Sjøkart på skjerm: Plotter eller PC

Sjøkart på skjerm

I forrige artikkel tok vi for oss de elektroniske kartene. Når skal vi se nærmere på maskinvaren som behandler dem og viser dem på skjermen.

AV JON WINGE

Det er to veier å gå når det skal lages elektroniske sjøkart. Den ene er at produsenten skanner papirkartene. Det vi får opp et sannferdig bilde av det kartet vi er vant til å se på skjermen. Dette kalles rasterdata eller rasterscan. Når vi zoomer på skjermen, forstørrer og forminsker vi alt, også feilene.
Den andre måten er å ”tegne” kartet på nytt ved å koordinatfeste en mengde punkter og forbinde dem med linjer. Slike kart blir dessuten bygget opp i vektorer – flere lag som inneholder forskjellige typer informasjon. Da kan vi selv redigere skjermbildet og gjerne forenkle det slik at vi bare får de opplysningen vi trenger. Dette kalles vektorkart.
Men valgets kvaler er ikke over ennå, for du må også ta stilling til hva slags maskinvare du skal ha.

To veier til målet

Du kan velge et spesialinstrument, gjerne kalt dedikert kartplotter fordi den er bygget for å løse denne konkrete oppgaven. Den er vanntett eller sprutsikker og kan derfor monteres ute. Instrumentet rommer en enkel datamaskin som ikke kan annet enn å hente fram sjøkart fra kassett, diskett eller CD-rom og behandle dem på forskjellig vis. Du får en rekke tilleggsfunksjoner som gjør at du kan navigere på skjermen.
Med innebygget eller tilkoblet GPS-mottaker får du båtens posisjon opp på skjermen også. På “minussiden” kommer liten skjerm, samt begrenset prosessorhastighet og arbeidshukommelse. Dedikerte kartplottere får du fra under kr 10 000 og opp til det femdobbelte. Pris og skjermstørrelse følger hverandre.
Alternativet er å bruke PC. Med en moderne maskin vinner du enormt i hastighet fordi både prosessoren og RAM’en – arbeidshukommelsen – er vesentlig større. De fleste kartsystemer for PC bruker dessuten Windows som operativsystem, med alle de fordelene det gir. Du kan også få en betydelig bedre skjerm, både i størrelse og fremfor alt i oppløsning, bare du betaler. Ulempen er at en PC er mer ømfintlig. (Panasonic har en rådyr “lap top” som tåler vann). Kraftige bærbare PC’er går fra dyre til rådyre (fra ca 15 000 og oppover). Du bør dessuten satse på aktiv fargeskjerm, og det fordyrer maskinen ytterligere med flere “båtkroner” (tusenlapper).

Vi tester vektorkart

Det var med adskillig spenning vi installerte en representant for hvert system om bord for test i fjor sommer.
“Den dedikerte kartplotteren” ble representert av en Simrad CP 32 D med 5,5” aktiv fargeskjerm og innebygget DGPS. Kartgrunnlaget er C-Map NT CF-95, til daglig kalt CM-95 på minikassetter, en “hobbyversjon” av det mer proffe CM 93. Med DGPS kostet apparatet kr 25 430,-. Uten DGPS heter maskinen CP 32, og da var prisen 18 460,-.
“PC’en” ble representert av en Compaq Armada 1592 lap top med 233 MMX-prosessor, 32 Mb RAM, 12,1” aktiv fargeskjerm og 20X CD-stasjon. Prisen var kr 19 028,-. Maskinen var utstyrt med Livechart fra SeaPro 2000 på CD-rom med Windows 95 som operativsystem. Maskinen ble koblet opp mot “skipets egen” Magellan 3000 XL, som er en helt grei håndholdt GPS.
Alle priser inkluderer moms og fargeskjerm. Det skiller altså lite når det gjelder “maskinvaren”. Det gjør det faktisk ikke for kartene heller. Sør-Norge, det nordlige Danmark samt den svenske vestkysten setter deg tilbake med rundt åtte tusen kroner for hvert av systemene. Men det tilsvarer faktisk ca. prisen på et komplett sett papirkart.

