Navigatie

In de auto is navigatie niet meer weg te denken. Maar wat zijn de mogelijkheden op het water. Is het zinvol om navigatie te gebruiken in een motorboot welke alleen op de binnenwateren vaart?

Deze blog is een startpunt voor de benodigde hardware en software voor navigatie in een motorboot. Hoe ver staat de huidige techniek, wat is wel en niet mogelijk. En wat is er op de markt.

Wensen

Waterkaarten vormen de basis voor navigeren op de binnenwateren. Waterkaarten bevatten gedetailleerde informatie over de te bevaren wateren. Naast de diepte van een water staan op de kaarten ook b.v. bruggen met doorvaarthoogtes. Ook staan er op de meeste kaarten ook voorzieningen als (jacht)havens, ligplaatsen en tankstations aangegeven. Op open wateren staan de betonningen (de groene en rode boeien) exact aangegeven, deze geven aan waar het water bevaarbaar is, de vaargeul.

Wat we dus minimaal willen is een digitale kaart welke minimaal dezelfde informatie bevat als de oude papieren kaart. Als we dit combineren met een GPS (Global Positioning System), welke aangeeft waar we ons op dat moment bevinden, kunnen we net zo navigeren als in de auto. Daarbij moet nog wel aangemerkt worden dat pas sinds kort het mogelijk is om routes te berekenen. Bij deze route berekening kan tegenwoordig ook rekening gehouden worden met de hoogte en diepgang van het schip.

Instrumenten

Mijn schip is uitgerust met een aantal navigatie instrumenten. Een gecombineerde snelheid en diepte meter en een elektronisch kompas. Deze instrumenten zijn uitgerust met een digitale uitgang welke te koppelen is aan een computer. Deze instrumenten kunnen een mooie aanvulling zijn op de GPS navigatie. We willen dus de informatie uit deze instrumenten ook zichtbaar maken in onze navigatie software.

De instrumenten op het schip zijn van het merk Raymarine en daardoor uitgerust met een Seatalk netwerk. Een (maritieme) GPS praat meestal het NMEA protocol.

AIS

Moderne (beroeps) vaartuigen zijn tegenwoordig uitgerust met AIS (Automatic Identification System). AIS is een systeem dat periodiek de locatie, koers en gegevens van het schip digitaal uitzend over een specifiek marifoon kanaal. Het uitzenden gebeurd met een AIS transponder. AIS signalen van schepen binnen het marifoon bereik kunnen worden ontvangen door een AIS receiver. De AIS receiver kan deze informatie via het NMEA protocol doorgeven aan een kaartplotter of navigatie software. Hiermee worden de schepen in de omgeving automatisch op het navigatie scherm getoond. De navigatie software welke AIS ondersteund heeft vaak ook alarmering functies als een AIS schip te dichtbij dreigt te komen.

Een AIS transponder is redelijk kostbaar, maar een AIS receiver is al goed betaalbaar. Er zijn ook marifonen met een ingebouwde AIS receiver op de markt. Het weten wat een binnenvaart schip doet verhoogt de veiligheid bij het navigeren op drukke vaarwegen.

Marifoon

Voor navigatie op het water is een marifoon een wenselijk instrument. De marifoon stelt ons in staat om te communiceren met bruggen en sluizen, maar ook schepen rondom ons. De marifoon is uiteraard niet te combineren met navigatie software maar maakt het navigeren aan boord wel volledig. Het primaire doel van navigeren op een schip is veiligheid. Het kunnen 'praten' met anderen die we tijdens het navigeren tegen komen verhoogd de veiligheid. Een GSM telefoon is geen alternatief voor een marifoon.

Navigatie plek

Navigatie op een motorboot op de binnenwateren is vaak ad-hoc. We willen ergens naar toe en hebben ongeveer op de kaart gekeken hoe we daar moeten komen en varen met de kaart in de hand naar de bestemming. Dit is anders dan op een zeilschip op open zee. Men is daar gewend eerste een exacte route uit te plannen waarbij rekening wordt gehouden met wind, weer, stroming en tij. Vaak zet men een aantal waypoints uit waar vervolgens telkens naar toe gevaren wordt. De navigatie plek aan boord van een zeilschip zit binnen in de kajuit. Voor een motorboot geldt dat de stuurstoel ook de plek is waar genavigeerd wordt. Mijn schip is uitgevoerd met 2 stuurplaatsen. In de stuurhut en op het achterdek. Navigeren gebeurd dus vanaf 2 plaatsen.

In de stuurhut is ruimte voor een laptop en kunnen we eenvoudig kabels aan sluiten op deze laptop, echter op het achterdek is een laptop onhandig. En ook zouden kabels erg lang worden. Een oplossing voor buiten is een tablet pc welke draadloos wordt aangesloten. Er zijn tegenwoordig oplossingen met Wifi.

Oplossing

We hebben nu een aantal wensen op een rijtje gezet. Met deze wensen kunnen we een navigatie systeem aan boord van een motorschip samenstellen.

• GPS, bij voorkeur buiten om storingen te voorkomen
• Bestaande navigatie instrumenten koppelen
• AIS gegevens plotten in de navigatie software
• Laptop oplossing voor in de stuurhut
• Tablet oplossing met Wifi op het achterdek

Een oplossing is de SchilModul MiniPlex-2Wi NMEA multiplexer. Op deze multiplexer kunnen tot maximaal 4 NMEA zenders aangesloten worden. Waarbij 1 aansluiting ook als Raymarine Seatalk ingang geconfigureerd kan worden. Al deze signalen kunnen op 2 NMEA outputs worden doorgegeven. Daarnaast kan de NMEA data ook worden doorgestuurd aan de USB aansluiting en via Wifi worden verzonden. De GPS, AIS receiver en de Raymarine instrumenten kunnen zo worden aangesloten op de multiplexer. Vervolgens kan de laptop in de stuurhut worden aangesloten via de USB aansluiting of via Wifi. De tablet pc kan via Wifi de NMEA signalen opvangen. De exacte hardware opstelling wordt beschreven op een volgend blog.

Met alleen een laptop en een tablet pc hebben we nog geen volledig werkend navigatie systeem. Hiervoor hebben we nog navigatie software en digitale waterkaarten nodig. Er zijn diverse software oplossing voor zowel Windows, Android als Apple. De verschillende software pakketten bieden allen verschillende mogelijkheden. Waterkaarten worden door een aantal verschillende leveranciers geleverd. Deze waterkaarten verschillen enorm. Niet alleen de informatie op de kaarten zelf is verschillend (detail niveau, weergegeven objecten etc.) maar ook het formaat verschilt. Het is wenselijk dat de digitale waterkaarten (die apart moeten worden aangeschaft) op zowel de laptop als de tablet pc bruikbaar zijn. In een andere blog wordt dieper ingegaan op de navigatie software en de digitale waterkaarten.