Autopiloten mates av GPS

Når GPS-en mater autopiloten

Vi har fått en ny «styrmann» som via elektronikken ombord henter input fra satellittene i verdensrommet. Kort forklart: Autopiloten har overtatt styringen med signaler fra satellitt-navigatoren . Det man ikke skulle tro var mulig annet enn i store hurtigbåter og skip, er et faktum også i 30-foteren.

AV GUNNAR STEEN IVERSEN

Det er bare å gi seg ende over for hva kombinasjonen av ulike typer elektronisk båtutstyr kan føre til. Vår nye autopilot, en ComNav 1001 henter signaler fra en Eagle UltraNavII GPS-navigator og styrer båten langs en kurslinje med bare 20-40 meters avvik, for til slutt å treffe blinken (kurspunktet). Vil man ha avansert satellittnavigering, kan man legge en rute med det antall kurspunkter man ønsker, og piloten melder fra ved ankomst.

NMEA-signaler nødvendig

Å kombinere utstyret på denne måten oppnås ved å utnytte datastrømmen gjennom de såkalte NMEA-utgangene fra navigator og til autopilot. Det er altså bare et par kabler som skal til for å opprette forbindelsen. Neste skritt er å ta i bruk enda en enhet, nemlig DGPS-signaler (differensiell GPS).
I årenes løp er det mange som har fleipet med hvilken nytte en mindre motorbåt har av en autopilot. Noen kaller det bare styrehjelp. Nå tør jeg faktisk våge å si at vi har fått en «styrmann» ekstra. Etterhvert som elektronikken er blitt bedre, har også presisjonen til pilotene øket.
Styrkeprøven for endel autopiloter er deres egenskaper til å holde stø kurs på de vanskeligste retningene rett nord og rett syd. ComNav 1001, som er et meget avansert instrument, viser ypperlig stabilitet. Det er derfor ikke lenger opplest og vedtatt at en moderne autopilot ikke skal klare disse utfordringer selv om de benytter fluxgate-kompass. Men mine erfaringer skriver seg fra Oslofjorden og Skagerrak. På nordligere breddegrader er nok variasjonene større.

Styrer rett nord

Med GPS-navigatoren tilkoblet via NMEA-0183 signalene, blir autopilotens kompass rett og slett koblet ut og himmelretningene bestemmes av navigatoren. Jeg våger den påstand at et mer nøyaktig «kompass» får man ikke i båten. La meg straks få avkrefte eventuelle spekulasjoner: Vårt tradisjonelle magnetkompass har fortsatt sin selvfølgelige plass ved førerplassen. Nå har vi tre kompass å velge mellom. På displayet til autopiloten vises fluxgate-kompassets gradetall. Foran rattet sitter magnetkompasset og sist, men ikke minst, viser GPS-navigatoren COG-verdiene (course over ground). Aldri har jeg fått dobbeltsjekket min kurs bedre.
Den utvilsomt mest elegante måten å benytte GPS-systemet på er nettopp å la signalene komme autopiloten til gode. Skal du ut i skjærgården på kortere eller lengre turer, kan du gå mot ett bestemt kurspunkt. Når det er valgt, får du en kurslinje (bæring) og det er langs denne linjen autopiloten styrer. Vil du heller gå en rute bestående av flere kurspunkter, kan du lage en slik rute på forhånd.