Må under dekk

Testen ble en nyttig og ganske overraskende erfaring. For det første: Ingen av de to skjermene lot seg bruke ute i dagslys. En reflektorskjerm påmontert den dedikerte kartplotteren, gjør saken litt bedre når vinkelen og avstanden er riktig. Svart/hvitt-skjerm er vesentlig bedre i dagslys. Da blir den dedikerte kartplotteren litt billigere også, men vi mister fordelene som et kart i farger gir, som f.eks fyrsektorer.
Selv i gråvær måtte vi skaffe effektiv skygge før vi kunne lese kartene på PC’en sånn noenlunde. Den egner seg uten tvil best under dekk.
Ellers var det stor forskjell på skjermoppløsning, hvor PC’en er best. Skjermen er dessuten omtrent fire ganger så stor. Det betyr mye når vi skal holde oversikten, særlig i stor målestokk, samt at vi kan legge ut vinduer og fremdeles ha plass til et forholdsvis stort kartutsnitt.

Fart og enkelhet

Også her kommer den dedikerte kartplotteren til kort. Prosessoren er vesentlig langsommere enn PC’ens, dessuten har den mye mindre arbeidshukommelse, for maskinen måtte stadig inn og ut av kassetten for å fornye skjermbildet etter hvert som vi “bladde” oss fram over kartet. Ikke sjelden hendte det at den gikk helt ut til oversiktskartet av seg selv, slik at vi måtte starte søking og zooming på nytt.
Et annet problem er lesbarheten. I enkelte målestokker er det så mange detaljer at kartbildet ikke blir leselig. Det lar seg gjøre å redigere bort det man ikke har bruk for, med det krever en god del knappetrykk som tar oppmerksomheten bort fra navigeringen mens det står på. Når vi skal over i en annen målestokk, ønsker vi kanskje disse detaljene tilbake, og da venter flere knappetrykk.
På grunn av den mye raskere prosessoren, samt en romslig arbeidshukommelse, er PC’en betydelig kjappere og enklere å arbeide med, men også her opplevde vi flere ganger at den “slapp taket” og gikk helt ut i oversiktsvisning. Med såvidt stor skjerm, og rask skjermoppdatering, gikk det imidlertid mye fortere å komme tilbake igjen.

Kartgrunnlag og nøyaktighet

Begge systemene bruker digitale, vektoriserte kart, men det er en vesentlig forskjell på dem: Mens Livechart (SeaPro 2000) bygger på Sjøkartverkets data, er C-Map 95, digitalisert direkte fra papirkart.
Forskjellen er slående. For C-Maps vedkommende kan man nesten lese dagsformen til den arme operatøren som har sittet i Russland eller Italia og “tegnet etter” papirkartene. Noen steder er resultatet så vidt akseptabelt, andre steder er det nær sagt begredelig. Når vi zoomer et stykke inn i skjærgården, slutter vi å få sanne konturer, men i stedet en samling av uregelmessige mangekanter som bare svakt ligner på det vi egentlig burde se.
I og med at Livechart bruker Sjøkartverkets data direkte, blir detaljeringen bedre og mer presis. Vi kan dessuten zoome dypere med bibehold av et forholdsvis “sant bilde”. Billedeksempelet fra sjøkart nummer 1 er slående, selv om det egentlig er litt urettferdig. Livechart har nemlig kunnet nyte godt av moderne, digitaliserte data, i henhold til WGS 84. Sjøkart nr 1 er foreløpig det eneste moderne sjøkartet sør og øst for Lindesnes, men C-Map åpenbart har laget sitt kart før det nye kartbladet kom ut. Det er derfor vesentlig dårligere.
Andre steder er forskjellen mindre, og når det gjelder de digitale resultater av kartblad 5 og 6 (blant de dårligste sjøkart i verden!), er det liten “kvalitets”forskjell. Du kan for eksempel ikke bruke noen av dem dersom du vil gå Tonerleia eller Kreppa, og selv Jomfrulandsrenna blir høyst usikker med begge to. “Shit in – shit out!” gjelder her, som over alt ellers i dataverdenen.
Nøyaktigheten kommer fra selve kartgrunnlaget, men ikke bare det; det er for eksempel åpenbar forskjell på hvor mye arbeid C-Map har investert i digitaliseringen her og der. På sjøkart nr 1 spiller derimot Livechart helt perfekt, selv med en “vanlig” liten GPS, mens C-Map viste systematiske posisjonsfeil med DGPS, selv når det var foretatt datum-korreksjon. Rene tegnefeil var også hyppig.
På kartbladene 5 og 6 er begge systemene “på jordet”. Det hjelper ikke det minste med DGPS så lenge grunnlaget er så elendig. I følge begge systemene “går skuta i åkeren” bokstavelig talt. Posisjonen flytter seg like godt over land som i sjøen, for å si det sånn.

