Navigazione: Navigazione con waypoint GPS - suggerimenti, trucchi ed errori comuni

L'uso di GPS & Co. è diventato ormai scontato per la navigazione e quasi nessuno ci pensa più. Allo stesso tempo, la tecnologia ha continuato a svilupparsi, ed è per questo che oggi si parla di GNSS (Global Navigation Satellite System) come termine generico per i vari sistemi di navigazione satellitare disponibili.

Serie di navigazione

• Episodio 1: Posizionamento terrestre
• Episodio 2: Dalla direzione della mappa alla direzione della bussola e al calcolo morto
• Episodio 3: Inclusione di energia eolica ed elettrica
• Episodio 4: Navigazione con waypoint GPS: suggerimenti, trucchi ed errori comuni
• Episodio 5: Itinerario - preparare l'itinerario della giornata prima di partire

Quando si lavora con i dispositivi GNSS sulle imbarcazioni da diporto, ci sono ancora alcune sfide da superare: dalla corretta interpretazione dei dati disponibili alla mappatura del percorso migliore per raggiungere la destinazione prevista.

Babilonia sullo schermo

Il primo ostacolo è la categorizzazione univoca dei numerosi dati forniti. Purtroppo, anche i valori elementari dei comuni sistemi per la nautica da diporto hanno spesso denominazioni diverse, e questo vale ancora di più per le loro abbreviazioni. Ad esempio, una rotta a tre cifre può indicare la rotta della carta nautica o la direzione attuale di movimento dell'imbarcazione sul terreno o ancora la direzione verso il prossimo waypoint, ma non è la stessa cosa.

Mentre nelle puntate precedenti abbiamo in gran parte equiparato la rotta sul terreno (KüG) alla rotta sulla carta (KaK), la navigazione GNSS richiede un approccio più differenziato. Quando tracciamo una rotta dal punto di partenza alla destinazione sulla carta nautica, parliamo della rotta prevista sul terreno. Questa rotta (KaK) descrive la "rotta desiderata", per così dire, ed è spesso etichettata come DTK (Desired Track) o DCOG (Desired Course over Ground) o semplicemente CS per Course nei dispositivi GNSS.

Inoltre, il dispositivo GNSS determina costantemente, più volte al secondo, la direzione percorsa dall'imbarcazione sul terreno. Questo valore, solitamente indicato come COG per la rotta sul terreno (KüG) e talvolta anche come TRK per la traccia, descrive l'attuale direzione di movimento dell'imbarcazione. Si potrebbe anche parlare di "rotta effettiva".

È inoltre necessario tenere sempre presente da quali sensori provengono i valori visualizzati. Ad esempio, un valore di rotta a tre cifre indicato come Heading (HDG) non può provenire dal GNSS, poiché non ha alcun riferimento alla rotta dell'imbarcazione. In questo caso deve essere coinvolta la bussola elettronica, che è l'unica a conoscere la direzione corrente.

Le differenze tra i rispettivi dati di rotta forniscono informazioni preziose su un possibile spostamento laterale, ed è proprio uno dei vantaggi della navigazione elettronica che questi valori sono sempre disponibili: basta saperli assegnare correttamente.

Velocità senza fretta

Oltre ai valori di rotta, il GNSS fornisce continuamente anche la velocità corrente sul terreno, solitamente indicata con la sigla SOG (speed over ground) o semplicemente SP (speed). Viene determinata in base allo spostamento permanente della posizione rispetto al tempo, come la velocità al suolo (FüG) durante l'aggancio, ma a intervalli molto più brevi. Di solito è possibile impostare l'intervallo di aggiornamento delle informazioni sulla rotta e sulla velocità. Questo aiuta a risolvere il problema dell'oscillazione frenetica dei valori visualizzati.

Se è in corso una rotta, ovvero se è stata impostata una destinazione specifica come un waypoint come indicatore di rotta, viene determinata anche la velocità di avvicinamento alla destinazione, solitamente indicata come VMG (Velocity Made Good). Essa descrive la velocità a cui l'imbarcazione sta viaggiando verso la destinazione. Se l'imbarcazione si discosta dalla rotta indicata sulla carta, la VMG diminuisce perché non sta più viaggiando direttamente verso la destinazione. Il VMG è utile in crociera per assegnare i buchi e allungare le prue. Nelle rotte di bolina, può aiutare a trovare il compromesso ideale tra altezza e velocità.

Tutti i dati forniti dal GNSS si riferiscono naturalmente esclusivamente al movimento dello yacht sul terreno. Per la ricerca del perfetto assetto di navigazione, spesso è più rilevante la velocità attraverso l'acqua (FdW), che a sua volta richiede un log. Lo stesso vale per la Navigazione elettrica.

La navigazione è un'attività di scouting

Per usufruire di tutte queste funzioni, è necessario programmare nel dispositivo una rotta composta da singoli waypoint. I waypoint vengono definiti su una carta cartacea e poi trasferiti sul dispositivo di navigazione o, nel caso dei plotter, impostati direttamente sulla carta elettronica.

