ABC – Jak współpracować z satelitami

Urządzenia typu GPS korzystają z systemu 24 satelitów, krążących wokół Ziemi po stałych orbitach. Dla użytkownika ważne jest aby dotarły do niego sygnały z co najmniej 4 z nich. W tych sygnałach zawiera się informacja o dokładnym czasie i położeniu satelity.

 Urządzenie pokładowe, stacjonarne czy przenośne, otrzymuje informację o czasie, w jakim sygnał musiał dotrzeć do odbiornika, co się przekłada na odległość od satelity, a więc miejsce na sferze, której środkiem jest wysyłający sygnał satelita. Jeżeli równocześnie docierają też sygnały z innych satelitów, odbiornik może wyliczyć pozycję znajdującą się na przecięciu się tych sfer.

Dla przeciętnego użytkownika mało ważne są zawiłości telekomunikacji z satelitami, on musi sobie dać radę z „gałkologią”, czyli w jaki sposób co ustawić, by urządzenie chciało poprawnie pracować i wyświetlać na ekranie to czego sobie użytkownik życzy. A tu opcji jest wiele.

Przede wszystkim nowe urządzenie GPS nie zastartuje natychmiast, bo jest „ogłupiałe”. Nie wie, co ma odbierać i skąd. Wprawdzie pierwszy odebrany satelita wyśle informacje o pozostałych, ale załadowanie pełnej sekwencji zajmuje mu ponad 12 minut. Oznacza to, że pierwszej wyświetlonej pozycji nie możemy oczekiwać wcześniej niż przed kwadransem.

Problem ten dotyczy również tych urządzeń GPS, które były dłuższy czas wyłączone, były przewożone na większe odległości czy też pozbawione baterii. Na szczęście kolejne włączenia będą przywoływały zachowane w pamięci dane i aktualna pozycja będzie wyświetlana w ciągu sekund lub pojedynczych minut. 

Co i jak ustawiać?

Zacząć należy od uważnego przeczytania instrukcji obsługi, gdyż poszczególne urządzenia różnią się między sobą i trochę czasu zajmie opanowanie pewnych operacji, nawet jeśli znamy procedury stosowane w innych modelach.

Menu ustawień (set-up) pozwala na ustalenie pewnych formatów w jakich chcemy otrzymywać niezbędne informacje. I tak czas jest odbierany z satelity i najczęściej odpowiada on UTC (Universal Time Coordinated czyli GMT), ale od nas zależy czy będzie on pokazywany w formacie 12 czy 24 godzinnym, czy będzie uwzględniona strefa czasowa i w jakich jednostkach będzie podawana odległość – milach lądowych (statute), morskich (nautical) czy kilometrach. Trzeba przy tym zwrócić uwagę czy prędkości wynikające z zastosowania tych jednostek podawane są  w km/godz. czy węzłach.

Pozycja geograficzna wyświetlana może być w różnych formatach: stopnie i minuty z setnymi minut, stopnie, minuty i tysięczne minut, stopnie, minuty i sekundy itd. Od nas zależy opcja. Zwrócić jednak należy uwagę, czy zastosowany system odniesienia odpowiada aktualnej mapie, z której korzystamy. Trzeba bowiem przypomnieć, że najpowszechniej używany jest system WG84 (World Geodetic System z roku 1984), ale na wodach europejskich spotkać można także ED50 (European Datum) lub OSGB36 (Ordnance Survey Great Britain). Niewłaściwe ustawienie systemu może skutkować znacznymi błędami w pozycji.

Kurs pokazywany na wyświetlaczu jest zazwyczaj kątem drogi czyli kierunkiem rzeczywiście utrzymywanym z uwzględnieniem prądu i dryfu. Jeśli jednak o namiary chodzi to zawsze będzie występował problem namiaru rzeczywistego, magnetycznego czy kompasowego. Stąd możliwe opcje ręcznego wprowadzania poprawek – dewiacji czy deklinacji.

Wreszcie do ustawienia pozostają alarmy. Najczęściej spotykane to alarm zbliżenia się do punktu końcowego (pośredniego) czyli osiągnięcie waypointu, alarm kotwiczny czyli przesunięcie jachtu nad kotwicą, czy też osiągnięcie założonej głębokości (alarm mieliźniany). Nastawiamy dowolną odległość (głębokość), której przekroczenie będzie sygnalizowane dźwiękiem. W wypadku alarmu kotwicznego jest to wykroczenie poza krąg bezpiecznego myszkowania.

 Trzymaj kurs czy prowadź jacht?!

Trzeba się przyzwyczaić, że urządzenie GPS przemawia do nas swoistym językiem i nie uwzględnia naszej ignorancji lingwistycznej. Najczęściej są to 3-literowe skróty z języka angielskiego, ale w zależności od zastosowanego modelu zdarza się różna terminologia.

I tak kurs i prędkość (course CRS, speed SPD) może być określana jako kierunek i prędkość (heading HDG, speedSPD) lub droga i szybkość (track TRK, velocity VEL) albo kurs i prędkość nad dnem (course and speed over ground CoG, SoG).

