Elektronische navigatieapparatuur

AIS

AIS staat voor (Automatic Indentification System). Een AIS zendt om de paar seconden informatie over het schip uit, met naam, identificatienummer, de positie, de koers, snelheid en bestemming. Hoe hoger de snelheid hoe vaker de informatie wordt uitgezonden. De positie, grondkoers en snelheid wordt afgeleid van de GPS. Het signaal wordt uitgezonden naar andere schepen en walstations met AIS via de VHF frequenties 161.975MHz en 162.025MHz. Iedereen met AIS kan op de boordcomputer of het AIS scherm de gegevens van omliggende schepen terugzien. Ook op internet zijn de gegevens terug te vinden, klikt u maar eens op de onderstaande kaart, zodat u alle schepen op de Noordzee kunt zien. Door op een schip te klikken krijgt u meer informatie van het schip.

AIS

Verplicht

Op sommige binnenwateren en op zee op schepen boven de 300 BrutoRegisterTon is AIS verplicht en bestaat dan uit een GPS-ontvanger, drie VHF-ontvangers en een 1 VHF-zender. De drie ontvangers zijn voor DSC kanaal 70, AIS1 (kanaal 87) en AIS2 (kanaal 88). Via kanaal 70 kan een VTS de AIS naar een ander kanalen zetten. Een AIS klasse A beschikt over een repeater functie. De AIS-repeater ontvangt AIS-berichtgegevens van schepen binnen het dekkingsgebied en zendt de ontvangen informatie opnieuw door. Jachten beschikken meestal over een klasse B transponder die geen repeater functie heeft. De repeater functie maakt het mogelijk om schepen op de AIS te zien die eigenlijk ver buiten VHF bereik liggen.

Statische- en dynamische gegevens

Een AIS-transponder zendt statische en dynamische gegevens uit. De dynamische gegevens van een schip zijn Positie vaartuig, SOG/COG/Wendsnelheid/Koers,voorliggende koers, Status/bestemming/ETA. Deze worden automatisch weergegeven doordat de AIS is gekoppeld met de GPS. Of ze moeten handmatig worden ingevoerd zoals de bestemmingshaven, de ETA en de diepgang. Statische gegevens zijn gegevens over het schip, die in de AIS-transponder zijn ingevoerd, zoals het MMSI-nummer, de naam van het schip, de roepnaam van schip, het IMO nummer, het type schip en de afmetingen. Dynamische informatie wordt uitgezonden afhankelijk van snelheid en koerswijziging. Statische informatie wordt elke 6 minuten uitgezonden, wanneer gegevens zijn gewijzigd of op verzoek.

AIS informatie

Functies AIS

Een zeer praktische functie van de AIS is dat het ook de CPA (Closest Point of Approach) kan berekenen. Dat is het punt wanneer twee schepen elkaar het dichts naderen.
Ook kan de AIS de TCPA (Time For Closest Point of Approach) berekenen, dat is het tijdstip waarop de twee schepen elkaar het dichts naderen.

CPA met de AIS

Er kunnen ook diverse alarmen ingesteld worden, bijvoorbeeld als de CPA minder is dan een bepaald aantal Nm, of als de TCPA minder is dan een bepaald aantal minuten. Dit zijn de CPA/TCPA Alerts.
De ROT (Rate of turn) geeft aan of het schip draait of een vaste koers behoudt. Dit is een zeer praktische functie, omdat in de praktijk vaak niet duidelijk is te zien of een zeeschip u heeft opgemerkt of niet en of hij voor u wijkt of een vaste koers houdt.

Safety Related Messages (SRMs) zijn berichten m.b.t. de veilige navigatie die via de AIS verstuurd kunnen worden aan andere schepen of walstations.

De Target COG predictor Arrow is een peil aan de voorkant van het target, dat zijn COG (Course Over Ground) aangeeft. De lengte komt overeen met zijn snelheid en de richting geeft zijn COG aan.
Een Target track geeft een “spoor” weer aan de achterkant van het target, waarmee het makkelijker kan zijn om zijn bedoelingen te voorspellen.

Bovenstaande functies worden alleen weergegeven voor geselecteerde schepen, omdat er anders teveel van de rekenprocessor van de AIS gevraagd zou worden, waardoor die traag zou gaan reageren. Bovendien is het ook niet interessant te weten wat de CPA, TCPA, Target COG predictor Arrow of Track is, van een schip dat aan de horizon van u vandaan vaart.

ais-radar-overlay

Virtuele tonnen

Op de AIS scherm kunt u ook virtuele tonnen tegenkomen. Deze liggen dus niet echt in het water, maar worden toch weergegeven op het scherm. Dit biedt de mogelijkheid om tonnen te plaatsen op plekken waar het normaal erg moeilijk is om tonnen neer te leggen. Bijvoorbeeld op plaatsen waar de bodem stijl afloopt of waar het hard stroomt zal het normaal lastig zijn om echte tonnen te plaatsen en dan kan men nu dus virtule tonnen gebruiken. 

