Innebygd GPS, ekstern GPS/kompass eller GNSS-kompass – hva bør du velge til båten din?

En moderne kartplotter har ofte en innebygd GPS-mottaker, men den viser ikke alltid hvilken retning båten peker i når farten er lav eller båten ligger stille. For mange båter er den innebygde GPS-mottakeren mer enn tilstrekkelig, mens installasjoner med radar, AIS og andre avanserte funksjoner kan ha nytte av en separat kurssensor.

I denne artikkelen sammenligner vi tre ulike løsninger:

• Innebygd GNSS-mottaker i for eksempel Raymarine Axiom
• Ekstern GNSS og kurssensor som Raymarine AR200
• Profesjonelt GNSS-kompass som Hemisphere Vector V200

Vi ser på forskjellene i posisjon, kompassretning, nøyaktighet, oppstartstid og installasjon, og forklarer hva spesifikasjonene betyr i praksis.

GPS og GNSS – hva er forskjellen?

GPS er det amerikanske satellittbaserte posisjoneringssystemet. GNSS er et bredere samlenavn for satellittsystemer som GPS, GLONASS, Galileo og BeiDou.

En moderne marin GNSS-mottaker kan motta signaler fra flere satellittsystemer. Dette gir mottakeren tilgang til flere satellitter, men den faktiske ytelsen påvirkes fortsatt av antenneplassering, sikt mot himmelen, interferens og mottakerens spesifikasjoner.

I dagligtale brukes GPS fortsatt ofte som en samlebetegnelse, selv når produktet faktisk er en GNSS-mottaker.

Nivå 1: Innebygd GPS i kartplotteren

Moderne kartplottere som Raymarine Axiom har en innebygd GNSS-mottaker. Dette betyr at du kan få båtens posisjon på kartet uten å installere en separat GPS-antenne.

For mange fritidsbåter er dette en enkel og kostnadseffektiv løsning.

Fordeler med innebygd GPS

• Ingen separat GPS-antenne nødvendig
• Færre komponenter og kabler
• Enkel installasjon
• Lavere totalkostnad
• Tilstrekkelig nøyaktighet for normal rekreasjonsnavigasjon

Den verifiserte spesifikasjonen for en tidligere Raymarine Axiom-generasjon oppgir støtte for GPS, GLONASS og BeiDou, sporing av opptil 28 satellitter og posisjonsoppdateringer ved 10 Hz. Den oppgitte posisjonsnøyaktigheten er maksimalt 15 meter uten SBAS og maksimalt 5 meter med SBAS, i begge tilfeller 95 prosent av tiden. Nøyaktige spesifikasjoner varierer mellom modeller og generasjoner.

Fri sikt mot himmelen er avgjørende

En innebygd GPS-mottaker fungerer bare så godt som installasjonsstedet tillater det. Siden antennen er inne i kartplotteren, påvirkes mottaket direkte av hvor skjermen er montert.

Mottaksforholdene kan forverres hvis plotteren befinner seg:

• Inne i et styrehus
• Under en hardtop
• Under en flybridge
• Bak metallisert eller sterkt tonet glass
• Nær større metallkonstruksjoner
• På et sted hvor store deler av himmelen er skjult

I en åpen cockpit med god utsikt mot himmelen fungerer den innebygde antennen vanligvis under betydelig bedre forhold enn i en lukket kabin.

Så det er ikke bare mottakeren du bruker som betyr noe. Antennens plassering og den klare utsikten til satellittene er også svært viktig.

Hvor lang tid tar det å få en posisjon etter oppstart?

Bare fordi kartplotteren har startet, betyr det ikke automatisk at GNSS-mottakeren allerede har etablert en stabil posisjon.

Den oppgitte kaldstarttiden for den verifiserte Raymarine Axiom-mottakeren er mindre enn to minutter. En kaldstart betyr at mottakeren må søke etter satellitter uten å kunne bruke alle tidligere lagrede data.

