GPS-NAV

Zacznę od tego że planowania tras i podstaw nawigacji najlepiej było się uczyć na wypadach Harcerskich za młodych lat. Bądź co bądź ta wiedza i umiejętności potrafią procentować w najmniej oczekiwanych momentach. Najlepiej się planuje trasy z ułańska fantazja i papierowa mapa na kolanie … lub przy użyciu map elektronicznych. Rożnicy w planowaniu nie ma, różnią się tylko narzędzia użyte do osiągnięcia zamierzonego celu.

Po pierwsze primo, musimy wiedzieć gdzie chcemy zmierzać i w jaki sposób ma przebiegać droga. Może to śmiesznie brzmi ale powoli zacznie się wyjaśniać to sarkastyczne stwierdzenie. Do tej pory używając mapę papierowa w mniejszej lub większej skali (dokładności) nanosiliśmy sobie na niej punkty drogi (zwane obecnie WP way point) i dopiero potem z mniejszą lub większą dokładnością była realizowana trasa, biorąc za punkty odniesienia azymut kompasowy lub łatwo rozpoznawalne charakterystyczne punkty terenowe.

Mając trochę wprawy można dojść w tej old schoolowej nawigacji do dużej biegłości, tak ze dalsze cześć tego co napisze mogą być już tylko pomocnym uzupełnieniem. No i stało się,upowszechniono odbiorniki sygnału GPS i stało się nieuniknione. Ludzie przestali myśleć czytając mapy. Niestety GPS i mapy elektroniczne maja tyle samo plusów co i minusów. Wiec najlepiej jest połączyć stare z nowym zęby bezproblemowo przemieścić się z punktu A do punktu B ubłoconym tak jak było to w początkowym planie. Z mojego doświadczenia mogę powiedzieć ze wszystko jest fajne ale jak się zna „fajnego” ograniczenia i możliwości.

KOMPAS/BUSOLA

 

Oby dwa urządzenia pozwalają nam określić kierunek północny i południowy a co za tym idzie wszystkie strony świata.silva
Budowa oparta jest na igle magnetycznej z ta różnica ze busola posiada dodatkowo lusterko, przyrządy celownicze, tarcze obrotowa z podziałką, linijkę centymetrowa oraz fosforyzujące oznaczenia.
Szczerbinka i muszka pozwalają na pomiar katów przy wyznaczaniu azymutu a lusterko natomiast pomaga w jednoczesnym celowaniu i kontrolowaniu wskazań igły magnetycznej.

Oczywiście część z wymienionych różnic może się znaleźć na kompasie tak czy owak.
Przy zakupie nie należy się sugerować cena bo to się później może odbić na trwałości i dokładności pomiarów.
Osobiście używam kompasu SILVA FIELD7. Mały zgrabny i do wszystkiego wystarczający. Szwedzka firma z wieloletnia tradycja robi różnicę :)
Przy zakupie warto sprawdzić poprawnośćœć wskazań busoli. Wystarczy zbliżyć magnes i oddalić. Wskazania przed i po powinny być takie same.

guzik

Kompasem czy busolą możemy ogarnąć kilka nawigacyjnych tematów. Ze względu na to że do RedbullRomaniacs trzeba podejść minimalistycznie zaopatrzyłem się w kompas guzikowy BCB. Jest bardzo mały i lekki ale wystarczająco dobrze sprawdza się w terenie tak że w razie W pomoże wrócić do bazy.

Wym wypadku stwierdzenie ze duży może więcej się nie sprawdza :)

Podstawowa umiejętnością jest wyznaczanie stron świata.
Jest to niezbędne do poprawnego zorientowania mapy, narysowania szkicu drogi, czy wyznaczenie azymutu.
W tym temacie szalu nie ma bo kompas i jego igła wskaże nam dokładnie północ oczywiście jeśli tylko kompas będzie ułożony w poziomie, a w pobliżu nie będzie dużych metalowych przedmiotów.
Żeby poznać pozostałe kierunki świata wystarczy tak obrócić kompas zęby Północny biegun igły (czerwony) pokrywał się ze znaczkiem N(North), Pn na podziałce urządzenia. Reszta kierunków ang S, W, E lub polskie Pd, Z, W są łatwe do odczytania z podziałki.

