablar
• Enkel installation
• Lägre totalkostnad
• Tillräcklig precision för normal fritidsnavigation

Den verifierade specifikationen för en tidigare Raymarine Axiom-generation anger stöd för GPS, GLONASS och BeiDou, spårning av upp till 28 satelliter samt positionsuppdatering med 10 Hz. Angiven positionsnoggrannhet är högst 15 meter utan SBAS och högst 5 meter med SBAS, i båda fallen 95 procent av tiden. Exakta specifikationer varierar mellan modeller och generationer.

Fri sikt mot himlen är avgörande

En inbyggd GPS-mottagare fungerar bara så bra som installationsplatsen tillåter. Eftersom antennen sitter inne i plottern påverkas mottagningen direkt av var skärmen monteras.

Mottagningsförhållandena kan försämras om plottern sitter:

• Inne i en styrhytt
• Under en hardtop
• Under en flybridge
• Bakom metalliserat eller kraftigt tonat glas
• Nära större metallkonstruktioner
• På en plats där stora delar av himlen skyms

På en öppen styrplats med god sikt mot himlen fungerar den inbyggda antennen vanligtvis under betydligt bättre förhållanden än i en sluten hytt.

Det viktiga är alltså inte bara vilken mottagare som används. Antennens placering och fria sikt mot satelliterna har också stor betydelse.

Hur lång tid tar det att få position efter start?

Att plottern har startat betyder inte automatiskt att GNSS-mottagaren redan har fastställt en stabil position.

Den angivna kallstartstiden för den verifierade Raymarine Axiom-mottagaren är mindre än två minuter. En kallstart innebär att mottagaren behöver söka efter satelliter utan att kunna använda alla tidigare sparade uppgifter.

Hur snabbt positionen visas i praktiken påverkas bland annat av:

• Sikten mot himlen
• Antennens placering
• Om satellitinformation finns sparad
• Hur länge systemet varit avstängt
• Om båten har flyttats sedan mottagaren senast användes

Efter en kortare avstängning kan positionen därför komma snabbt, medan en kallstart eller en skymd installation kan innebära längre väntan.

En separat, externt monterad sensor kan få bättre mottagningsförhållanden om den placeras på exempelvis hardtop eller radarbåge med fri sikt mot himlen. Det innebär däremot inte att en extern sensor alltid garanterar snabbare positionslås. Resultatet beror på hela installationen.

GPS visar inte automatiskt vilket håll båten pekar

Det är viktigt att skilja mellan kurs över grund, COG, och kompasskurs, heading.

GPS-mottagaren kan beräkna COG genom att jämföra hur båtens position förändras. COG visar alltså i vilken riktning båten faktiskt rör sig över jordytan.

Heading visar i stället vilket håll fören pekar.

Dessa värden kan skilja sig åt på grund av:

• Sidvind
• Ström
• Avdrift
• Backning
• Manövrering
• Mycket låg fart

När båten ligger still finns ingen förflyttning som GPS-mottagaren kan använda för att beräkna en stabil COG. Plotterns inbyggda GPS ersätter därför inte en riktig kurssensor.

Det kan märkas genom att:

• Båtsymbolen vrider sig eller rör sig oroligt
• Head-up-orienteringen blir mindre stabil
• Radaroverlay inte linjerar korrekt när heading saknas
• Presentationen av omgivande mål blir mindre intuitiv

Nivå 2: Extern GPS/kompass – Raymarine AR200

Raymarine AR200 kombinerar en GNSS-mottagare med ett AHRS, Attitude and Heading Reference System. Sensorn lämnar position, magnetisk kompasskurs, pitch och roll till kompatibla Raymarine Axiom-system.

Det innebär att AR200 tillför information som en vanlig GPS-mottagare inte kan ge när båten ligger still.

Extern placering ger bättre installationsmöjligheter

AR200 har en intern GNSS-antenn, men hela sensorn monteras externt. Det gör det möjligt att välja en plats med bättre sikt mot himlen än vad plotterns placering erbjuder.

Vanliga monteringsplatser kan vara:

• Hardtop
• Radarbåge
• Targabåge
• Annan öppen plats med god satellitsikt

Placeringen måste samtidigt väljas med hänsyn till den magnetiska kompassen i enheten. Sensorn bör inte monteras nära utrustning eller kablage som skapar magnetiska störningar och sedan kallibreras.