Hvor raskt posisjonen vises i praksis påvirkes blant annet av:

• Utsikten mot himmelen
• Antenneplassering
• Hvis satellittinformasjonen er lagret
• Hvor lenge systemet har vært av
• Hvis båten har blitt flyttet siden mottakeren sist ble brukt

Etter en kort nedstengning kan posisjonen derfor nås raskt, mens en kaldstart eller en uklar installasjon kan bety lengre ventetid.

En separat, eksternt montert sensor kan ha bedre mottaksforhold hvis den plasseres på for eksempel en hardtop eller radarbue med fri sikt mot himmelen. Dette betyr imidlertid ikke at en ekstern sensor alltid garanterer raskere posisjonslås. Resultatet avhenger av hele installasjonen.

GPS viser ikke automatisk hvilken retning båten peker i

Det er viktig å skille mellom kurs over grunn , COG, og kompasskurs , retning.

GPS-mottakeren kan beregne COG ved å sammenligne hvordan båtens posisjon endres. COG viser derfor hvilken retning båten faktisk beveger seg over jordoverflaten.

Kursen viser i stedet hvilken vei buen peker.

Disse verdiene kan variere på grunn av:

• Sidevind
• Nåværende
• Drift
• Rygging
• Manøvrering
• Svært lav hastighet

Når båten ligger stille, er det ingen bevegelse som GPS-mottakeren kan bruke til å beregne en stabil COG. Derfor er ikke kartplotterens innebygde GPS en erstatning for en ekte kurssensor.

Det kan merkes ved:

• Båtsymbolet vrir seg eller beveger seg uberegnelig
• Head-up-orienteringen blir mindre stabil
• Radaroverlegget justeres ikke riktig når retningen mangler
• Presentasjonen av omkringliggende mål blir mindre intuitiv

Nivå 2: Ekstern GPS/kompass – Raymarine AR200

Raymarine AR200 kombinerer en GNSS-mottaker med et AHRS-system, et referansesystem for retningsstyring og kursstyring. Sensoren gir posisjon, magnetisk kompassretning, stigning og rulling til kompatible Raymarine Axiom-systemer.

Dette betyr at AR200 gir informasjon som en standard GPS-mottaker ikke kan gi når båten ligger stille.

Ekstern plassering gir bedre installasjonsalternativer

AR200 har en intern GNSS-antenne, men hele sensoren er montert eksternt, slik at du kan velge en plassering med bedre utsikt mot himmelen enn det kartplotterens plassering tilbyr.

Vanlige monteringssteder kan være:

• Hardtop
• Radarbue
• Targa-bue
• Annet åpent område med god satellittsikt

Plasseringen må også velges med tanke på det magnetiske kompasset i enheten. Sensoren bør ikke monteres i nærheten av utstyr eller ledninger som skaper magnetisk interferens, og deretter kalibreres.

Stabil kurs når båten ligger stille

Den viktigste forskjellen mellom AR200 og en vanlig GPS er tilgangen til retning.

AR200 bruker en AHRS-løsning med akselerometer, digitalt magnetisk kompass og MEMS-gyro. Enheten gir kurs, stigning, rulling og svinghastighet med en oppdateringsfrekvens på 10 Hz. Raymarine oppgir en statisk magnetisk kompassnøyaktighet på 1° RMS og en dynamisk nøyaktighet på 3° RMS.

Dette gir systemet tilgang til båtens retning selv når båten ligger stille eller beveger seg sakte.

Overskriftsinformasjon er verdifull for:

• Stabil kartorientering
• Radaroverlegg
• ClearCruise utvidet virkelighet
• Videostabilisering
• Presentasjon av AIS og kartobjekter
• Funksjoner som krever informasjon om helling og rulling

AR200 er spesielt utviklet som en sensor- og videostabiliseringsmodul for ClearCruise AR på kompatible Axiom-kartplottere. Sammen med et kompatibelt kamera kan systemet legge navigasjonsobjekter, AIS-mål og sjømerker over kamerabildet.

Raymarine AR200 tekniske data

Raymarine AR200 sporer opptil 28 satellitter og oppdaterer GNSS-posisjonen med 10 Hz. Den oppgitte posisjonsnøyaktigheten med SBAS er mindre enn 5 meter, 95 prosent av tiden. Kaldstart er oppgitt til mindre enn to minutter, vanligvis mindre enn 60 sekunder, mens varmstart er oppgitt til mindre enn 45 sekunder.

