Gondolatok a tengeri navigációról Vass Tibor, a Magyar Jacht Akadémia vezetője

Átírás

1 Gondolatok a tengeri navigációról Vass Tibor, a 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

2 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

3 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

4 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

5 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 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