Pokud jste nenarazili na prvni dil Radionavigace, tak ho doporucuji dohledat a seznamit se ze zaklady fungovani systemu GPS, zasadne to ulehci vstrebani novych informaci v tomto druhem dilu Radionavigace.
Tak jako i jine systemy, tak i system GPS ma urcitou nepresnost, ktera muze pramenit z nekolika ruznych „zdroju“. Tyto nepresnosti se tykaji (maji vliv na) vyznaceni vzdalenosti mezi satelitem a antenou prijimace (Ranging Errors). Proc, a proc? Presne urceni vzdalenosti mezi satelitem a antenou prijimace je alfou a omegou presneho vyznaceni pozice. Tak, jak bylo jiz receno v prvnim dile. Prijimac meni cas (epochu) kdy prijal PRN ze satelitu (hleda optimalni reseni aby se PL protly nejlepe v jednom bode). Pokud ale dojde k ruznym chybam ve vypoctu vzdalenosti u ruznych satelitu (to jak tyto chyby muzou vzniknout, o tom pozdeji), prijimac najde reseni pro vsechny pozicni linie, ktere je ale zatizeno jistou chybou. Co prijimac provede?? Vybere nejlepsi mozne reseni, ktere je ale samozrejme zatizeno chybou v pozici. Proto se setkavame s ruznymi hodnotami presnosti GPS. Tyto uvadene presnosti GPS jsou vetsinou hranicni nepresnosti, nebo-li chyby mereni, ktere spadaji do normalniho rozdeleni pravdepodobnosti a odtud uz muzeme vyvodit nejakou tu hodnotu (tim se ale zabyvat nebudeme, je to sucha teorie).
Chyby delime takto...
URE (User Range Errors) – chyby mereni vzdalenosti obecne, ktere vznikaji na urovni prvniho (kosmickeho) a druheho (kontrolniho) segmentu GPS. Jsou to nepresnosti v efemeridach, atomovych hodinach satelitu, chyby svazane s opozdenim signalu v atmosfere (iono, troposfera).
UEE (User Equipment Errors) – chyby mereni vzdalenosti zpusobene zarizenim. Zpusobene nespravnou instalaci anteny, sumem prijimace, multi-path, jednoduse okolnimi podminkami.
UE (User Errors) – chyby uzivatele, to jsou ty nejhorsi chyby, nespravna interpretace toho co nam chce prijimac „rici“ a nebo napr. chyba odectu pozice z displeje. Tyto chyby bohuzel, kvuli jejich nahodnosti, nemuze zcela vyeliminovat, je treba si na ne dat pozor. Samozrejme nejsou nijak svazane s merenim vzdalenosti.
USER RANGE ERRORS (URE)
Vznikaji kombinaci atmosferickych a systemovych chyb. Tyto chyby mohou byt zasadne odstraneny pomoci systemu DGPS (viz 3 dil Radionavigace). Diky stalemu zlepsovani systemu GPS se chyby na urovni URE dostali z hranice 4m v roce 1990 na hranici 1m v roce 2004. Znovu pripominam ze se nejedna o chybu v pozici, ale o chybu v mereni vzdalenosti v relaci satelit/antena.
Chyba efemerid (Ephemeris errors)
Tak jak uz bylo popsano drive, druhy segment stale kontroluje a monitoruje satelity GPS, pocita opravy uvzhlednuje drift satelitu a vysila opravene hodnoty do pameti satelitu a satelit posleze pomoci navigacni depese predava tyto informace pameti prijimace. Pokud jsou tyto opravy efemerid trochu stare, ne uplne aktualni, tak je jista chyba vzdy zarucena. Proc? Protoze prijimac takto ziskal nepresnou informaci o predpokladane poloze satelitu a jeho dopocet presne pozice satelitu je zatizen chybou. Tudiz i vysledna vzdalenost neni uplne presna. Nejhorsi je to, ze prijimac o tom nevi, kazdy satelit vysila svoji informaci efem. a tudiz se chyby u kazdeho satelitu muzou lisit. Tato chyba muze dodat do celkove chyby mereni vzdalenosti az 2 metry.