Dette betyr at AR200 ikke primært skal sees på som en dramatisk oppgradering av nøyaktigheten til den oppgitte GPS-posisjonen sammenlignet med Axioms interne mottaker.

Den store oppgraderingen er i stedet:

• En eksternt plassert GNSS-mottaker
• Magnetisk kurs når båten ligger stille
• Pitch og roll
• Informasjon om stabiliserte priser
• ClearCruise AR-støtte

AR200 må installeres og kalibreres riktig for å gi pålitelige retningsdata. Systemets valgte datakilder og kompatibilitet bør også kontrolleres før retningsinformasjon brukes av andre nettverksfunksjoner.

Nivå 3: Profesjonelt GNSS-kompass – Hemisphere Vector V200

Hemisphere Vector V200 er et profesjonelt GNSS-kompass som bruker to GNSS-antenner i samme hus. Antennene er 20 centimeter fra hverandre og kompletteres av gyro- og tiltsensorer.

I motsetning til AR200 trenger ikke V200 å bruke et magnetometer for å bestemme retningen. I stedet beregnes retningen ved hjelp av satellittsignalene som mottas av de to antennene.

Retning uten magnetisk kompass

Siden kursen bestemmes ved hjelp av en dobbel GNSS-antenne, er kursberegningen ikke avhengig av jordens magnetfelt.

Dette betyr at kursfunksjonen ikke påvirkes av magnetisk avvik fra for eksempel:

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

Enheten trenger heller ikke å kalibreres slik som et tradisjonelt magnetisk kompass. Installasjonen må imidlertid fortsatt gjøres riktig. Sensororientering, klar sikt til himmelen og avstand til forstyrrende radiosendere eller strukturer som skjuler signaler er fortsatt viktige.

Posisjons-, retnings- og bevegelsesdata

V200 kan forlate:

• GNSS-posisjon
• Overskrift
• Tonehøyde
• Rolle
• Heve
• Svinghastighet

Produsentens datablad oppgir 424 kanaler, 10 Hz som standard og 20 Hz som et alternativ. Kaldstart er oppgitt til 60 sekunder, varmstart til vanligvis 30 sekunder, varmstart til vanligvis 10 sekunder og kursfast start til vanligvis 10 sekunder.

Posisjonsnøyaktigheten er spesifisert som:

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

Kursnøyaktigheten er 1,5° RMS som standard og 0,75° RMS som tilleggsutstyr. Pitch og roll er spesifisert til 1,5° RMS.

Det er viktig å skille mellom standard- og tilleggsversjonene. Nøyaktigheten på 0,75° bør ikke oppgis som generell ytelse for alle V200-konfigurasjoner.

Når er V200 det riktige valget?

V200 er spesielt interessant når installasjonen stiller høyere krav til posisjon og retning, eller når magnetisk interferens gjør det vanskelig å plassere et standard elektronisk kompass.

Eksempler på bruksområder er:

• Profesjonelle navigasjonsinstallasjoner
• Arbeidsbåter
• Måling av båter
• Installasjoner som krever GNSS-basert kurs
• Avanserte radar- og AIS-systemer
• Systemer som bruker NMEA 2000 eller NMEA 0183

V200 støtter NMEA 2000 eller NMEA 0183, avhengig av produktversjon og valgt tilkobling. Derfor må riktig variant velges basert på båtens eksisterende nettverk.

Teknisk sammenligning

Axiom GNSS-spesifikasjonene varierer mellom modeller og generasjoner. Tabellen er derfor basert på Raymarine-generasjonen hvis dokumentasjon er bekreftet her. Sjekk alltid manualen for den spesifikke Axiom-modellen.

Verdiene for Axiom og AR200 er gitt av Raymarine som 95 % konfidensgrenser, mens V200-verdiene er gitt som RMS, så de kan ikke sammenlignes som om de ble beregnet med nøyaktig samme statistiske metode.