La procedura specifica dipende dal dispositivo, quindi è necessario familiarizzare in anticipo con le funzioni più importanti: Come vengono compilati i singoli waypoint in una rotta nell'ordine corretto? Come si può spostare successivamente la posizione di un waypoint, come si può aggiungere un waypoint supplementare a una rotta, come si può cancellare un waypoint da una rotta?

Con i plotter, occorre tenere presente che lo zoom sulle mappe vettoriali comunemente utilizzate equivale a un cambiamento di scala. Quando si esegue lo zoom indietro, i contenuti importanti possono scomparire a favore della chiarezza. Come per le carte nautiche cartacee, è quindi consigliabile lavorare alla massima scala disponibile quando si pianifica la rotta. Per sicurezza, ogni rotta tracciata su un plotter dovrebbe essere "scansionata" nuovamente con il cursore al massimo livello di zoom prima di salpare.

I waypoint dovrebbero essere impostati in qualsiasi punto di una rotta pianificata in cui sia imminente un cambiamento di rotta o in cui sia necessaria un'attenzione particolare. Potrebbe trattarsi, ad esempio, di un punto pianeggiante da evitare ma da superare nelle vicinanze, di un'area riservata accanto al percorso o anche di una boa di mare sul percorso per non attraversarla.

La maggior parte dei dispositivi visualizza continuamente la distanza rimanente e il tempo di percorrenza fino al waypoint successivo. Se necessario, i campi di visualizzazione sul display del GNSS/plotter devono essere regolati di conseguenza. Inoltre, spesso è possibile impostare un allarme di prossimità.

La boa di avvicinamento al porto di destinazione come ultimo waypoint consente inoltre di calcolare l'ora di arrivo prevista (ETA). Se invece si imposta la destinazione finale come unico waypoint, si corre il rischio di trascurare punti insidiosi lungo la rotta o di non effettuare i necessari cambi di rotta.

Per il resto, la scelta dei waypoint è a discrezione dello skipper: si possono definire come waypoint tutte le posizioni della carta o utilizzare veri e propri segnali di navigazione, come le boe di navigazione. Molti set di carte nautiche sportive contengono anche raccomandazioni di waypoint per le rotte più popolari.

Non tralasciate nulla durante la navigazione

Tuttavia, è consigliabile un sano scetticismo quando si tratta delle cosiddette funzioni di autorouting. Soprattutto perché si basano su un database limitato che potrebbe non tenere conto di tutti gli aspetti rilevanti, per non parlare delle inadeguatezze del sistema.

È quindi consigliabile considerare la direzione e l'intensità del vento previste, nonché le rotte risultanti rispetto al vento, quando si tracciano i waypoint. È infatti importante superare le coste sottovento, le boe e le secche a una distanza adeguata dal vento. Le posizioni dei waypoint devono essere impostate di conseguenza. Nella puntata precedente abbiamo descritto come calcolare una rotta adeguata in anticipo. Tuttavia, questa potrebbe essere troppo alta di bolina, in modo da non poter compensare completamente lo scarroccio.

Occorre inoltre considerare le correnti e il moto ondoso previsto, ad esempio nelle zone poco profonde o sottovento alle isole. Posizionare un waypoint in un punto in cui si prevede mare mosso o incrociato potrebbe rivelarsi spiacevole: è meglio evitare queste zone.

Ho anche preso l'abitudine di annotare i waypoint di ogni giorno in un elenco tabellare - i buoni diari di bordo hanno già i moduli corrispondenti. Questo elenco non contiene solo i nomi e le posizioni dei waypoint, ma anche le distanze e i percorsi cartografici tra i singoli punti. Serve non solo come backup in caso di guasto dell'elettronica, ma anche come verifica della plausibilità dei valori emessi dal GNSS.

Durante la sincronizzazione, ad esempio, è possibile riconoscere rapidamente se l'elettronica sta ancora controllando un "vecchio" waypoint perché è stato superato a una distanza troppo grande e il dispositivo non è ancora passato al nuovo waypoint.

Come in autostrada

Durante il viaggio, è possibile utilizzare i valori visualizzati per verificare in qualsiasi momento se tutto sta andando secondo i piani. Ciò avviene, tra l'altro, confrontando costantemente la rotta prevista e quella osservata sul terreno, cioè tra la rotta della carta e la COG.

La maggior parte dei dispositivi offre anche un cosiddetto display autostradale (noto anche come indicatore di deviazione della rotta, o CDI in breve). La linea centrale della strada visualizzata illustra la rotta della carta. Se l'imbarcazione è fuori rotta, c'è un errore di rotta laterale - una deviazione.

L'entità di questo scostamento può essere indicata anche come valore numerico in miglia nautiche. Le relative informazioni XTE (Cross Track Error) o XTD (Cross Track Distance) costituiscono un buon punto di riferimento per stimare la rotta da seguire in caso di uno scostamento imprevisto indotto dal vento e/o dalle correnti. Alcuni dispositivi forniscono anche valori di controllo raccomandati per una "correzione della rotta".