Skoro to już jest opanowane to przechodzimy do magicznej regułki AZYMUTU.

Tu znowu szalu nie ma… Azymut to po prostu nic więcej jak kat zawarty miedzy kierunkiem północnym (wyznaczonym przed chwilą) a żądanym kierunkiem. Zapomniałem wcześniej dodać że podziałka kompasu czy busoli ma 360 stopni i w wypadku azymutu będzie to kierunek pomiędzy N 0 a np. 90 E, 180 S, 270 W. Tak wiec mamy 360 dostępnych azymutów :)

No to jedziemy …. kierunek piramidy :)

Wyobraźmy sobie ze utknęliśmy na pustyni i jedyna widocznym znakiem terenowym jest piramida widoczna gdzieś na widnokręgu która dodatkowo na złość często się chowa za wydmami :)
Z miejsca w którym się znajdujemy „celujemy” busola na czubek piramidy. Następnie tak obracamy busole aby igła wskazująca północ pokryła się ze znakiem 0° na obudowie. Następnie odczytujemy wartość azymutu wyznaczoną na podziałce przez wskaŸźnik znajdujący na obudowie.

azymut

Zasada pracy jest ta sama czy to dla busoli czy dla kompasu. Różnica jest tylko w szczegółach jej wykonania.

Skoro mam już ten kąt zwany azymutem to za każdym razem jak zgubimy orientację w terenie i nawet jak nie będziemy wiedzieli naszej piramidy bo się schowała za kolejną wydmą to użyjemy naszego kąta azymutu którego wskaźnik na budowie wskaże nam kierunek w jakim mamy się poruszać oczywiście o ile znowu ustawimy igle by wskazywała nam 0 czyli kierunek północny.

Jeszcze jedna sprawa to to ze możemy wykorzystać ten AZYMUT w dokładnie odwrotnej sytuacji. Jeśli wartoœć azymutu będziemy mieli dana a nie będziemy mieli na widnokręgu naszej piramidy to zęby do niej dotrzeć wystarczy ustawić busole tak zęby wartość azymutu pokrywała się z celownikiem, potem nie kręcąc tarcza obracamy się w miejscu tak aby igła magnetyczna wskazywała na tarczy kierunek północny. Po zgraniu igły z północą na tarczy nasza wcześniej ustawiona muszka pokaże nam żądany kierunek czyli piramidy.

Tego typu nawigacja plus zliczanie przebytej drogi jest wykorzystana przez zawodowych nawigatorów, pilotów, podczas nurkowań i marszów na orientacje itd…

 MAPA

Mapa papierowa jest powszechnie stosowana choć ostatnio bardzo szybko wypierana przez różnego rodzaju urządzenia elektroniczne. W oby dwóch przypadkach wszystkie zasady pracy z mapa są takie same.

Krotko opisując mapę to można powiedzieć tyle że ma swoja siatkę, skale, odwzorowanie i legendę.

SIATKA linii prostych odpowiada współrzędnym i tworzy pokrycie mapy kwadratami dzięki którym możemy opisać dowolny znajdujący się na niej punkt np za pomocom stopni, minut i sekund. Pionowe linie wyznaczają nam na mapie kierunek północ-południe a poziome wschód zachód.

SKALA mówi nam o tym jak jak mapa jest pomniejszona względem rzeczywistości. I tak : 1 : 500 000 jest skalą liczbową oznaczającą że obraz terenu przedstawiony na mapie jest 500 000 razy mniejszy niż w rzeczywistości a wiec jeśli na mapie odległość między dwoma punktami wynosi 1 cm, to w rzeczywistości wynosi ona 500 000 cm = 5000 m = 5 km.

1 cm = 5 km skala mianowana – 1 cm na mapie odpowiada 5 km w terenie; taki zapis pozwala na szybkie przeliczanie odległości z mapy na odległości rzeczywiste.