Stabil heading när båten ligger still

Den viktigaste skillnaden mellan AR200 och en vanlig GPS är tillgången till heading.

AR200 använder en AHRS-lösning med accelerometer, digital magnetkompass och MEMS-gyro. Enheten lämnar heading, pitch, roll och girhastighet med 10 Hz uppdateringsfrekvens. Raymarine anger en statisk magnetisk kompassnoggrannhet på 1° RMS och en dynamisk noggrannhet på 3° RMS.

Det ger systemet tillgång till båtens riktning även när båten ligger still eller rör sig långsamt.

Heading-information är värdefull för:

• Stabil sjökortsorientering
• Radaroverlay
• ClearCruise Augmented Reality
• Videostabilisering
• Presentation av AIS- och sjökortsobjekt
• Funktioner som kräver pitch- och rollinformation

AR200 är särskilt utvecklad som sensor och videostabiliseringsmodul för ClearCruise AR på kompatibla Axiom-plottrar. Tillsammans med en kompatibel kamera kan systemet lägga navigationsobjekt, AIS-mål och sjömärken över kamerabilden.

Tekniska data för Raymarine AR200

Raymarine AR200 spårar upp till 28 satelliter och uppdaterar GNSS-positionen med 10 Hz. Angiven positionsnoggrannhet med SBAS är mindre än 5 meter, 95 procent av tiden. Kallstart anges till mindre än två minuter, normalt mindre än 60 sekunder, medan hot start anges till mindre än 45 sekunder.

Det innebär att AR200 inte i första hand ska ses som en dramatisk uppgradering av den angivna GPS-positionens noggrannhet jämfört med Axioms interna mottagare.

Den stora uppgraderingen är i stället:

• En externt placerad GNSS-mottagare
• Magnetisk heading när båten ligger still
• Pitch och roll
• Stabiliserad kursinformation
• Stöd för ClearCruise AR

AR200 måste installeras och kalibreras korrekt för att ge tillförlitliga headingdata. Systemets valda datakällor och kompatibilitet ska också kontrolleras innan headinginformationen används av andra nätverksanslutna funktioner.

Nivå 3: Professionell GNSS-kompass – Hemisphere Vector V200

Hemisphere Vector V200 är en professionell GNSS-kompass som använder två GNSS-antenner i samma kapsling. Antennerna har 20 centimeters separation och kompletteras av gyro och lutningssensorer.

Till skillnad från AR200 behöver V200 inte använda en magnetometer för att fastställa heading. Riktningen beräknas i stället med hjälp av satellitsignalerna som tas emot av de två antennerna.

Heading utan magnetkompass

Eftersom heading bestäms med dubbel GNSS-antenn är kursberäkningen inte beroende av jordens magnetfält.

Det innebär att headingfunktionen inte påverkas av magnetisk deviation från exempelvis:

• Högtalare
• Elmotorer
• Generatorer
• Kraftiga strömkablar
• Stålkomponenter
• Magnetiska föremål

Enheten behöver inte heller kalibreras som en traditionell magnetkompass. Installationen måste däremot fortfarande genomföras korrekt. Sensorns orientering, fria sikt mot himlen och avstånd till störande radiosändare eller skymmande konstruktioner är fortsatt viktiga.

Position, heading och rörelsedata

V200 kan lämna:

• GNSS-position
• Heading
• Pitch
• Roll
• Heave
• Girhastighet

Tillverkarens datablad anger 424 kanaler, 10 Hz som standard och 20 Hz som tillval. Kallstart anges till 60 sekunder, varmstart till typiskt 30 sekunder, hot start till typiskt 10 sekunder och heading fix till typiskt 10 sekunder.

Positionsnoggrannheten anges till:

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

Headingnoggrannheten är 1,5° RMS som standard och 0,75° RMS som tillval. Pitch och roll anges till 1,5° RMS.

Det är viktigt att skilja på standardutförandet och tillvalet. Noggrannheten 0,75° ska inte anges som generell prestanda för alla V200-konfigurationer.

När är V200 rätt val?

V200 är särskilt intressant när installationen ställer högre krav på position och heading, eller när magnetisk störning gör en vanlig elektronisk kompass svår att placera.

Exempel på användningsområden är:

• Professionella navigationsinstallationer
• Arbetsbåtar
• Mätbåtar
• Installationer med krav på GNSS-baserad heading
• Avancerade radar- och AIS-system
• System där NMEA 2000 eller NMEA 0183 används

V200 har stöd för NMEA 2000 eller NMEA 0183 beroende på vald produktversion och anslutning. Därför behöver rätt variant väljas utifrån båtens befintliga nätverk.