Utstyr som «snakker» sammen

Moderne autopiloter som i dag benyttes ombord i større fartøy, har muligheter for tilkobling til annet utstyr, for eksempel til en logg, radar eller som i vårt tilfelle, en navigator. I lystbåter er det først de siste 3-4 årene at ulikt utstyr er laget slik at de kan forstå hverandres signaler. Derfor skal man ikke ha problemer hvis man velger en Robertson autopilot og en AP-navigator ettersom begge enhetene følger NMEA-standarden (National Marine Electronics Association).
I vårt tilfelle mottar vi signaler fra vår amerikanskproduserte Eagle UltraNav II, et kombinert ekkolodd og GPS-navigator som sender både posisjon, dybde og navigasjonsinformasjon til lyttende enheter, deriblant autopiloter av vår type som produseres av den kanadiske fabrikken ComNav.
Vi nyttiggjør oss NMEA 0183- signaler fra navigatoren. De består blant annet av flere data-protokoller med benevnelsene RMC, RMB, APB, APA og XTE. Felles for dem er at de gir nøyaktig beskjed om posisjon, kursavvik, nødvendig styrekurs fra båtens nåværende posisjon, båtens fart og et signal om at man har nådd kurspunktet(waypoint).
Det finnes også autopiloter som nyttiggjør seg NMEA 0180- signaler. Svakheten med disse signalene er at de bare gir autopiloten «Cross track error»-informasjon, det vil si avviket i forhold til den fastsatte kurslinjen mellom to punkter. NMEA 0182-informasjon gir i tillegg til kursavvik-informasjon også kursen til waypointet fra nåværende posisjon.
For å forstå hvordan Global Positioning-systemet fungerer, anbefaler vi vår introduksjon presentert i Båtmagasinet 10/1993 og de erfaringer vi gjorde under navigering i Skagerrak og Kattegat.
Man skal være varsom med sterke påstander når det gjelder elektronikk, men jeg våger likevel å si at kombinasjonen GPS-navigator og autopilot, er den beste grunnpakken for lystbåtskippere, med mindre man ikke skal ferdes ute i dårlig sikt og på nattetider. Da er radaren uovertruffen.

Spesiell terminologi

For å få full nytte av GPS-utstyret kombinert med autopiloten, er det helt avgjørende at begge enhetene hver for seg fungerer som de skal. Før man begir seg i kast med sammenkobling av utstyret, bør man være dus med bruken av det. Av egen erfaring kan jeg godt si at det slett ikke er gjort over natten å sette seg inn i terminologien. Det er faktisk nødvendig å forstå en rekke nye utrykk i form av bokstav-forkortelser. La meg nevne de viktigste:
COG = Course over ground (båtens magnetiske kurs)
BRG = Bearing (kurslinje mellom to punkter)
DTG = Distance to go (avstand til nærmeste kurspunkt)
SOG =Speed over ground (fart over grunnen målt i knop)
XTE = Cross track error (avviket i forhold til kurslinjen, f. eks 0,1 n.m)
Det er viktig å velge utstyr med et lett forståelig vindu (display). De forskjellige fabrikantene har ulike oppfatninger av hva som er best. Noen opererer med store tall og lettleste vinduer, andre med vinduer hvor man visuelt får beskjed om hvor man befinner seg i forhold til kurslinjen, hvor stor fart og hvor lang tid man har igjen til man har nådd kurspunktet. Det kalles en plotter og er etter min mening det beste å bruke. Det var plotteren som ga meg svaret på hvor godt autopiloten fulgte signalene fra navigatoren.