Skala liniowa – jest po prostu linijka do porównywania odległości z mapy do rzeczywistości. Odwzorowania generalnie możemy podzielić na globalne i lokalne. Chodzi o to z jakiego punktu i z jaka dokładnością od tego punktu ustalane są wszystkie szczegóły mapy.
Najbardziej powszechnym obecnie a także wykorzystywane przez system GPS jest WGS84 (world geodetic system z 84 roku) Co do lokalnych to np może być odwzorowanie Hejhopsa gdzie za punkt odniesienia przyjęty zostanie czubek piramidy i wszystkie obliczenia będą prowadzone z tego punktu. Im dalej od niego tym mniej dokładnie.
W przypadku standardowego użytkownika ma to wszystko znikome znaczenie lecz należy pamiętać zęby sprawdzić na mapie lub odbiorniku GPS ustawienia odwzorowania. Zdarza się ze różnice w podanej pozycji i rzeczywistość odbiegają znacznie od siebie.

Legenda jak to legenda mówi nam jakami znakami na mapie zostały opisane poszczególne szczegóły terenowe.

Wróćmy do wykorzystania mapy w terenie. Pierwsza i podstawowa umiejętnością jest orientacja mapy. Robi się to po to żeby północ na mapie równał się z północą geograficzna a co za tym idzie poszczególne szczegóły mapy odpowiadały rzeczywistości w terenie.

orientacja_mapy

Wracamy do naszego przykładu piramidy Hejhopsa. Krok po kroku wygląda to tak że są dwie opcje orientowania mapy.
Przez dopasowanie do szczegółów terenowych dzięki czemu uzyskamy kierunek północny na mapie i w rzeczywistości.
W naszym przypadku jeśli jesteśmy po lewej stronie drogi, za droga są widoczne piramidy a przede mną znajduje się jedna samotna palma to jeśli tak obrócimy mapę zęby wszystkie szczegóły pasowały do siebie wszystko będzie grało i będziemy mieli zorientowana mapę oraz jasność w terenie.

W drugim przypadku używamy kompasu i wygląda to dokładnie na odwrót. Nie mając widoczności szczegółów terenowych możemy przyłożyć kompas do Południka (lewej lub prawej krawędzi mapy) po czym tak obracać mapą i kompasem by wskazówka kompasu pokazywała nam kierunek północny i zgrywała się z N na tarczy.
W tym momencie mapa będzie zorientowana do kierunku północnego i wszystkie elementy terenowe powinny znajdować się odpowiednio względem nas.
Oczywiście możemy znajdować się z lewej lub prawej strony drogi lub przed albo za palma lecz jeśli tylko zobaczymy gdzie jest droga lub palma względem nas w rzeczywistości będziemy mogli wprowadzić korektę naszej pozycji.

Jak dotąd przerobiliśmy kompas i mapę co daje nam już dużą swobodę i pełne zobrazowanie terenu. Z powyższymi podstawowymi umiejętnościami terenowymi i odrobina wprawy z łatwością możemy nawigować podczas każdego wypadu poza miasto :)

Proste jak fix :)

GPS

Skoro znamy już podstawy podstaw nawigacji możemy przejść do wykorzystania systemu GPS którego zasady wykorzystywania opierają się własnie na tym co dopiero przerobiliśmy.
Mianem krótkiego wprowadzenia zęby było jasne jak to działa. System GPS skalda się z około 30 satelit krążących do okola ziemi po orbitach o średniej wysokości. Dzięki ich ustawieniu teoretycznie z każdego punktu na ziemi użytkownik widzi minimum 4 satelity jednocześnie co jest wymogiem żeby otrzymać pozycje w 3D. Zasada określania pozycji polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Jak mamy 4 takie czasy czytaj odległości to odbiornik jest wstanie określić jednoznaczna pozycje. Dzięki temu systemowi osiągamy dokładność pozycji powiedzmy około 10m. Ta niedokładność pozycji powstaje w wyniku problemow czystego przejścia sygnału przez jedna z powłok ziemskich – jonosfer.
Znaleziono na ten błąd sposób i umieszczono na dodatkowych wysokich orbitach satelity geostacjonarne, poruszające się z tą sama prędkością kątowa co ziemia a co za tym idzie względem obserwatora nie zmieniaj swojego położenia.
Żeby było jasne, te satelity nie są częścią sytemu GPS ale go uzupełniają. Nie wdając się w szczegóły ich zadaniem jest przesłanie do odbiorników GPS poprawki kompensującej błędy wynikające z jonosfery. Dzięki temu zwiększają one dokładność wyznaczenia pozycji poziomej przez odbiornik GPS do 2-3 m.