Ważnym skrótem jest XTE (cross track terror). Oznacza on błąd zejścia od wcześniej zaplanowanego kursu (np. na określony waypoint). Do ustalenie owego kursu służy nam opcja Go To (Idź do!). Po naciśnięciu takiego klawisza możemy wpisać koordynaty kolejnego waypointu, wskazać waypoint z przygotowanego wcześniej  spisu lub kursorem najechać na miejsce na mapie wyświetlacza i kliknąć ustalając w ten sposób punkt docelowy.

Ustalona droga do waypointu prowadzi nas jak po sznurku, ale dobrze jest sprawdzić (na drogowej mapie papierowej) czy na tej drodze nie ma jakichś przeszkód w rodzaju mielizny czy rejonu zamkniętego.

Gdy ta procedura została uruchomiona możemy w odpowiedzi uzyskać dane dotyczące odległości od obecnej pozycji do tego punktu (distance to waypoint DST lubdistance to go DTG), namiaru na punkt (bearing BRG) oraz szacowany czas dotarcia (estimated time of arrivalETA, time to go TTG) przy założeniu, że utrzymamy prędkość jaką mamy w danej chwili.

Kłopot zaczyna się, gdy jacht nie chce utrzymać się na założonej trasie, bo znosi go prąd lub dryf okazuje się z zbyt duży. Otóż wtedy XTE określa nam wielkość odchyłki od kursu mierzoną prostopadle do linii kursu. Warto śledzić tę wielkość, by nie narazić się na niespodziankę w postaci brzegu, gdy miała być cały czas bezpieczna woda.

Przy tej okazji zauważmy, że podawana odległość (DST), jak i namiar (BRG) są już nieco inne, ponieważ GPS lojalnie odnosi to do aktualnego (zboczonego?) miejsca.

Kiedy wykonać zwrot?

Kiedy docieramy do jakiegoś umownego punktu zwrotnego (np. kolejny waypoint) uprzedzi nas o tym alarm. Jeśli ustawiona średnica kręgu ostrzegawczego jest zbyt duża, a my pospieszymy się ze zwrotem (rys.1), może okazać się, że kolejny kurs choć bezpiecznie wyznaczony, jest wszakże przesunięty o promień ostrzegawczego kręgu i prowadzi ku niebezpieczeństwu.

Jak w wielu innych sytuacjach prowadzenie równoległej nawigacji na mapie papierowej natychmiast ujawni naszą niewłaściwą pozycję i pozwoli w porę przeprowadzić korektę kursu.

Dość częstym zadaniem nawigacyjnym, przy którym GPS może być przydatny jest osiąganie celu położonego pod wiatr. Ustalamy dwie linie graniczne (laylines), przy których można osiągnąć cel bez wykonywania zwrotu – jedną na lewy hals i drugą na prawy hals. Wystarczy osiągnięcie jednej z tych linii (rys.2), by przełożyć się na hals prowadzący bezpiecznie do celu bez zbędnego nadkładania drogi.

Podobny cel spełnia metoda stożka. Wyznacza się na mapie dwie linie zbiegające się w punkcie docelowym (waypoint) i odkłada coraz krótsze halsy.

Jak widać z rysunku 3 linię środkową stanowi kierunek wiatru, od punktu docelowego odkładamy dwie linie odchylone po 20° od kierunku wiatru (można stosować stożek bardziej lub mniej rozchylony. Wystarczy do „namiaru na wiatr” dodać i odjąć 20° i wykonywać zwrot przy osiągnięciu określonego namiaru.

Przy wietrze NW (315°) wiejącym od strony naszego punktu docelowego (portu)  jedną granicę stożka wyznacza namiar BRG1=335°,  drugą BRG2=295°.

 Wystarczy obserwować wartość zmieniającego się namiaru, by we właściwym momencie wykonać zwrot bez narażania się, że wyjedziemy za daleko w bok, wiatr akurat zmieni kierunek i do domu będziemy wracać wyjątkowo długo.

Metoda stożka charakteryzuje się długimi halsami w pierwszym etapie (gdy port daleko), a potem częstotliwość zwrotów się zwiększa, co dla zmęczonej załogi może stanowić jakiś problem. Innym rozwiązaniem jest strategia „korytarza”.

Podobnie jak przy „stożku” wykreślamy na mapie linię wiatru (namiar na waypoint leżący pod wiatr). Odkładamy od tej linii umowną odległość (np.2 lub 3 mile) na obie strony i kreślimy linie równoległe (rys.4). Lawirując w tym korytarzu obserwujemy błąd zejścia z kursu (XTE).

Przy przekraczaniu linii środkowej XTE wyniesie 0 i następnie będzie wzrastało. Notujemy wielkość XTE przy przekraczaniu jednej zewnętrznej linii, wykonujemy zwrot i drugim halsem płyniemy do przeciwnej linii zewnętrznej. Znowu notujemy XTE i teraz znamy już granice, przy których będziemy wykonywać kolejne zwroty.

W obu podanych metodach chodzi o to, by nie zapuścić się zbyt daleko jednym halsem, co przy niekorzystnej zmianie wiatru może wydłużyć czas trwania rejsu.