Aids to Navigation (AtoN) transceivers

AtoN transceivers zijn aangebracht op boeien of andere gevaren voor de scheepvaart om informatie over hun locatie te verzenden naar de omringende vaartuigen.

AIS op elektronische kaart

Het mooiste is natuurlijk als u de AIS aan kunt sluiten op de elektronische kaartplotter of boordcomputer. Op die manier ziet u de targets op de digitale zeekaart en dat geeft een duidelijk overzicht. OpenCpn heeft deze mogelijkheid, zie https://opencpn.org/

Elektronische kaartplotters

Een ECDIS (Electronic Chart Display Information System) voldoet aan IMO eisen en is verplicht voor zeeschepen.
Een ECS Electronic Chart Systems voldoet niet aan IMO eisen, maar wordt door de recreatievaart gebruikt.

Kaartplotter

Elektronische kaarten

Rasterkaarten ofwel RNC’s (Raster Navigational Charts) zijn ingescande papieren zeekaarten die worden ingelezen in de software. Kaarten zijn te downloaden op internet en er is geen abonnement nodig.
Vectorkaarten moeten gekocht worden bij een leverancier. Ze bestaan uit lagen waardoor bepaalde elementen weggelaten kunnen worden. BAZ updates zijn mogelijk als je een abonnement hebt.
ENC’s (Electronic Navigational Charts) zijn vectorkaarten uitgegeven door Hydrografische dienst.

Vectorkaarten hebben een transversale mercatorprojectie en die maakt ook gebruik van een cilinder die als denkbeeldige zeekaart rond de aarde wordt gevouwen, zodat aan de binnenkant de kaart kan worden geprojecteerd. Maar bij transversale mercatorprojectieligt deze cilinder horizontaal en raakt dus 2 meridianen die in elkaars verlengde liggen.

GPS

De GPS is een elektronisch plaatsbepalingsysteem dat werkt met behulp van satellieten. De satellieten hebben wereldwijde dekking. Omdat de snelheid van het signaal van de satelliet naar de GPS antenne bekend is en omdat de vertrektijd van het signaal meegezonden wordt, kan er per satelliet een cirkel op aarde getekend worden waarop het schip zich bevind. Als er gebruik wordt gemaakt van minimaal 3 satellieten kan de positie bepaald worden omdat het snijpunt van de drie cirkels de positie is. DGPS is nauwkeuriger omdat vaste bakens op aarde een correctie per radio signaal doorgeven. De antenne wordt het beste geplaatst op het schip op een laag punt aan dek (daar schommelt de antenne het minst).

gps

De meeste GPS apparaten kunnen het volgende weergeven:

  • COG: course over ground, grondkoers
  • SOG: speed over ground, grondsnelheid
  • Waypoint een positie die je kunt in programmeren in de GPS.
  • Sailplan: een reeks waypoints die op je te varen tocht liggen
  • BTW: bearing to waypoint, peiling naar het waypoint
  • DTW: distance to waypoint, afstand tot het waypoint
  • TTG: time to go, tijd te gaan voordat je bij het volgende waypoint bent.
  • ETA: estimated time of arrival, geschatte aankomst tijd
  • DTG: distance to go, afstand naar het volgende waypoint
  • MOB: dubbel indrukken en de GPS geeft de koers en afstand naar de plek waar de drenkeling over boord viel.
  • XTE: cross track error, afstand haaks op de rechte lijn tussen het laatste en het volgende waypoint.
  • VMG: staat voor velocity made good.
  • VMG ground is de grondsnelheid.
  • VMG wind is de snelheid recht tegen de wind in als u aan het opkruisen bent of juist recht met de wind mee als u aan het afkruisen bent.
  • VMW waypoint is de snelheid recht op het waypoint af.

GPS fouten

De belangrijkste fout factoren van de GPS zijn:

  • Multipath: weerkaatsing van het signaal waardoor het via een omweg bij de antenne komt waardoor de berekende afstand tot de satelliet niet klopt.
  • HDOP: Horizontal Dillution of precision: satellieten te laag aan de horizon waardoor het signaal een lange weg door onze atmosfeer heeft afgelegd. Hierdoor is de berekende positie onbetrouwbaar.
  • PDOP: Position Dillution of precision: Ongunstige onderlinge posities van satellieten waardoor de snijdingshoek van de cirkels op aarde te klein is en dus te onbetrouwbaar.
  • De GPS werkt met een wiskundig model van de aarde. Dit noemen we ellipsoïden. Voorbeelden hiervan zijn WGS-84 (wordt sinds 2003 gebruikt) en ED 50.
  • UCB: user clock bias. De klok die in de GPS is ingebouwd is nooit helemaal precies waardoor de berekening van de afstand tot de satellieten nooit helemaal precies is.