Poznamka: uvadim jednotlive „mista“ vzniku chyb na vzdalenosti (np. efemeridy = do 2 m), pozdeji si tyto chyby prevedeme na chyby v pozici, to neni slozite;
Chyba hodin satelitu (Satellite clock error)
I pres jejich obrovskou presnost, nejsou dokonale. Tak jako skvely lodni chronometr maji tendenci driftovat. I pres neustale monitorovani a duplicitu techto zarizeni na palube satelitu vznika jista chyba v koordinaci celeho systemu. To znamena, ze kdyz nase PRN opousti palubu satelitu dostane znamku/razitko s neodpovidajici epochou (casem). Tento fakt zpusobuje chybu v mereni vzdalenosti az 2 metry.
Ionosfericke opozdeni (Ionospheric delay)
Ionosfera je horni vrstva atmosfery (50-500km), obsahuje zionizovane drobne castice, ktere muzou opozdovat signal GPS (cestu naseho PRN). Toto opozdeni se meni v zavislosti na case a miste. Nejvetsi muze byt v polarnich a rovnikovych oblastech. Cinnost Slunce (solarni aktivita) ma take vliv na toho mozne opozdeni, posledni vrchol byl v roce 2001 a jelikoz se tyto vrcholy opakuji co 11 let, tak v tomto roce GPS signal take dostava „na frak“. Chyba zpusobena timto opozdenim se pohybuje v rozmezi od 2 do 5 metru.
Troposfericke opozdeni (Tropospheric delay)
Zalezi od pocasi (teplota, tlak). Nema zasadni vliv na presnost. Zbusobuje chybu do 0.5 metru.
ATMOSFERICKE OPOZDENI
Obecne jsou chyby v mereni vzdalenosti (satelit/antena) vetsi nez jsem uvedl vyse. Proc? Protoze jsou zasadnim zpusobem eliminovany matematickym modelem ionosfery. Tento matematicky model ionosfery je zapsan v pameti kazdeho prijimace a je take aktualizovan v relaci segment kontroly/satelity/prijimace. Diky tomuto modelu ionosfery dosahujeme takove presnosti jak bylo popsano vyse. Jeste vetsi odstraneni teto chyby muzeme zajistit diky systemu DGPS – o tom v 3. Dile.
USER EQUIPMENT ERRORS (UEE)
Chyby vynikajici ci zpusobene prijimacem, antenou ci aktualni lokalizaci anteny (mesto, more, pristav atd.);
Chyby prijimace (Receiver Errors)
Prijimac (antena) ma mensi chyby v ramci jeho schopnosti ROVNOMERNEHO odebirani signalu z vetsiho poctu satelitu. Antena muze mit ruzna casova opozdeni pro signaly odebirane ze satelitu o ruznych elevaci. „Lepsi“, drazsi, znackovejsi anteny a prijimace jsou schopne tyto zpozdeni eliminovat. Obecne se tato chyba dosahuje hodnoty 3 metry (na vzdalenosti Sat/Prij.).
Poznamka: z trochu jineho soudku.... lehke doplneni 1. Dilu
Elevace satelitu – uhel sevreny mezi pomyslnou rovinou horizontu a linii spojujici antenu prijimace GPS se satelitem (od 0 stupnu, horizont; do 90 stupnu, zenit). Obrazek nize.
Azimut satelitu – uhel sevreny mezi lini Sever-Jih a linii spojujici antenu prijimace se satelitem. (od 0 stupnu do 359,5 stupne); Obrazek nize.