Można mi wieżyc lub nie ale z tego co przed chwilą napisałem nie którzy doktoraty porobili :)

Dobra, koniec z teoria…
Uruchamiamy nasz odbiornik i tu mamy dwa stary zimny i ciepły. Zimny to taki jest dłuższy w czasie do otrzymania pozycji z powodu tego ze odbiornik nie odebrał jeszcze pewnych danych z satelit. Zdąża się to przy pierwszym uruchomieniu albo jak na przykład trochę wyolbrzymiając wyłączamy odbiornik w Europie i zmienimy kontynent. Wtedy znowu trochę potrwa zanim odbiornik pokaże pozycje no bo się musi zaktualizować.
Ciepły to taki szybki gdzie wszystko już jest co potrzeba i nie marnujemy czasu na te aktualizacje.
Dalej jak już mamy te minimum 4 satelity rozłożone względem nas z odpowiednia geometria to odbiornik pokaże nam pozycje. Im więcej satelit widocznych i im lepsza geometria tym dokładniejsza będzie pozycja.
Dalej włączamy sobie tak funkcje WAAS/EGNOSS i znowu zwiększamy swoja dokładność. Dlaczego? Bo własnie uruchomiliśmy możliwość odbioru sygnału z satelit geostacjonarnych które nadają na poprawki do błędu który ma w sobie sam system GPS.
To by było na tyle jeśli chodzi o wstęp. No może poza jednym, pozycja 3D to tak w której poza współrzędnymi mamy też podaną wysokość nad średnim poziomem ziemi.

Ważnym jest to co mamy schowane we właściwościach menu GPSa. Każdy z modeli może i się różnć miedzy sobą ale bazę maja taka sama. Ja mam dwa modele Garmin Foretrex 301 (bardzo proste urządzenie) i Garmin GPS60Csx (bardzo niby zaawansowane urządzenie). Zapomniałem jeszcze dodać ze mam coś tam w telefonie HTC co też się super sprawdza ale to pominę bo nie o samochodowej nawigacji tu mowa :)

slupek

Jakoś ze powiedziałem ze baza manu jest jedna wiec przejadę prze najważniejsze znaczy potrzebne funkcje. Resztę można pominąć albo samemu sobie doszukać po co co jest.
Wiec tak:
Naciskam POWER i zaczyna się uruchamiać urządzenie. Wchodzimy w etap o którym wspominałem czyli startu zimnego lub ciepłego. Ja lubię sobie zawsze wejść na stronę gdzie widać jak na pionowych słupkach zaczyna się pojawiać ilość i jakoś odbieranych sygnałów. I tak samo jak wcześniej już była mowa trzeba 4 słupków zęby odbiornik GPS pokazał jakaś pozycje. Im więcej słupków i im lepsza geometria tym pozycja będzie dokładniejsza.
Jako ćwiczonko o co w tym chodzi można sobie wejść pod most i zobaczyć jak się będzie to zachowywało i co się stanie wtedy z pozycja.
Generalnie to z tych obrazków można więcej informacji wyciągnąć ale nam to jest nie będzie potrzebne.
Teraz chyba muszę przejść do podstaw nawigacyjnej terminologii :) Łatwiej nam się będzie pracowało z następnymi stronami menu.