Dieptemeter

De dieptemeter werkt met een geluidssignaal dat tegen de bodem kaatst en weer terug ontvangen wordt. Helling kan zogen voor een vertekend beeld, omdat de afstand tussen boot en bodem groter lijkt.

dieptemeter

Log

Het log meet de snelheid door het water door middel van een klein rad dat onder de boot draait. Daarnaast meet het de totale logstand, de maximum snelheid, de gemiddelde snelheid en de afgelegde afstand op een dag (trip).

Gribfiles

Dit onderwerp is alleen voor TKN, niet voor KVB2

Op de volgende URL kunt u gratis een Grib reader downloaden en installeren en daarmee gribfiles bekijken: http://www.zygrib.org

gribfiles

Boordcomputers

Boordcomputers zijn haast niet meer weg te denken voor zeezeilers. Ze zijn een goede aanvulling op de “ouderwetse” navigatie als de navigator maar weet wat de beperkingen en risico’s zijn en daar rekening mee houdt bij het gebruik ervan. Veel watersporters kennen de beperkingen niet. Soms lijkt het wel dat juist daardoor er meer ongelukken ontstaan omdat apparatuur verkeerd wordt geïnterpreteerd, dan dat al die moderne apparatuur daadwerkelijk ongelukken voorkomt. Toch ben ik er een groot voorstander van om techniek op een verstandige manier aan boord te gebruiken.

Beperkingen elektronische zeekaarten

Hoe snel de techniek zich ook ontwikkelt, het zal een goede navigator met een gezond verstand nooit voor 100% kunnen vervangen. Hieronder een aantal belangrijke beperkingen en risico’s die waarschijnlijk altijd van toepassing zullen blijven:

  1. Elektriciteit en (zee-) water zullen nooit goed samengaan.
  2. Stroom aan boord zal altijd beperkt beschikbaar blijven.
  3. GPS signalen kunnen verstoord raken of tijdelijk wegvallen.
  4. De schermen/displays zullen nooit zo groot worden als een papieren zeekaart, waardoor het overzicht altijd minder zal blijven.
  5. Een van de belangrijkste risico’s van kaartplotters en elektronische zeekaarten is dat het mogelijk is om in te zoomen, ook als de detailkaart met de juiste schaal ontbreekt. Soms zijn er overzichtskaarten, maar geen detailkaarten geïnstalleerd. Daardoor worden belangrijke details bij inzoomen niet weergegeven, zonder dat men het in de gaten heeft.
  6. Het tegenovergestelde is ook erg gevaarlijk. Omdat schermen vaak klein zijn, is de neiging groot om uit te zoomen om wat meer overzicht te krijgen. Maar als u uitzoomt, vallen details weg, soms ook dieptecijfers van bijvoorbeeld een klein ondiep stukje water.
  7. Digitale data wordt vaak zo nauwkeurig gepresenteerd, dat je bijna zou denken dat het de realiteit is. De positie van het schip die bijvoorbeeld constant wordt geprojecteerd op de elektronische kaart, geeft een misplaatst gevoel van veiligheid. Daardoor wordt al snel de ouderwetse navigatie verslonst wat tot ongelukken kan leiden als de apparatuur uitvalt. Bovendien worden grotere risico’s genomen door deze schijnveiligheid. Zo heb ik bijvoorbeeld een aantal keer meegemaakt dat zeilers meer vertrouwen hadden in de positie op de elektronische kaartplotter om in de geul te blijven, dan gewoon tussen de boeien te sturen. Hetzelfde principe heb ik gezien toen ik in een niet betonde geul tussen de zandbanken voor Zeeland voer. De GPS kaartplotter gaf aan dat we op een zandbank voeren, maar het was duidelijk aan de brekers te zien dat de zandbanken verplaatst waren en dat wij veilig in diep water voeren. In beide gevallen was het beter om gewoon rond te kijken naar de tonnen en het water en gebruik te maken van de dieptemeter, in plaats van de elektronische zeekaart en daar volledig op te vertrouwen. In deze gevallen was de digitale kaart anders dan de realiteit, ook al waren de kaarten recent ge-update. Houdt u er rekening mee dat er altijd behoorlijk wat tijd zit, tussen een wijziging in de werkelijkheid en de wijziging in de kaart, ongeacht hoe vaak er updates (BAZ’s) uitkomen. Bedenkt u namelijk maar dat het weken of maanden kan duren voordat de hydrografische dienst (of een ander schip) ziet en meldt dat b.v. een zandbank of boei is verschoven en dat verwerkt kan worden in een update (BAZ).
  8. Vaak is de automatisch berekende route niet de meest veilige of efficiente. Bijvoorbeeld: plotters houden niet voldoende rekening met vrij blijven van gevaarlijke rotsen.
  9. De COG is vaak minder effectief dan een rechte koers door het water (BKW).  