Shot at 2012-07-25
... pokracujeme dale v 2. Dilu
Chyby vznikajici vice-cestnym odrazenim/odberem signalu (Multi-path errors)
Prijimac vzdy pocita s nejkratsi moznou vzdalenosti v ramci odberu PRN signalu. Chyba vice-cestnym odrazenim signalu vznika odrazem signalu GPS o objekty v blizkosti anteny. Antena tak neodebira signal primo ze satelitu, ale signal odrazeny od nejakeho objektu v blizkosti anteny. Tento „falesny“ (odrazeny) signal neni odebiran kontinualne, ale pouze chvilkove, pokud dosahne takove sily, ze je schopen „vykopnout“ signal jdouci primo ze satelitu. Multi-path je celkove velmi nahodny v pripade pohyblivych anten (tak jak na lodi). Na otevrenem mori se s nim prakticky nesetkame, muze se vyskytovat ojedinele v pripadech nespravne instalace anteny, kde odrazeny signal i tak nepokona zasadne delsi drahu. V pristavech je pravdepodobnost vetsi. Moderni prijimace maji systemy, ktere dokazi eliminovat multi-path. Obecne chyba vznikla kvuli multi-pathu muze dosahovat az 10 metru, vetsinou je ale mnohem mensi (0.5 – 1.0 metr); Obrazek nize vysvetluje problem multipathu v pripade trochu nestastneho vyberu mista pro instalaci GPS anteny.
Shot at 2012-07-25
Soubor chyb
Seznam potencialnich chyb nize, uvadi zdroj eventuelni chyby a jeji velikost v ramci mereni vzdalenosti satelit/antena; Jedna se o nejcastejsi velikosti chyb (nepresnosti).
Shot at 2012-07-25
*efemeridy a chyba hodin satelitu jsou casto skorelovane a tudiz je jejich vysledna hodnota nizsi nez soucet hodnot v tabulce;
Takze, nas prijimac prave vypocetl nasi pozici. To je dobre. Vyskytli se jiste chyby ve vypoctu vzdalenosti z duvodu vyse a take mame trochu nestastne zainstalovanou antenu na lodi. No rekneme ze soucet vsech jednotlivych chyb, nam dava celkovou chybu cca 10 metru. Neni to az tak spatne co? No, ale take ne pravdive. Proc? Pozorny ctenar uz vi. Tato chyba je chybou v pomeru vzdalenosti mezi satelitem a antenou, NE CHYBOU V POZICI (nepresnosti pozice). A proto tu mame k uvaze jeste nekolik dalsich prvku, abychom se jiz konecne dostali k vysledne chybe v pozici.
Aktualni konstalace satelitu... a Buh rekl, ...nerekl jelikoz necetl prvni dil Radionavigace
Aktualni konstalace (rozlozeni satelitu „na obloze“) vzhledem k nasi pozici, ma rovnez zasadni vliv na presnost tentokrat uz vyznaceni nasi pozice (plus minus kolik metru je nasi pozice spravna);
Obecne jde o to, v jakych jsou azimutech satelity, na jakych topocentrickych vyskach a jake je jejich vzajemne polozeni vzhledem k antene prijimace. Pokud treba antenu zainstalujeme nekde u nejake steny, nebo ji vytahneme z okna salonu, tak uz muzeme zapomenout na kvalitni odber signalu treba poloviny satelitu, vskoci nam do hry multi-path, pridame nejakou tu chybu efemerid a mame vydelano na nizsi presnost vyznaceni pozice, i pres to, ze nam prijimac bude kontinualne nejakou pozici ukazovat.
Obecne nam nejvice rika o „kvalite“ rozlozeni satelitu (pro antenu GPS viditelnych satelitu „na obloze“) soucinitel DOP (Dilution of Precision). V prijimacich se casto muzeme setkat s oznacenim PDOP (Position Dilution of Precision), tezko rici co tim producent mel na mysli. Jestli opravdu PDOP ci jen DOP. Proc? Protoze finalni soucinitel se nazyva vzdy DOP. Toto DOP se sklada z dalsich pod-soucinitelu jako napr.: HDOP – Horizontal Dilution of Precision, VDOP – Vertical Dilution of Precision a jeste dalsi. Zamerne nechci vnikat do techto nepraktickych soucinitelu a celkoveho slozeni soucinitele DOP. Na obrazku nize, je videt jaky muze mit vliv na presnot vyznaceni pozice rozlozeni satelitu;
Shot at 2012-07-25
Na obrazku vyse, satelity v dostatecne vzdalenosti od sebe, seda barva oznacuje eventuelni chyby v ramci mereni vzdalenosti satelit/antena GPS. Modry ctverec vyznacuje nasi eventuelni chybu v pozici. Obrazek je pouze priklad dvou satelitu. Na obrazku nize, je videt jak se plocha nasi eventuelni pozice zvetsi v pripade ze satelity zmeni svoji polohu na mene priznivou.