Hva betyr forskjellene i praksis?

Innebygd GPS i Axiom

Den innebygde mottakeren er et godt valg når:

• Plotteren har god utsikt mot himmelen
• Du trenger hovedsakelig en stabil posisjon på diagrammet
• Du vil holde installasjonen enkel
• Du trenger ikke å gå i retning når båten ligger stille
• Du har ingen funksjoner som krever en separat retningssensor

For vanlig fritidsnavigasjon kan den innebygde mottakeren være helt tilstrekkelig.

Raymarine AR200

AR200 er et naturlig steg opp når:

• Plotteren er montert på et skjult sted.
• Du ønsker å kunne plassere GNSS-mottakeren med bedre utsikt mot himmelen
• Du må ha kurs når båten ligger stille
• Du bruker ClearCruise AR
• Du trenger tonehøyde og rulling
• Du ønsker å forbedre funksjoner som er avhengige av stabile kursdata

Den viktigste gevinsten er ikke nødvendigvis bedre posisjonsnøyaktighet. Det er kombinasjonen av ekstern posisjonering og korrekte kursdata som utgjør forskjellen.

Hemisfærevektor V200

V200 passer best når:

• Profesjonell GNSS-retning kreves
• Magnetisk interferens er vanskelig å unngå
• Høyere posisjonsnøyaktighet er nødvendig
• Kursen bør beregnes uten magnetometer
• Installasjonen krever NMEA 2000 eller NMEA 0183
• Standardisert og dokumentert sensorytelse prioriteres

Her tar du steget fra et magnetisk AHRS til et GNSS-kompass med dobbel antenne.

Hvilken løsning bør du velge?

Velg innebygd GPS hvis:

• Du har et enkelt navigasjonsoppsett
• Plotteren har god utsikt mot himmelen
• Du trenger hovedsakelig posisjon og COG
• Du vil unngå tilleggskomponenter

Velg Raymarine AR200 hvis:

• Du har et kompatibelt Axiom-system
• Du trenger retning når du står stille
• Du vil bruke ClearCruise AR
• Du trenger informasjon om presentasjon og rolle
• Plotterens plassering gir mindre passende mottaksforhold

Velg Hemisphere Vector V200 hvis:

• Du trenger GNSS-basert kurs
• Du vil unngå problemer med magnetisk kompass
• Du trenger dokumentert, profesjonell sensorytelse
• Du trenger høyere posisjonsnøyaktighet
• Installasjonen bruker NMEA 2000 eller NMEA 0183

Konklusjon

Den innebygde GPS-mottakeren i en kartplotter som Raymarine Axiom er mer enn tilstrekkelig for normal navigasjon, spesielt når kartplotteren er montert med god utsikt mot himmelen. Den gir imidlertid ikke en sann kompassretning når båten ligger stille. Den viser primært posisjon og kan beregne COG når båten er i bevegelse.

Raymarine AR200 kompletterer systemet med kursstyring, pitch og roll. Den eksterne monteringen lar deg også velge en plassering med bedre satellittsikt enn plotterens plassering. For et kompatibelt Axiom-system med ClearCruise AR eller andre funksjoner som krever stabil kursstyring, er det et klart steg opp.

Hemisphere Vector V200 går lenger ved å beregne kurs ved hjelp av to GNSS-antenner i stedet for et magnetometer. Dette reduserer problemene med magnetisk avvik og gir høyere dokumentert posisjonsnøyaktighet, sammen med kurs, helling, rulling og hiv for mer krevende installasjoner.

Det viktigste spørsmålet er derfor ikke bare hvor nøyaktig GPS-posisjon du trenger. Du må også avgjøre om systemet trenger å vite hvor båten er , hvilken vei den beveger seg , eller hvilken vei baugen faktisk peker .

Kort oppsummering

Innebygd GPS: Posisjon og COG for normal navigasjon.

Raymarine AR200: Posisjon pluss magnetisk kurs, helling og rulling.

Hemisphere Vector V200: Posisjons- og GNSS-basert kursmåling med doble antenner for mer krevende og profesjonelle installasjoner.