Satellit / Navigationsinstrument

Idag använder vi satellitbaserade navigationssystem överallt i samhället. Detta har lett till mycket låga kostnader för att tillverka mottagare. Precisionen i de olika systemen har förbättrats till att idag ge mycket exakta positioner. Idag får man normalt en precision på positionen inom cirka 5 meter vilket för all praktisk navigation är fullt tillräckligt. Om antennen är felplacerad eller störd så kan precisionen försämras drastiskt eller ingen position alls erhållas.

GNSS - Global Navigation Satellit System

GNSS-satellit [ESA]

GNSS är globala/världstäckande navigationssystem som möjliggör mycket exakta positionsbestämningar varje sekund (eller oftare).

Det finns idag flera olika GNSS-system.

"GPS-mottagare"

Äldre GPS-mottagare [Raymarine]

I dagligt tal benämns väldigt ofta en GNSS-mottagare som en "GPS-mottagare" eller kort "GPS:n". Under 90- och 00-talet var GPS det enda fullt ut fungerande systemet och därmed var alla GNSS-mottagare just "GPS-mottagare". Idag lever "GPS-mottagare" kvar som benämning trots att moderna mottagare använder alla systemen för att ge ännu bättre precision på den visade positionen, kursen och farten.

Under lång tid visade en "GPS-mottagare" enbart båtens position, kurs och fart. Navigationen fick man göra på ett papperssjökort vid sidan av. Utvecklingen har nu gått till att nära nog alla "GPS-mottagare" har sjökort integrerade i enheten och blir därmed en "navigator".

Principen för GNSS

Satelliterna i sina banor runt jorden []

GNSS bygger på satelliter som snurrar runt jordklotet i hög fart. I varje GNSS-satellit sitter det en extremt exakt klocka i form av ett så kallat atomur. Varje satellit skickar ut en tidssignal tillsammans med sin position och identitet. När en GNSS-mottagare tar emot denna information kan tidsskillnaden mellan de olika satelliternas tidssignal mätas och positionen beräknas. För att erhålla en position krävs att tidssignalen ifrån minst fyra satelliter tas emot. I och med att det idag är fyra aktiva system så tas ofta fler än 20 tidssignaler emot samtidigt från olika satelliter vilket ökar precisionen och driftsäkerheten.

Precisionen och risker

En modern GNSS-mottagare av bra kvalitet, rätt installerad och rätt använd har en precision på positions inom 10 meter eller bättre. För navigation ombord på en fritidsbåt innebär detta en precision som är avsevärt bättre än vad man praktiskt har nytta av.

Det är viktigt att känna till att en GNSS-position i många fall är mycket mer exakt än vad våra sjökort är. Att "blint" lita på en GNSS-position är därför inte lämpligt.

Bättre precision är möjlig att få om GNSS-mottagaren är utrustad med en mottagare för landbaserade sändare som skickar ut kompletterande information. Den europeiska tjänsten EGNOS och den amerikanska WAAS är de två vanligaste.

Radiosignalerna ifrån GNSS-satelliterna är extremt svaga och kan relativt lätt störas ut. Vid navigation bör man hela tiden göra en rimlighetsbedömning av den position som presenteras på samma vis som vid all annan positionsbestämning. På grund av reflektioner och störningar så som berg, hus eller broar kan positionen tillfälligt tappas eller vara 50 till 100 meter fel.

I och med kriget i Ukraina har störningar i GNSS-systemen förekommit vid flera tillfällen under några timmar eller dagar åt gången. Störningarna har främst märkts i sydöstra Östersjön. Att kontinuerligt göra en rimlighetskontroll av den position som GNSS-systemet visar är därför nu ännu viktigare!

I och med att en GNSS-mottagare räknar fram positionen får detta som följd att den position som visas är den som gällde för en liten stund sedan. Förenklat kan sägas att detta fel är cirka 1 meter per knop. Färdas man i 6 knop så är felet cirka 6 meter. Färdas man i 50 knop så ökar felet till cirka 50 meter.

Användning

GNSS-klocka [Garmin]

Idag finns det GNSS-mottagare olika typer av användning som är beroende av någon form av position, fart, kurs eller exakt tid. Till sjöss tänker man oftast på navigatorer med elektroniska sjökort där båtens position visas. Men de finns också bland annat i klockor, bilar, mobiltelefoner och larm.

Installation av antenn

GNSS-antenn [Edson]

För bästa möjliga funktion ska antennen till en GNSS-mottagare placeras så att den har relativt "fri sikt" till satelliterna. Moderna GNSS-antenner fungerar ofta bra även om de är placerade under däck. Installations tips;

• Undvik metall över antennen.
• Undvik att placera andra radiosändare nära som kan störa.
• Placera dem inte uppe i masten på en segelbåt där rörelserna är stora och långa kablar krävs.
• Montera inte antennen så förtöjningslinor och skot kan fastna i den.
• Är antennen inbyggd i exempelvis en navigator måste hänsyn tas till detta då navigatorn installeras så att bra positioner erhålls.

Fördjupning

De olika GNSS-systemen

Det finns idag fyra system som är i full drift. De är relativt kompatibla med varandra så många moderna satellitnavigatorer tar emot information ifrån alla systemen för att ge en så exakt position som möjligt. De fyra systemen är;

Indien, Japan och Pakistan är andra länder som i olika grad har eller planerar för egna GNSS-system. Sannolikt blir dessa endast regionala på grund av den extremt höga kostnaden för att etablera och förvalta ett globalt GNSS.

Instuderingsfrågor

1. Vad är GNSS en akronym för?
2. Hur många satelliter måste en GNSS-mottagare absolut minst "se" för att kunna ge en position?
3. Nämn ett av de landbaserade systemen för att förbättra precisionen i en GPS-mottagare?
4. Vilken precision på positionen kan man normalt räkna med på en väl fungerande GNSS-mottagare?
5. Vad är fördröjningen i positionen relativt farten ungefär på en GNSS-mottagare?
6. (Överkurs) Nämn, förutom GPS, ett av de GNSS-system som finns?

Facit

1. Global Navigation Satellit System
2. Fyra.
3. Europeiska EGNOS eller amerikanska WAAS.
4. Inom 10 meter eller bättre.
5. Cirka 1 meter per knops fart.
6. Glonass, BeiDou eller Galileo.

Gå till nästa avsnitt.