Shot at 2012-07-25
Obecne vetsi uhly mezi satelity jsou lepsi v ramci presnosti vyznaceni pozice a mensi zase naopak. Ted je to cele v prostoru a dvou rovinach. Tim se to trochu komplikuje. Ale uzivatel prijimace neni producent proto opustme geometrii satelitu a venujme se tomu co je fajn vedet a co je lehce pristupne v prijimaci.
Hodnoty DOP... aneb, k cemu je mi DOP?
Jak jiz bylo receno, DOP je soucinitel „kvality“ rozlozeni satelitu „na obloze“, ktery se sklada z mnoha „pod soucinitelu“. Nas zajima DOP eventuelne PDOP podle toho co muzeme najit v prijimaci. Vetsinou se setkame pouze s DOP, to je idealni pripad pro namornika. Proc si komplikovat zivot, kdyz me vystaci DOP.
V praxi se DOP ve vetsine pripadu pohybuje v rozmezi hodnot 1 az >20. Musim poznamenat, ze jsem se za svoji praxi setkal shodnotami 0.1 az 18, i kdyz se toto reseni vyrobcu prijimacu trochu vzdaluje od toho co popisuje odborna literatura, ale budiz.
A k cemu je to DOP?
To jakou muze udelat prijimac chybu v ramci mereni vzdalenosti mezi satelitem a antenou uz vice ci mene vime, ano tam trochu nahore bylo napsano 1.7 – 7.0 metru plus nejakej ten multipath, rekneme takova neprizniva morska varianta 8-9 metru. Oznacme to sobe jako Range (R); DOP oznacme jako DOP. A chybu v pozici oznacme jako PE – Position Error.
A proto tedy: PE = R x DOP pozijeme-li priklad: PE = 8.5 x 10 = 85 m;
To znamena, ze pokud bude varianta mereni vzdalenosti nasi nepriznivou morskou variantou 8.5 metru a prijimac na nas bude svitit DOP 10, tak je nase chyba v pozici 85m. No to uz neni moc prijemne +/- 85 metru, v Chorvatsku nekde mezi malymi ostrovy. Kazdy si asi pamatuje, ze pri tom mackani ruznych tlacitek na prijimaci objevil nebo nekde uvidel tuto hodnotu DOP. Velmi casto se pohybuje v hodnotach 1-2, 10 to je opravdu vyjimka. I ty chyby efemerid, hodin, ionosfery, multipath casto neni na lodi, budou mensi. Zkusme to jeste jednou. Trochu realneji. R = 3.0, DOP = 1.5;
PE = R x DOP = 3.0 x 1.5 = 4.5 metru;
Aha, tak odtud se vzalo to, ze presnost GPS je obecne do 5 metru a bla bla bla, nejhure do 10 metru a dalsi polemiky, no tak vidite jak to je doopravdy, vsechno se tyka jiste pravdepodobnosti, krivky Gaussa atd.;
Jeste neco navic.... !
Ano, jeste neco malo navic a pak obecne k tomu jak zkontrolovat prijimac, atd.