Va da sé che ogni volta che si imposta la rotta si deve fare un confronto con la carta, per evitare di trovarsi in un terreno pericoloso. In caso di pericolo, è consigliabile una correzione di rotta altrettanto netta (possibilmente ad angolo retto).

In curva con il cane

Inoltre, il rilevamento del waypoint verso il quale si sta navigando viene continuamente fornito come rilevamento (BRG o BTW = Bearing to Waypoint). Se l'indicazione BRG si discosta sensibilmente dalla rotta sul terreno (COG), si può essere tentati di correggere la rotta corrente sul valore BRG: dopo tutto, la destinazione si trova esattamente in questa direzione. Tuttavia, in questo modo si ignorerebbe la causa della deviazione di rotta. Di conseguenza, la COG e la BRG divergerebbero nuovamente dopo poco tempo.

Naturalmente, è possibile correggere nuovamente la rotta di conseguenza. Con questo approccio, tuttavia, il movimento dello yacht sul terreno descriverebbe gradualmente un arco, la cosiddetta curva del cane.

Premessa: se la causa della deviazione di rotta è, ad esempio, la deriva del vento, lo yacht sarà spinto sempre più a sottovento nonostante il regolare riorientamento verso l'obiettivo. Alla fine, l'obiettivo sarà esattamente a sopravvento. A meno che, nel frattempo, non ci si sia incagliati in una piana che in realtà si voleva evitare con la rotta della carta.

È meglio lavorare con i tassi di ritenzione corrispondenti (vedere l'episodio 3) in modo da non deviare in modo significativo dalla rotta della carta. La visualizzazione del BRG fornisce un ulteriore utile punto di riferimento per i corrispondenti valori di carico rispetto alla rotta della carta. Inoltre, è possibile impostare come valori limite per l'attraversamento, ad esempio, l'orientamento verso il bersaglio (BRG) ricavato dalla carta e la massima deviazione laterale della rotta (XTD) (vedi grafico).

Se il valore limite viene raggiunto, la svolta successiva è imminente. I segnali virtuali che i dispositivi GNSS forniscono costantemente sotto forma di tutti questi valori hanno rivoluzionato la navigazione in mare. Tuttavia, la loro utilità dipende dalla persona che determina i dati chiave più importanti. Anche la migliore tecnologia non è in grado di creare una rotta ideale a partire da una rotta assemblata in modo approssimativo e da waypoint impostati in modo non corretto.

Il controllo è migliore

Con la navigazione GNSS, è opportuno verificare regolarmente la precisione del sistema. Questo perché dipende dal numero e dalla distribuzione dei satelliti utilizzati.

Soprattutto perché i sistemi supplementari come la rete di telefonia mobile, utilizzata da smartphone e tablet per determinare la loro posizione, o gli aspetti di plausibilità di cui tengono conto i sistemi di navigazione per auto (dopo tutto, in genere viaggiano su strade e non attraverso case o campi), funzionano solo in misura limitata in mare. In definitiva, ogni posizione in acqua è anche una possibile posizione della nave.

Quasi tutti i dispositivi GNSS nautici offrono un display di stato che fornisce informazioni sul numero e sulla distribuzione spaziale dei satelliti in uso. Spesso consiste in una rappresentazione grafica della distribuzione dei satelliti nel cielo. Se i satelliti GNSS attualmente in uso sono concentrati in un'unica direzione, è probabile che la precisione sia bassa; se invece sono distribuiti in modo uniforme, le informazioni sulla posizione saranno molto più affidabili.

L'influenza della disposizione geometrica dei satelliti è spesso indicata anche come valore matematico. Questo cosiddetto valore DOP (DOP = Diluizione della precisione) è un valore numerico adimensionale. Quanto più basso è il valore (ad esempio, inferiore a 3), tanto più affidabile è la stima delle informazioni sulla posizione. Valori elevati, ad esempio superiori a 8, devono essere considerati in modo critico. Se vengono visualizzati diversi valori DOP, la precisione orizzontale è decisiva per la navigazione nautica (HDOP = Diluizione orizzontale della precisione).

Una causa della distribuzione sfavorevole dei satelliti può essere l'ombreggiamento laterale dell'antenna. Forse qualcuno è seduto davanti all'antenna GNSS montata a poppa, oppure l'imbarcazione sta navigando lungo una costa ripida. In caso di ombreggiamento permanente, si dovrebbe prendere in considerazione una diversa posizione dell'antenna o il collegamento di un'antenna GNSS esterna, a seconda dell'installazione a bordo.

Già che ci siete, potete anche dare un'occhiata alla configurazione del sistema GNSS. Se il dispositivo supporta i sistemi di aumento satellitare (SBAS), come l'europeo Egnos, questa funzione deve essere attivata. Anche l'uso parallelo di diversi GNSS come GPS, Galileo e Glonass può dare buoni risultati. Spesso anche questo può essere configurato individualmente. Naturalmente, il datum cartografico (datum geodetico, ad esempio WGS 84) del dispositivo GNSS e il materiale cartografico utilizzato devono corrispondere.