Tilbake  Annies Gjestekro  Matsider  Historie  Kultur  Vindkraft  Adresser/kart  Diverse  Sidekart 
Veikro - mat - overnatting - catering
Diverse  Gamle saker  GPS  Data-uttrykk
GPS nytt  GPS teori  GPS II  Gradnett  Digitale kart  Karttyper  Hva er ECDIS  Hvorfor ECDIS  ECDIS std.  ECDIS 

GPS
GPS blir regnet som et godt hjelpemiddel til navigering, være seg på land eller til sjøs. Ved hjelp av forhåndsprogrammerte posisjoner (waypoints) kan en GPS-mottaker hjelpe deg å finne veien dit du skal.  GPS-systemet er også være til glede for sivile brukere. Men ikke brukes av fiender med lumske baktanker. Derfor ble den andre generasjonen med GPS satellitter utstyrt med SA (Selective Availabitity). SA er  en kryptering av GPS signalene som gir en unøyaktighet på opptil 100 meter horisontalt. En sivil GPS-mottaker (en såkalt SPS (StandarStandard Positioning System)) har ikke muligheten til å dekryptere denne koden. Det har imidlertid en PPS-mottaker (Precise Positioning System) som benyttes av forsvarerne av De Forente Amerikanske Stater. For å bruke en slik mottaker trenger du lisens fra det amerikanske forsvarsdepartementet.  Den amerikanske presidenten kunngjorde i en tale 1. mai at SA skulle deaktiviseres med øyeblikkelig virkning. Dermed er nøyaktigheten nå radikalt forbedret for sivile brukere.

SPS
Din GPS-mottaker benytter seg av SPS (Standard Positioning System). Dette er en unøyaktig avart av det militære PPS (Precise Positioning System). SPS hadde, inntil 1. mai i år, en innebygd unøyaktighet på opptil 100 meter horisontalt og 156 meter vertikalt, 95 % av tiden. Dermed er GPS-teknologien i dag atskillig mer nøyaktig enn sitt rykte.
Allikevel er ikke din GPS måler 100 prosent nøyaktig. GPS-teknologien er i sitt vesen ikke helt til å stole på. Til tross for radikal forbedring for sivile GPS-brukere fra 1. mai må du fortsatt ta høyde for en unøyaktighet på cirka 15 meter.

dGPS – nøyaktig og dyrt
For å bedre nøyaktigheten er det utviklet et støttesystem for GPS. Systemet er døpt dGPS, som står for differensiell GPS. Med en spesiell dGPS-mottaker, som du kan koble opp mot GPS-mottakeren din, er det mulig å korrigere unøyaktigheten i GPS-systemet ved hjelp av dGPS-data. Disse dataene sendes ut fra maritime fyrtårn som er plassert langs hele vår langstrakte kyst. I følge Kystverket er så godt som hele norskekysten dekket av dGPS. Men det er fortsatt noen hull i dekningen?.
dGPS forbedrer nøyaktigheten ved GPS-posisjonsbestemmelse betraktelig, ned til en nøyaktighet på under 1 meter.

Tracking system

Gamle elektroniske sjøkart
Med elektronisk navigeringsutstyr følger også behovet for elektroniske kart. Så godt som alle elektroniske kart i dag er basert på analoge papirkart fra Statens Kartverk.  60 prosent av disse kartene er basert på data som er over 100 år gamle.  Og lite hjelper det med GPS eller dGPS hvis kartet du navigerer etter ikke er nøyaktig. Statens Kartverk er imidlertid godt i gang med å oppdatere kartene for vår nye tid. Kartverket antyder at dette arbeidet kan være ferdig i år 2006.
Dessverre er det også mange useriøse leverandører av elektroniske kart.