Elevacni maska (Elevation Mask)
Vetsina namornich prijimacu satelitarniho systemu GPS ma funkci „elevacni maska“. K cemu ona slouzi? Je to takovy filtr satelitu, ze kterych nechceme odebirat signal. Parametrem pro filtrovani je prave aktualni elevace satelitu nad horizontem. Pokud ustavime v prijimaci hodnotu napr. 15 stupnu, tak satelity, ktere jsou nize nez na 15 stupnich nebudou brany pod uvahu pri vyznaceni pozice. Nektere prijimace maji tovarne nastavene „elevation mask“ prave na 10 ci 15 stupnich. Doporucena hodnota na mori 15 stupnu. Proc elevation mask? Muzeme tim prispet ke zvyseni presnosti vyznaceni pozice. Satelity, ktere jsou velmi nizko nad horiznotem jsou take nejdale od nasi anteny (pokud mame satelit „nad hlavou“ tak je k nam nejblize). Tato vetsi vzdalenost zvetsuje polomer pozicni linie a signal (PRN) musi take pokonat delsi „trat“ v ionosfere, a to co zpusobuje ionosfera uz vite (opozdeni). Na obrazku nize je antena GPS a vyznacena elevacni maska na 15 stupnu.
Shot at 2012-07-25
Obecne je na mori v danou chvili vzdy videt cca 1/3 cele konstalace GPS. Ustavenim masky na 15 stupnu nase antena uvidi stale cca 1/4 cele konstalace GPS. Maska tedy lehce ohranicuje pozorovane mnozstvi satelitu.
Jak zkontrolovat prijimac GPS...
Absolutni a detailni kontrola toho jestli GPS prijimac funguje spravne neni mozna. Musime vychazet z toho, ze pokud se nam zarizeni normalne zapne, objevuje se pozice a jine informace, tak je prijimac po technicke strance s nejvetsi pravdepodobnosti v poradku. Pokud ma nejakou interni diagnostiku, jako treba Furuno GP150, tak nam na zacatku ukaze jak si na tom stoji s pameti atd. Nas zajima ale trochu jina vec.
Muzeme zkontrolovat, jak na tom vice ci mene stojime s presnosti vyznaceni pozice. A co muzeme ocekavat v nejblizsich chvilich. K teto kontrole vetsinou slouzi jedna zalozka menu, ktere se nejcasteji jmenuje „GPS Monitor“, „Satellite Monitor“, „Satellite View“ nebo je „Satellites“ (vse zalezi od vyrobce). Tato zalozka vypada u vsech GPS prijimacu docela podobne, na obrazku nize je priklad takove zalozky z prijimace Furuno GP-150.
Shot at 2012-07-25
Na obrazku vidime kolo horizontu (my jsme uprostred), vnejsi linie oznacuji elevaci 0 stupnu, stred kola oznacuje elevaci 90 stupnu; Kardinalni smery (N,E,S,W). Cisla (01, 24, 12, 08, 31, 19, 16, 18, 09) oznacuji satelity, ty ktere jsou v krouzku, jsou aktualne uzivane k vyznaceni pozice.
Nahore uprostred je datum a cas JAN 21, 2009 23:59:59 UTC.
V pravo nahore je mod v jakem GPS momentalne pracuje (W3D), o tom za chvili. 100m SAFE je specificka funkce Furuna, kterou neni potreba vysvetlovat.
Pod rameckem modu je ramecek, ktery obsahuje informace o satelitech a presneji o pomeru signal/sum (SNR – Signal to Noise Ratio), obecne cim je cerny sloupecek delsi, tim lepe (napr. satelit cislo 18 na obrazku vyse). Co je na tom lepsiho? Rekneme, ze prijimac dobre odecita PRN ze satelitu a signal neni zasadne rusen a v blizke budoucnosti urcite prijimac akorat s timto satelitem neztrati skokem kontakt. Pokud ma satelit sloupecek kratky (napr. cislo 24 na obrazku), je vice pravdepodobne, ze s nim prijimac muze ztratit kontakt (ale muze se take polepsit). Jeste jeden jev muzeme observovat v ramci techto sloupcu SNR, pokud se hodnota tohoto sloupce meni a skace z minima na maximum a naopak, mame co do cineni s vice-cestnym prijmem signalu z tohoto satelitu (multi-path viz vyse).
V pravo dole muzeme odecist dulezitou hodnotu DOP v pripade na obrazku 1.5 (to znamena?, ze je vse v poradku);
Mod GPS - vyznaceni pozice
Od nejmene presneho modu k nejpresnejsimu v ramci GPS.