Praktiske prøver

For å få en pekepinn om hvordan autopiloten makter å følge navigasjons-dataene fra GPS-navigatoren, har jeg i løpet av våren gått på kryss og tvers i Singlefjorden mellom Halden og Fredrikstad. Kurspunkter (waypoints) er satt ut i kartet en rekke steder slik at jeg fikk sjansen til å seile i alle retninger.
Sjøkart nr 1, Oslofjorden for strekningen Færder-Hvaler-Halden ble benyttet. Det er det mest moderne sjøkartet med det nye WGS-84 gradenettet (World Geodetic System 1984). For meg var det viktig å få vite om jeg kunne stole på systemet. Et kurspunkt ved innløpet til kilen hvor jeg har hjemmehavn var avslutningen på hver eneste tur. Et annet kurspunkt var lagt inn 15-20 meter fra fyret/varden Haslau, et annet syd for Sigløya og et tredje like nordøst for fyret på svenske Kattholmen. Ingen av strekkene var spesielt lange, men likevel lange nok til å få vurdert om utstyret holder hva det lover.
Før jeg kunne be autopiloten gå mot et kurspunkt, var det nødvendig å foreta noen viktige innstillinger på GPS-navigatoren. Den fikk først beskjed om at den skulle kommunisere med piloten med NMEA 0183-protokollen. Deretter ble kursavvik (XTE)-alarmen satt til 0,1 nautisk mil (185 meter), og til sist valgte jeg størrelsen på plottervinduet til 0.5 n.m. Jeg ville da få en god oversikt over hvor nøyaktig autopiloten greide å følge kurslinjen.
Det var spennende å se hva piloten maktet da velger-knappen ble slått på «NAV». Et pip fulgte og deretter begynte pilotens vindu å vise et gradetall som sakte, men sikkert nærmet seg kurslinjens gradetall samtidig som båten svinget inn på riktig kurs. Selv om båten til å begynne med lå på en helt annen kurs, tok piloten føringen og etter et halvt til ett minutt var vi klistret til kurslinjen. Deretter pendlet vi litt på hver side av kurslinjen. Kursavviket var aldri mer enn 0.01-0.02 n.m, med andre ord 20-40 meter, men mest viste XTE-vinduet «0.00».
Mens testingen pågikk, var det lett å gjøre feil. Autopiloten kan nemlig stilles inn slik at den tolker signalene om kursavvik på en omvendt måte av det normale. Jeg tvilte en stund på utstyret da piloten for hver meter som gikk, styrte bort fra kurslinjen. Feilen viste seg å være menneskelig. Etter å ha gitt piloten beskjed om å følge normalen i NMEA-protokollen (et lite tastetrykk), var vi igjen på rett kurs. Da ga babord-signaler beskjed om å styre babord og styrbord mot styrbord. Fabrikanten har nemlig gitt muligheter for å tolke NMEA-signalene på to måter, normalt og reversert.
Hver gang jeg nærmet meg et kurspunkt, meldte først GPS-navigatoren at jeg var (Near waypoint), i mitt tilfelle 0.1 nautisk mil fra målet. Deretter meldte autopiloten fra med sin alarm (Arrival) idet GPS-vinduet viste sifrene 0.00. Vi var i mål. Jeg hadde ikke rørt rattet på 15-20 minutter. Under testingen var det spesielt på nordlige og sydlige kurser jeg var opptatt av hvordan autopiloten oppførte seg. Svaret er enkelt å gi: Koblet til GPS-systemet er denslags problemer bare å glemme.

Med armene i kors

Testen vår gikk også ut på å følge en liten rute i fjorden hvor navigator og pilot skulle få seile en liten trekant, bestående av tre kurspunkter. Jeg hadde ikke tenkt å røre roret før vi var i mål. Ville dette gå?
Ikke før hadde jeg bedt navigatoren om «start route», så fant den kursen til første kurspunkt. 0.1 nm før ankomst, meldte navigatoren fra og omtrent samtidig endret autopiloten kurs til neste kurspunkt. Jeg satt med armene i kors og holdt utkikk. Tre kvarter senere nærmet vi oss de tredje kurspunktet. Vi var straks i mål. Hva ville skje? Først meldte navigatoren fra med sitt lydsignal og deretter varslet autopiloten med « Arr» idet DTG-vinduet (distanse å gå) meldte 0.00 nm. Blink igjen.
Spør du meg om hovedinntrykket? En fantastisk kombinasjon, men ikke glem følgende:
HOLD UTKIKK OG HUSK AT MANGE AV SJØKARTENE LANGS KYSTEN ER MÅLT OPP FOR NÆRMERE 100 ÅR SIDEN OG KAN VISE BETYDELIGE FEIL, OPP TIL 400 METER PÅ DET VÆRSTE!