WAYPOINT – WP – oznacza porostu punkt na mapie lub w terenie do którego się jakoś musimy odnieść
MARK – taki przycisk oznacza zaznaczenie na urządzeniu obecnej pozycji
TRACK – jest wtedy kiedy urządzenie zapisuje przebyta przez nas drogę
HEADING – to generalnie jest tam gdzie jesteśmy skierowani
COURSE – niezależnie od tego jaki jest heading oznacza to gdzie się poruszamy (np dryftujący samochód ma przed skierowany na bok pasa a jedzie wzdłuż pasa)
ROUTE – to droga miedzy WPT punktami drogi, zrobiona lub przejechana
COMPASS – to kompas porostu elektroniczny i szalu nie ma
DISTANCE – to odleglosc npo miedzy punktami lub do końca drogi
ETA – ANG to Estimated Time of Arrival czyli zliczony czas dojazdu bo dystans do przebycia razy prędkość daje na czas itd…
BEARING – to namiar, jako liczba stopni jest podany kierunek na wyznaczony punkt np Azymut możemy nazywać Beringiem
UTC – United Time Cooridinated
WGS – World Geodetic Datum to jest odwzorowanie mapy na którym jest oparty GPS. Jest tego mnóstwo ale tylko WGS bezie nas interesował.
SETUP – ustawienia

NORTH UP i TRACK UP Ważna sprawa jest orientacja mapy. Często użytkownicy nie do końca rozumieją co jest po co i idą na łatwiznę :) Chodzi o to że na NORTH UP mapa jest zorientowana względem północy a znaczek naszego położenie będzie się zmieniał zgodnie z kierunkiem naszego ruchu. TRACK UP to dokładnie na odwrót, Nasza strzałka kierunku poruszania jest zawsze skierowana ku gorze monitora a zmieniając kierunek ruchu obraca się cala mapa.
mapJako przykład gdzie i po co się co stosuje mogę podać przykład nawigatora morskiego. W momencie kiedy statek płynie np z Anglii do Brazylii to nawigator ustawia sobie na radarze NORTH UP i wie wtedy ze wszystko co jest na mapach jest rozłożone w odpowiednich miejscach względem kierunków świata co ułatwia mu nawigowanie a strzałka kierunku poruszania pokazuje mu kierunek w jakim podąża czyli mniej więcej SW. Dodatkowo jest w stanie łatwo określić z jakiego kierunki inny statek zbliża się do niego.
W momencie kiedy statek podchodzi do portu np RIO i na statek wchodzi pilot to on przełącza sobie radar na TRACK UP ponieważ łatwiej jest mu nawigować na małych odległościach z zobrazowaniem jak strzałka kierunku zachowuje się względem przeszkód na ladzie. Coś jak komputerowa GRA na ATARI :)
Ja osobiście wole w terenie używać zobrazowania NORTH UP ponieważ wystarczy jedno spojrzenie na ekran i wiem w jakim kierunku się poruszam. Nie wykonuje przecież nawigacyjno chirurgicznych ruchów…
Ale bądź wola twoja i robota co chceta :)

ELEKTRONICZNY KOMPAS to to samo co to staroświeckie pudełko z ruchomakompas wskazówką ale jest jedno pozytywne ale. Jesli zapodam sobie w odbiorniku jakiś WP to w momencie jak przełączę ekran na COMPASS to będę miał podawany ciągły namiar na ten punkt. Elektroniczny kompas W kompasie Azymut jest sztywny dlatego jeśli zejdę z wyznaczonej wcześniej trasy muszę albo wyznaczyć nowy azymut na punkt albo wrócić na trasę o dokładnie ta samo odległość i w przeciwnym kierunku z jakiego zszedłem z trasy.
Nasz kompas w GPS będzie na bieżąco pokazywał kierunek na punkt, pokazując strzałkę kręcąca się odpowiednio lub zmieniające się namiary.
Jeśli ustawimy w odbiorniku ze chcemy iść po kursie to nawet tych najprostszych odbiornikach jest taka funkcja OFF COURSE która na bieżąco parametry zejścia z kursu a co za tym idzie łatwej poprawki zboczenia.
Przykład zastosowania np na rajdzie PARYŻ-DAKAR gdzie meta jest w BUENOS AIRES :) Czasami Jacek Czachor najlepszy kompas_kurspolski nawigator motocyklowy a tak przynajmniej wynika z każdej jego wypowiedzi w mediach, dojeżdża do kolejnego WP i na jego Roadbooku jest tylko podany kierunek (Bearing Azymut) na następny punkt. Wtedy jedyne co musi to na jego cyfrowym repetytorze odbiornika GPS obserwować kierunek w jakim jedzie. Jeśli w notatce jest podane 310 to jedzie na 310 aż nie dojedzie do następnego punktu podanego w Radbooku. W takim wypadku musi cisnąc po linii prostej zęby dojechać z punktu A po kierunku 310 do punktu B. Jeśli by miał w GPS podana pozycje następnego WP i była by ona wklepana do odbiornika to strzałka by mu na bieżąco pokazywała kierunek do punktu B czyli na bieżąco robiła poprawki namiaru skorygowane o odchyłki od jego Tracku. Nie wiem czy to było dobre i czy nie zamotałem ale w terenie na pewno od razu się różnice same wyjaśnią :)