GPS 2D – pozice vyznacena (definovana) pomoci dvou souradnic sirky a delky, pozice ziskana ze 3 satelitu (vyska zadana rucne);
GPS 3D – pozice vyznacena (definovana) pomoci trech souradnic sirka, delka, vyska, pozice ziskana z minimalne 4 satelitu;
DGPS 2D – pozice vyznacena (definovana) pomoci dvou souradnic sirky a delky, pozice ziskana ze 3 satelitu, prijimac odebira diferencialni opravy (o tom ve 3 dilu DGPS);
DGPS 3D – pozice vyznacena (definovana) pomoci trech souradnic sirky, delky a vysky, pozice ziskana z min. 4 satelitu, prijimac odebira diferencialni opravy (o tom ve 3 dilu DGPS);
NO FIX – prijimac neni schopen vyznacit pozici (to neni mod, ale fakt).
Pro stourave: Na obrazku vyse mame mod W3D, to je ekvivalent DGPS 3D, pouze Furuno v tomto modelu prijimace jeste specifikuje, za pomoci pismene W, zpusob jakym je diferencialni oprava transmitovana do prijimace, v tomto pripade se jedna o americky system WAAS, proto W.
Mala subjektivni diagnostika prijimace na zaklade obrazku GPS Monitor (vyse)
Prijimac pracuje v MODU DGPS 3D, to je prijemne, kontinualne odebirame signal a navigacni depesi z minimalne 4 satelitu. Rozestaveni satelitu (geometrie) je take realtivne v poradku, co nam konec koncu potvrzuje i docela pekna hodnota naseho soucinitele DOP 1.5. U docela velkeho mnozstvi satelitu SNR (signal/sum) presahuje hodnotu 40 (dB), takze i v nedaleke budoucnosti bude mit prijimac z ceho prijimat PRN; V tomto pripade se bude presnost vyznaceni pozice pohybovat nekde kolem 1m – kvuli DGPS modu. V pripade, ze by bylo pouze GPS 3D....no, to uz umite zhruba vypocitat (viz PE vyse).
Dalsi zajimave funkce prijimace GPS, aneb co muze zurivy klikac ci mackac tlacitek „po..kazit“... a na co si dat pozor!
Nize budou uvedeny nektere funkce GPS prijimacu, kazdy vyrobce je muze mit trochu jinak oznaceny a samozrejme na trochu jinem miste v menu prijimace, ale jisto jiste tam nekde jsou, staci si vzit na 5-10 minut manual do ruky a dobry uzivatel GPS vi hned vse, pokud rozumi teorii.
Elevation mask – pokud zurivy klikac a mackac (tak bych mohl zacit vse nize, ale nebudu tak vse zacinat, jelikoz vime o co tu jde). Co je elevation mask uz vime. Nastaveni prilis vysoke hodnoty muze vest k tomu, ze v uzkem trychtyri, ktery takto vznike, uz nezbyde mnoho viditelnych satelitu, a tak nam prijimac v lepsi pripade ukaze nepresnou pozici GPS 2D a nebo taky nic a bude se tvarit rozbite (az tak ne). Nastesti ma vetsina prijimacu jistou ochranu a nastavit masku napr. na 89 stupnu nelze, ale i tak muze byt maximalni nastavitelna hodnota nebezpecna.
Fix Mode – ve vetsine prijimacu mame moznost nastaveni modu vyznaceni pozice na napr. 2D/3D/AUTO. Neni to nijak nebezpecna funkce, ale doporucuji AUTO. 3D je fajn, pokud neni alarm, kdyz se 3D strati a 2D pri dnesnim poctu satelitu je skoda zapinat, snizime si tim presnost kontinuitu prace prijimace.