Bruk av GPS mot turkart
GPS-mottakeren er til stor nytte også på land. 
Du ser umiddelbart hvor du befinner deg, hvilken retning du beveger deg i og hvor fort du beveger deg. 
Før du tar i bruk GPS på land er det et par ting du bør vite. 
Koordinatene på de vanligste landkart, M711 serien fra Statens kartverk på Hønefoss,  er såkalt UTM (Unversal Transverse Mercator). 
Du må altså velge UTM koordinater på Navigasjonsoppsettet på GPS-mottakeren din.
UTM dekker området fra 80° syd til 84° nord. Sydnorge ligger i sone 32 V. Denne sonen er utvidet i forhold til den strikt matematiske soneinndelingen. Sonen rundt Svalbard er også utvidet. 
Koordinatene er metriske og hver rute er 1000 m. 
Posisjonen som er angitt på kartet vil således være: 
32V 0451600 og UTM 5708400. 
I tillegg har vi datumproblematikk. På eldre kart vil rutenettet være sort.  Dette betyr ganske enkelt at kartet har et datum som heter European 1950. Hvis kartet er av ny dato, vil rutenettet være blått og det betyr kartdatum WGS 84. 
Du finner begge disse Datum under navigasjons-oppsettet på mottakeren.
Øverst og nederst på kartkanten kan du lese av kilometerrutene som angir øst-verdi. På sidene av kartet kan du lese kilometerrutene som angir nord-verdi. 
Posisjonsangivelsen i eksemplet over inneholder flere tall enn det vi faktisk benytter for å finne posisjonen. I UTM-systemet er hele Norge delt opp i sonene 32 til 36. Øst-Finnmark ligger i sone 35 til 36. Sør- og Midt-Norge ligger innenfor sone 32 som igjen er delt opp i 32V og 32W. 32v strekker seg til 64 grader nord, dvs omtrent til Trondheim.  

GPS-basert kartnavigering
Instrumenter som angir et bevegelig systems nøyaktige posisjon, fart og retning har vært en nødvendighet for å kunne lage avanserte styringssystemer for skips-, bil- og våpenindustrien. Utviklingen har gått fra bruk av manuelle observasjoner til bruk av radiobaserte kjeder som Loran C og Decca, og nå fram til de satellittbaserte systemene. De radiobaserte systemene som Loran C og Decca hadde begrenset nøyaktighet, og dekket kun deler av jordkloden. Det amerikanske forsvarsdepartementet bestemte på 70 tallet å lage et globalt satellittbasert posisjonssystem med en nøyaktighet bedre enn 10m uansett hvor på jordkloden en befant seg. Den første Navstar satellitten ble skutt opp i 1977. I 1994 ble satellitt nummer 24 skutt opp og dermed var amerikanernes GPS-system (Global Positioning System) fullt operativt. Russerne har tilsvarende utviklet sitt eget system Glonass, men det er ikke kommersialisert på tilsvarende måte. EU-kommisjonen har nylig gått inn for å utvikle et europeisk satellittbasert system Gallileo, kostnadsberegnet til 24 milliarder kroner, for å gjøre seg mindre avhengige av det amerikanske GPS-systemet. Gallileo skal være operativt fra 2008 og bestå av 24 satellitter som skal kunne gi en posisjonsnøyaktighet ned mot 1 cm.