Teraz już pójdziemy kolejnymi zagadnieniami pozycjonowania…

Najważniejsza sprawa w nawigacji jest gdzie podążamy i jak się chcemy dotrzeć do celu.
Żeby było jaśniej to przecież możemy poruszać się z punktu A do punktu Z po linii prostej lub poruszać się przez z góry założone punkty drogi.
Ja bym to podzielił odpowiednio na HARD Enduro i SOFT Enduro :)wpt
Wiec na sam-pierw trzeba wpisać w urządzenie punkty A i Z używając mniej lub bardzie dokładne pozycje w stopniach, minutach oraz sekundach lub mniej dokładnie w dziesiątkach stopnia lub minuty.
Potem już pozostaje tylko podać czy chcemy się poruszać w kierunku z A do Z czy z Z do A i urządzenie samo wyrysuje nam ROUTE poda COURSE, DISTANCE, i ETA. W zależności od ustawień i urządzenia będziemy informowani o powyższych danych w odniesieniu do następnego punktu lub do ostatniego punktu drogi.
Nic więcej nam do szczęścia nie jest potrzebne!!
Poruszając się wytyczamy sobie TRACK dzięki któremu możemy łatwo routezaobserwować czy przypadkiem nie kręcimy sie w kolo :) lub w razie potrzeby po którym możemy się cofnąć.
Oczywiście w czasie drogi możemy zmieniać sobie pomiędzy ekranami, daje nam to taka możliwość ze np na jednym zobaczymy dokładny TRIP COMPUTER z pełnymi danymi podroży lub będąc na ustawieniu COMPASS będziemy mieli zobrazowany BEARING na następny punkt itp…
Jeśli chcemy zaznaczyć jakieś ciekawe miejsce lub inny interesujący nas punkt wciskamy MARK i dodajemy punkt do naszego urządzenia.
Bardziej zaawansowana zabawa jest wtedy kiedy robimy sobie trasę złożona z kilku punktów. Najlepiej wtedy użyć do tego kompa zęby się nie męczyć przy wpisywaniu punktów przez menu urządzenia.
Jeśli mamy urządzenie z wbudowana mapa możemy wytyczać trasę po drodze lub bezpośrednio miedzy punktami w liniach prostych. W pierwszym wypadku znowu lepiej jest używać kompa bo lepiej widać na większym ekranie co tam sobie urządzenie stworzyło…


PLANOWANIE TRASY GPS – czyli jak zaplanować sobie offroadową trasę na odbiornik GPS przy użyciu Google Map i programów Mapsource albo Basecamp.

FREE TOPO MAP FOR GARMIN – czyli skąd wsiąść darmową mapę TOPO do swojego Garmina

SERVICE GPS GARMIN – co zrobić jak rozwalimy nasz odbiornik GPS

IN EMERGENCY – czyli Navigation tips co zrobić jak się zgubimy a trzeba wrócić od bazy

DOKŁADNOŚĆ GPS – czyli o co chodzi z dokładnością podawaną przez odbiornik GPS