Systempålitelighet

Selv om vi ikke hadde antydning til “datakrasj” med PC’en i de fem ukene testen varte, vet alle som har sittet ved et tastatur at slikt skjer. En PC er pr. definisjon ikke helt pålitelig. Den er dessuten ikke konstruert for et liv på sjøen, så vi må regne med begrenset levetid dersom vi ikke er ekstra forsiktige og tar maskinen med hjem så ofte som mulig. Nå kommer imidlertid både With Marine og Kværner Marine Automation med stasjonære PC’er spesielt utviklet for båt, sistnevnte med en 12” Toshiba industrifargeskjerm med LCD, og det blir spennende.
Den dedikerte kartplotteren er langt mer robust enn en ”lap top”. Den er konstruert for å være til sjøs, og ettersom den har en mye enklere “innmat”, er det logisk å regne med at den er tilsvarende mindre utsatt for komponent- eller systemfeil.
PC’en har overlegent vunnet de foregående punktene, men du bør spørre deg selv om ikke dette ene punktet overskygger alle de andre!

Holder foreløpig ikke mål

Vi oppsummerer:
Ingen av systemene holder mål som pålitelig navigasjonsgrunnlag innaskjærs. Alle som selger elektroniske sjøkartsystemer er imidlertid flinke til å påpeke at disse ikke erstatter papirkartene. Vi har opplevet sannheten i dette.
Du vil alltid kunne få “svart skjerm”, og da er du ille ute dersom du ikke har papirkart også.
Personlig erfaring: Både når det gjelder å orientere seg i mindre målestokk, og å følge med i stor målestokk og krevende farvann, er papirkartet fremdeles overlegent. Du flytter pekefingeren og blikket raskere over et stort papirflak enn du flytter en markør eller ruller et skjermbilde, for å si det sånn.
Dessuten er store deler av kartgrunnlaget ganske enkelt for dårlig. Skal du seile utaskjærs, er alt vel, men så snart du kommer innaskjærs, strekker det vektoriserte kartet ikke bestandig til. Dette gjelder særlig C-Maps ”hobbyversjon” C-95. Etter artikkelforfatterens mening bør denne klassifiseres som ubrukelig til annet enn å orientere seg på.

Viktige begreper når du navigerer på skjerm

Begrepene er dessverre ikke standardisert. Du kan derfor risikere å støte på forskjellige betegnelser for én og samme sak, avhengig av hvilket system du har om bord. Vi håper at nedenstående kan gjøre det litt enklere.