GPS-systemet
Det amerikanske GPS-systemet benytter 24 satellitter plassert i 6 baner ca 24000 km over jordoverflaten. Hver satellitt har en unik kode mellom 1 og 32. Denne koden sammen med dato, klokkeslett og satellittens posisjon blir kontinuerlig sendt på to frekvenser L1 (1575.42 Mhz) og L2 (1227.60 Mhz). L2 signalet består av den nøyaktige P-kodede informasjon som benyttes av militære mottagere (Precise Positioning Systsem). Sivile mottagere kan benytte L1 signalet som består av P-kodet informasjon overlagret et støysignal for å minske nøyaktigheten, såkalt Selective Availability (SA). Amerikanerne har tidligere ikke vært villig til å skru av SA signalet for sivile brukere, hvilket har medført en posisjonsnøyaktighet på cirka 100 meter. Det igjen har medført at mange land har satt opp egne landbaserte radiosendere som kontinuerlig sender korreksjoner for feilen som GPS-signalet er påsatt, såkalte DGPS-systemer (Differensiell GPS) som kan oppnå en posisjonsnøyaktighet bedre enn 5m. 2. Mai 2000 offentligjorde USAs president Bill Clinton at SA-koden skulle slås av, slik at sivile GPS-mottagere nå kan operere med en nøyaktighet bedre enn 15 meter.
En GPS-mottager måler tiden som et signal benytter mellom satellitten og mottageren. Ved at tiden når signalet ble sendt fra satellitten er kjent , og tilsvarende tiden når signalet ankommer så er det mulig ved hjelp av 3 satellitter å bestemme posisjonen i 3 dimensjoner. Satellittene benytter en svært nøyaktig intern klokke, de sivile mottagerne derimot har ikke en tilsvarende nøyaktig klokke, så en fjerde satellitt benyttes for å korrigere klokkefeilen. En GPS-mottager vil dermed gi en nøyaktig posisjonsbestemmelse i lengde-, og breddegrad samt høyde over havet hvis den mottar signaler fra minst 4 satellitter samtidig.  Signalene fra satellittene er imidlertid så svake at en normalt må stå utendørs (benytte en ekstern antenne) for å få akseptabelt nivå på mottagningen.

NMEA-protokollen
Produsenter av navigasjonsinstrumenter så tidlig et behov for å kunne koble instrumentene sammen og opp mot en PC for å øke nytteverdien. De aller fleste GPS-mottagere og maritime instrumenter benytter derfor en seriell kommunikasjon basert på RS 232 og en NMEA protokoll. NMEA (National Marine Electronics Association) er et organ for rådgivning og utvikling innen maritim elektronikk. De har vedtatt NMEA-0183 protokollen for seriell kommunikasjon som de aller fleste navigasjonsinstrumenter støtter.
NMEA-protokollen er basert på seriell kommunikasjon (4800 Baud, 8 databits, paritet NONE, 1 stoppbit, kun ASCII-tegn).
Dataflyten kommer i linjer/setninger avsluttet med linjeskift (CR/LF). Alle linjer starter med $, etterfulgt at 2 tegn som angir hardware type ID, 3 tegn for setnings ID. Deretter kommer de ulike datafelt separert med komma. En linje kan inneholde opptil 82 tegn inkludert ID.
Fra en GPS kan vi for eksempel motta følgende setning:
$GPRMC,174813,A,5910.396,N,01102.093,E,002.3,233.4,280999,000.3,E*70
Hardware-type-ID: GP for GPS, setnings-ID: RMC. Alt mellom ID og * er målingsdata. En checksum er kalkulert til slutt, her 70 (hex).
En GPS-mottager vil hvert sekund sende cirka 10 ulike NMEA-setninger på den serielle porten. Setningene vil inneholde en rekke datafelt som angir posisjon, fart, kurs, høyde over havet, klokke, dato, informasjon om hver enkel satellitt den kommuniserer med, både hvor på himmelen den befinner seg og hvor sterkt signal den har.

Kommunikasjon PC/GPS
En GPS-mottager alene kan gi verdifull informasjon, men langt mer interessant blir det når vi kobler GPS-en opp mot en bærbar PC og benytter digitale kart for å plotte med stor nøyaktighet hvor en befinner seg. Slike produkter finnes i kommersielt salg, programvare kan finnes på Internett, men hvordan kan en selv lage sitt eget PC-baserte kartnavigeringssystem?
Med utgangspunkt i Windows plattformen, C++ og Microsoft sine MFC klasser bør en starte med å få kommunikasjonen mellom GPS-mottager og PC til å virke. GPS-en kobles via en ordinær RS232-kabel til PC-en. Man kan enten benytte de grunnleggende I/O funksjonene i Win32 API eller en ferdig klasse som CSerialPort for å initiere den serielle kommunikasjonen. Klassen CSerialPort er robust og til fri benyttelse. Man kan starte med å lage et dialogbasert vindu hvor en listeboks benyttes for å skrive ut alle setningene som kommer fra GPS-en. Den neste utfordringen ligger i å splitte NMEA-setningene opp i sine enkelte datafelt.

En god GPS-side
http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html

Topp