Vragen

Vraag 1: COG: Course Over Ground komt overeen met:
a: Kompaskoers
b: Grondkoers
c: Ware koers

Vraag 2: De deviatie van een handpeilkompas is:
a: gelijk aan stuurkompas
b: 0
c: onbekend, dus verondersteld als 0.

Vraag 3: Bij een peiling op het stuurkompas hoort de deviatie van:
a: kompaskoers
b: kompaspeiling
c: magnetische peiling

Vraag 4: Het log geeft de snelheid aan over:
a: de kaart
b: de grond
c: het water

Vraag 5: Aan de wind is de schijnbare wind ten opzichte van de ware wind:
a: harder
b: minder
c: gelijk

Vraag 6: Voor de wind is de schijnbare wind ten opzichte van de ware wind:
a: harder
b: minder
c: gelijk

Vraag 7: BTW: bearing to waypoint geeft aan:
a: afstand
b: peiling
c: aankomsttijd

Vraag 8: Een hoge waarde van de HDOP betekent:
a: nauwkeurige positie
b: onnauwkeurige positie
c: goed bereik satellieten

Vraag 9: We varen recht tegen de stroming in. De SOG ten opzichte van de logsnelheid is:
a: hoger
b: lager
c: gelijk

Vraag 10: De GPS antenne wordt het beste geplaatst:
a: In de masttop
b: Aan dek
c: In de kajuit

De volgende vragen zijn voor de liefhebber. Het is geen stof voor Vaarbewijs 2 of Kustnavigatie. Ga voor de onderstaande oefeningen naar www.navionics.com en open de Chart Viewer of installeer de App op uw tablet of smartphone: www.navionics.com/fin/apps/navionics-boating. Zet de unites op Nm, diepgang op 2 meter, kruissnelheid op 5 knopen, brandstofverbruik op 4 liter per uur. 

Vraag 11: Wat is de afstand tussen het zuidelijke havenhoofd van IJmuiden en de kardinaal WREK E’Line?
a: 5,6Nm
b: 5,3Nm
c: 4,8Nm

Vraag 12: Wat is de grondkoers tussen het zuidelijke havenhoofd van IJmuiden en de kardinaal WREK E’Line?
a: 241 graden
b: 61 graden
c: 220 graden

Vraag 13: Laat de route automatisch berekenen van Lezardrieux (Noord Bretagne) naar Victoria Marina, St. Peter Port Guernsey. Is dit een veilige route?
a: ja
b: nee

Vraag 14: Stelt u zich voor dat de eerste 4 uur van de tocht van Lezardrieux naar Guernsey er een westgaande stoom staat en 2 Bft wind uit SW. Dat wordt dus motoren. Is de automatische berekende route dan aan te raden of niet?
a: nee, te gevaarlijk in geval van motorstoring
b: nee, niet effectief qua stroming
c: nee, om beide redenen

Vraag 15: Op welke 3 cijfers eindigt het telefoonnummer van de havenmeester van Lezardrieux?
a: 443
b: 432
c: 422

Bestudeer de les over Routering met qtVlm. Ook dit is geen examenstof.

Vraag 16: Wat betekent de afkorting AWA in qtVlm?
a: ware windhoek
b: ware windsnelheid
c: schijnbare windhoek

Vraag 17: Wat geeft CAPE aan in qtVlm?
a: kans op extreem weer
b: betrouwbaarheid route
c: snelste koers naar WPT

Vraag 18: Wat geeft TSP aan in qtVlm?
a: snelheid als % van snelheid in polar naar WP
b: betrouwbaarheid polarsnelheid
c: snelste koers naar WPT

Vraag 19: Houdt qtVlm rekeningm met de ideale windhoek bij het afkruisen?
a: nee alleen bij het opkruisen
b: ja bij op- en afkruisen
c: nee nooit

Vraag 20: Is het mogelijk om in qtVlm weerkaarten en stroming te importeren?
a: ja beide mogelijk
b: nee alleen stroming
c: nee alleen gribfiles

antwoorden

1b, 2c, 3a, 4c, 5a, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11c, 12a, 13b, 14c, 15c, 16c, 17a, 18a, 19b, 20a