Kurser:
CDI - Cource Deviation Indicator. Viser kursavvik, gjerne båre digitalt og grafisk
COG - Cource Over Ground = beholdt kurs (over bunnen). Andre betegnelser du kan treffe på: CMG - Cource Made Good.
CTS - Cource To Steer = magnetisk styrekurs til et gitt punkt. Andre begreper som i praksis betyr det samme: CRS = Cource. BRG = Bearing (magnetisk peiling)
XTE - Cross Track Error = avvik til styrbord eller babord for kurslinjen. Amerikanerne bruker gjerne med L (venstre) og R (høyre). Andre begreper: CD = Course Deviation, XTK = Cross TracK
TRK - Track = beholdt kurslinje (plotting). Andre begreper: Trail = spor.

Fart:
SOG - Speed Over Ground = beholdt fart (over bunnen). Andre betegnelser: GS = Ground Speed.
SMG - Speed Made Good = beholdt hastighet (over bunnen)
VMG - Velocity Made Good = resulterende hastighet mot målet (når du ikke står rett på, for eksempel under kryss). Andre betegnelser: VTD (Velocity To Destination), VTW (Velocity To Waypoint), WAS (Waypoint Approach Speed), WCV (Waypoint Closure Velocity).

Distanser:
DTG - Distance To Go = gjenværende distanse til målet. Andre betegnelser: DIS = Distance.
DMG - Distance Made Good = utseilt distanse.
DIST - Distance = distanse. Andre begreper: RNG (Range), gjerne under plotting.

Tid:
TTG - Time To Go = beregnet seilingstid til et gitt punkt (med den VMG som holdes i øyeblikket) Andre begreper: ETE = Estimated Time En route
ETA - Estimated Time of Arrival = beregnet ankomsttid.
UTC - Universal Time Coordinate, eller bare UT - Universal Time = Standardtid (Tidligere GMT.)

Kart + GPS = dynamitt

Kart og GPS er en farlig blanding. I dag snakker navigatører allerede om radarassisterte kollisjoner. I fremtiden vil det bli snakk om ECDIS-assisterte

grunnstøtinger. ECDIS er det elektroniske systemet som skal erstatte papirkartene til profesjonell bruk.

Når vi kombinerer GPS og sjøkart, blander vi en livsfarlig cocktail. Det forholder seg slik:
Når navigatøren tidligere nærmet seg land, kom han til et punkt hvor han skiftet navigasjonsteknikk fra astro til terrestrisk: Etter å ha navigert etter himmellegemene på overseilingskartet, brukte han peilinger til å korrigere sin påværende plass og “seilte” denne fram til hovedkartet.
Deretter navigerte han videre på hovedkartet (1: 50 000) etter mêd, peilinger, fyrsektorer, strømkoblinger og så videre, med kompasset og loggen – senere radaren – som sine viktigste verktøy.
I dag tar vi himmellegemene (i dette tilfellet de kunstige satellitter) med oss helt inn på hovedkartet, og da blander vi to systemer som ikke hører sammen i det hele tatt.
Satellittene ser jordkloden som den er. Sjøkartene viser derimot hvordan karttegnerne tror den er. Forskjellene er store. Kartene er beheftet med til dels store systematiske feil (som er uten betydning så lenge du bare forholder deg til kartet).
Som eksempel på den livsfarlige blandingen kan vi nevne at Sjøkartverket har frigitt WGS 84-kart for Lofoten i det nye, proffe ECDIS-systemet, som altså med tiden skal erstatte papirkartene. Og de tar forbehold om unøyaktigheter på inntil 500 meter! Dette skal altså være ”kremen”, mens ECS-kartene er langt mindre nøyaktige. Det er disse vi fmå forholde oss til i fremtiden.
Så lenge du navigerer på vanlig måte i sjøkartet, seiler du imidlertid trygt. Feilen blir jo automatisk og systematisk korrigert så lenge du forholder deg til kartet. Blander du imidlertid kart med GPS-data, introduserer du til dels store forskjeller mellom kartet og virkeligheten.