ANT height – nastaveni vysky anteny, nebudeme zabihat do detailu, vyska anteny ma byt nastavena plus minus metr takova jaka je. Snizuje to presnost vyznaceni pozice. Kdyz mame misto 17 metru nastaveno napr. 304 metru;
Disable Satellites – volne prelozeno – zablokovani satelitu; Tato funkce prijimacu umoznuje zablokovat libovolny vybrany satelit, tak ze vybereme cislo satelitu a potvrdime. Prijimac nebude v zadnem pripade pouzivat nami vybrany satelit k vyznaceni pozice. To jake maximalni mnozstvi satelitu muzeme zablokovat, zalezi od vyrobce. To s cim je to spojeno je asi vsem jasne. Proc je tato funkce v GPS? Jak jiz bylo receno, ke spravne funkci system GPS potrebuje 24 funkcnich satelitu, aby toto bylo zajisteno jsou na obezne draze take nektere satelity zalozni. V pripade, ze dojde k poruse nejakeho satelitu, kontrolni stredisko MCS by melo provest aktualizaci Almanachu (viz 1. Dil Radionavigace) a vyslat tuto aktualizaci prostrednictvim satelitu do prijimacu (prijimac tak vi, ze zrovna tento satelit nepatri k tem pravym 24). To je idealni stav. Tak tomu dost castno neni a nebo to cele dlouho trva. V takovem pripade muzeme dostat navigacni upozorneni – Navigational Warning (pokud jsme dostatecne vybaveni napr. INM-C), tak jak nize:
NAVAREA XII 363/2011 (GEN)
(Cancelled by NAVAREA XII 371/2011)
GPS SATELLITE SYSTEM.
PRN 24 UNUSABLE.
Toto upozorneni nas informuje o tom, ze je satelit cislo 24 nepouzitelny ke spravnemu vyznaceni pozice. V tomto momente bychom ho meli zablokovat a pri zruseni tohoto warningu, ho zase odblokovat. Toto upozorneni 363/2011 bylo zruseno upozornenim 371/2011.
GPS Smoothing Position (casto Position Filter) – zde muzeme nastavit filtraci pozice. Ve vetsine pripadu nastavujeme cas v minutach nebo sekundach. Nastaveni je docela nebezpecne, jelikoz prijimac zacne pocitat „prumernou“* pozici za zadany cas a vysledek je takovy, ze pozice, kterou odecitame z displeje muze byt znacne opozdena. To cim to hrozi, je asi kazdemu jasne... pozor na filtry! Filtrace je dobra napriklad na oceane v bouri, kdy je nam jedno jestli jsme o pet minut pozadu, ale zajima nas stabilnejsi COG (course over ground/smer plavby), ktery pri vykyvech anteny atd. Dokaze dost skakat a nevime jak se s parnikem posunujeme vzhledem ke dnu.
*nechci zabihat do toho, jakym zpusobem se filtruje vektor stavu, neprakticke a komplikovane (Kalmanuv filtr in charge again).
GPS Smoothing Speed (casto Speed Filter) – zde muzeme nastavit filtraci rychlosti. Prijimac nam bude podobne jak u pozice filtrovat rychlost a ukazovat vice mene „prumer“ za zadany casovy usek. Vyuziti opet podobne jak pri filtrovani pozice, v bouri kdy se lod vyrazne kolibe ci myskuje a chceme vedet v ramci 7 morskych vln jak se prumerne pohybujeme vzhledem ke dnu – SOG (Speed Over Ground/Rychlost nad dnem); To, jak je to „nebezpecna“ funkce muzete ocenit sami.
Speed Average – nastaveni casoveho useku v jakem ma prijimac pocitat prumernou rychlost. Nastavenim 5 minut, dostaneme prumer za 5 minut. Prijimac zapisuje kazdou sekundu rychlost a potom ji podeli mnozstvim sekund. Vetsinou je na AVR SPD specialni okenko v prijimaci, kde se ona zobrazuje, neposkodi to tak Aktualni SOG pocitanou ze sekundy na sekundu. Funkce neni nebezpecna.
Jednotky a format zapisu – prijimace casto umoznuji menit jednotky a format zapisu (hlavne u pozice, ci rychlosti). Na to je potreba si dat pozor a neodecitat nic zbrkle. Staci si jednou nastavit prijimac a nechat ho byt. Opravdu jen zurivy mackac se dostane ke zmene jednotek ci formatu zapisu a nevedomky je zmeni. Hyperbolicke souradnice s zemepisnyma (geografickymi) si snad nikdo ani ve zbrklosti nesplete.