Teknisk jämförelse                              

Axioms GNSS-specifikationer varierar mellan olika modeller och generationer. Tabellen utgår därför från den Raymarine-generation vars dokumentation har verifierats här. Kontrollera alltid manualen för den aktuella Axiom-modellen.

Värdena för Axiom och AR200 anges av Raymarine som gränsvärden med 95 procents sannolikhet, medan V200:s värden anges som RMS. De kan därför inte jämföras som om de vore beräknade med exakt samma statistiska metod.

Vad innebär skillnaderna i praktiken?

Inbyggd GPS i Axiom

Den inbyggda mottagaren är ett bra val när:

• Plottern har god sikt mot himlen
• Du huvudsakligen behöver en stabil position på sjökortet
• Du vill hålla installationen enkel
• Du inte behöver heading när båten ligger still
• Du inte har funktioner som kräver en separat kurssensor

För normal fritidsnavigation kan den inbyggda mottagaren vara fullt tillräcklig.

Raymarine AR200

AR200 är ett naturligt steg upp när:

• Plottern är monterad på en skymd plats
• Du vill kunna placera GNSS-mottagaren med bättre sikt mot himlen
• Du behöver heading när båten ligger still
• Du använder ClearCruise AR
• Du behöver pitch och roll
• Du vill förbättra funktioner som är beroende av stabil headingdata

Den viktigaste vinsten är alltså inte nödvändigtvis bättre angiven positionsnoggrannhet. Det är kombinationen av extern placering och riktiga headingdata som gör skillnaden.

Hemisphere Vector V200

V200 passar bäst när:

• Professionell GNSS-heading krävs
• Magnetisk störning är svår att undvika
• Högre positionsnoggrannhet efterfrågas
• Heading ska beräknas utan magnetometer
• Installationen behöver NMEA 2000 eller NMEA 0183
• Standardiserad och dokumenterad sensorprestanda prioriteras

Här tar man steget från en magnetisk AHRS till en dubbelantennbaserad GNSS-kompass.

Vilken lösning ska du välja?

Välj inbyggd GPS om:

• Du har en enkel navigationsinstallation
• Plottern har bra sikt mot himlen
• Du främst behöver position och COG
• Du vill undvika ytterligare komponenter

Välj Raymarine AR200 om:

• Du har ett kompatibelt Axiom-system
• Du behöver heading vid stillastående
• Du vill använda ClearCruise AR
• Du behöver pitch- och rollinformation
• Plotterns placering ger mindre lämpliga mottagningsförhållanden

Välj Hemisphere Vector V200 om:

• Du behöver GNSS-baserad heading
• Du vill undvika magnetisk kompassproblematik
• Du har krav på dokumenterad, professionell sensorprestanda
• Du behöver högre positionsnoggrannhet
• Installationen använder NMEA 2000 eller NMEA 0183

Slutsats

Den inbyggda GPS-mottagaren i en kartplotter som Raymarine Axiom räcker långt för normal navigation, särskilt när plottern är monterad med god sikt mot himlen. Den ger däremot inte en riktig kompasskurs när båten står still. Den visar i första hand position och kan beräkna COG när båten förflyttar sig.

Raymarine AR200 kompletterar systemet med heading, pitch och roll. Den externa monteringen ger dessutom möjlighet att välja en plats med bättre satellitsikt än plotterns placering. För ett kompatibelt Axiom-system med ClearCruise AR eller andra funktioner som kräver stabil heading är det ett tydligt steg upp.

Hemisphere Vector V200 går längre genom att beräkna heading med två GNSS-antenner i stället för en magnetometer. Det minskar problemen med magnetisk deviation och ger högre dokumenterad positionsprecision, tillsammans med heading, pitch, roll och heave för mer krävande installationer.

Den viktigaste frågan är därför inte bara hur exakt GPS-position du behöver. Du behöver också avgöra om systemet måste veta var båten befinner sig, vilken väg den rör sig eller vilket håll fören faktiskt pekar.

Kort sammanfattning

Inbyggd GPS: Position och COG för normal navigation.

Raymarine AR200: Position plus magnetisk heading, pitch och roll.

Hemisphere Vector V200: Position och GNSS-baserad heading med dubbla antenner för mer krävande och professionella installationer.