POSN Offset – ofset pozice, docela nebezpecna funkce. Muzeme nastavit hodnoty, ktere nam ma prijimac dodavat do sirky a delky. Pokud nastavime sirka -7 minut a delka +5 minut, tak muzeme byt misto v Sukosanu taky v Biogradu na moru, a to neni prijemne. Mnoho prijimacu nema tuto funkci. Je nahrazena jinou funkci – Geodetic datum, o tom za chvili, to uz bude prakticky posledni vec a u ni bych se chtel chvilku zastavit a tento dil zakoncit.
GEODETIC DATUM
V prijimaci muze byt uvedeno jako Chart Datum.
Trochu nutne teorie: tvar Zeme je popsan referencnim elipsoidem WGS 84 (World Geodetic System z roku 1984), parametry tohoto elipsoidu jsou ziskany ze satelitnich observaci Zeme a velmi dobre opisuji tvar Zeme; Tento elipsoid je vyuzit i nejvyuzivanejsim geodetickym referencnim systemem, ktery nese stejny nazev jako elipsoid WGS 84.
Cely system GPS pracuje implicitne v referencnim systemu WGS 84. To znamena ze 0 stupnu N/S a 0 stupnu E/W jsou ustaveny v pevnem bode na elipsoide WGS 84. To je absolutne v poradku.
Co je casto nebezpecne???
Nebezpecne je to, ze navigacni mapa, at uz elektronicka* ci papirova nemusi byt vykonana (vytvorena) v systemu WGS 84, co v nekterych pripadech muze vytvaret velke nepresnosti (casto v zemepisne delce). Proto je potreba mit mapu vzdy sehranou s tim v jakem systemu pracuje muj prijimac. Pokud mam mapu v systemu Krassowski, tak na ni nemohu nanaset pozici primo z GPS a chvalit se tim jak me to pekne vyslo. Je potreba zmenit Geodetic Datum/Chart Datum v prijimaci na Krassowski, nebo zjistit opravu delky a sirky pro danou oblast (casto byva vyznacena v poznamce u mapy – chorvatske mapy to tak maji / male karty) a provest position offset. Potom mi prijimac bude udavat souradnice v referencnim systemu stejnem jako je mapa.
*(nejaky no-name, a nebo Open projekt, neodborne spracovany, nechci jmenovat, je toho hodne a nerikam ze je vsechno spatne a na nic, to ne, ale je potreba si dat pozor);
Zjednodusene se da rict, ze jeden bod na Zemi ma ruzne souradnice, podle toho v jakem referencnim systemu je udame. Vetsina prijimacu ma pod polozkou Geodetic datum/Chart datum ukrytou radu ruznych referencnich systemu. To v jakem je referencnim sytemu vykonana mapa je uvedeno v titulu mapy. Staci precist a nastavit v prijimaci.
Konkluze
Nyni uz jiste mate predstavu o tom jak zhruba GPS system funguje a jak je to z jeho presnosti. Rekl bych, ze je to velmi dokonale a presne navigacni zarizeni. Pokud si dame pozor na nektera nastaveni a vime jak zkontrolovat presnost jeho prace, tak se nemusime niceho bat.
Ti „Vypinaci“ GPS, mozna obcas vypinaji GPS z toho duvodu, ze pod pojmem GPS se kazdemu (novackovi) pred ocima zjevi GPS Plotter s mapou. Tomu zcela rozumim. Tyto mapy jsou casto dosti pofiderni, nepresne atd. Je nebezpecne podle toho jezdit a absolutne s tema vypinacema souhlasim. Jenomze uz nesouhlasim s tim, ze to je vlastne chyba GPS systemu, ze GPS je nepresny, jak je videt tak preci neni (souze po precteni). System GPS a mapy jsou dve odlisne veci, ktere je potreba jen trochu sladit.
Autor – Jakub Sklenář
– Katedra navigacnich zarizeni, Namorni universita v polskem Stetine;
kazdopadne