Håpløs skalering

Et annet problem er rent tegneteknisk. Når det for eksempel ligger et skvalpeskjær like utenfor kystlinjen, må karttegneren sette symbolet så langt ut at det skiller seg ut fra kysten. I målestokk 1:50 000 har “lusa” til et skvalpeskjær en utstrekning på ca 50 meter. For at den skal tre klart fram fra kysten, må den dessuten tegnes minst ½ mm ut. Når du zoomer inn på et vektordatakart, blir skvalpeskjæret ikke større, men det vises mellom 25 og 50 meter eller mer fra land (avhengig av zoomingsgraden), og det vil derfor feilaktig kunne sluttes at det er god plass til å gå på innsiden.
Et annet graverende eksempel på de feilslutninger som kan oppstå, er i trange leder som er merket med flytende sjømerker på begge sider. Dersom det for eksempel brukes 6 mm for å få tegnet dette, skulle det tilsi at denne leden er 300 meter bred i følge et kart i 1: 50 000. Ingen vil finne på å krysse i en slik led etter papirkartet, men fristelsen til å zoome inn på skjermen er stor, og da får man inntrykk av at man har 300 meter å boltre seg på!

15 viktige spørsmål om kartplotter og PC

1
Bør jeg ha fargeskjerm?
Skal du navigere ute, har ingen fargeskjermer lys nok til at de kan leses uten skikkelig avskjerming. Da bør du egentlig velge svart/hvittskjerm. Med en fargeplotter får du derimot kartet opp med sine opprinnelige farger, og det blir derfor vesentlig lettere å tolke. En annen viktig fordel er fargene på fyrsektorene. Når du er underveis om natten, kan du fjerne unødvendige og forstyrrende vektorer slik at du kan konsentrere deg om å gå på sektorene.

2
Hvilken betydning har størrelsen på skjermen?
Den er meget viktig. Jo større skjerm, desto større blir detaljene.

3
Trenger jeg en GPS-mottaker til kartplotteren?
Ja. Uten GPS vil et system for elektroniske sjøkart ikke ha samme bruksverdi. Med GPS tilkoblet kan du derimot få båtens posisjon og bevegelser inn på kartet i tillegg til en mengde andre opplysninger som ruter, distanser, kurser, kursavvik, tid for ankomst osv. Hvis du allerede har en GPS-mottaker med grensesnitt for NMEA 0183, og det har jo de fleste, kan du spare tusenlapper på å kjøpe en kartplotter uten innebygget GPS.

4
Hvilke fordeler og ulemper har en kartplotter for kartkassetter?
En dedikert kartplotter for kassetter er vanligvis én komplett, sprutsikker enhet som kan monteres ute i cockpit, for eksempel ved rormannens plass. Det kan være av overordnet betydning for de fleste. Men på grunn av relativt liten datakraft, er den langsom. Skjermen blir dessuten forholdsvis liten, og muligheten til å arbeide med vinduer er begrenset.

5
Hvilke ulemper og fordeler har elektroniske sjøkart for PC?
En PC egner seg dårlig om bord i de fleste fritidsbåter. Men har du plass og “miljø” for en slik maskin under dekk, er systemet aldeles overbevisende. Datakraften i en helt vanlig PC er overlegen en kartplotter for fritidsbåt, og den arbeider meget raskere. Stor skjerm gjør det komfortabelt å arbeide med flere vinduer samtidig. Stor lagrings- og regnekraft kan inkludere andre programmer som for eksempel tidevann og havneinformasjoner. Flere systemer tilbyr videosekvenser med innseilinger og andre viktige navigasjonsdetaljer.

6
Hva slags PC maskinvare bør jeg da ha?
Det billigste er en vanlig PC med 12 volt-omformer, men det har de færreste plass til om bord. En bedre, men vesentlig dyrere løsning er en ”lap top”. Du kan klare deg med en forholdsvis enkel maskin. En 486-prosessor kan rekke, men for å få full glede av f.eks SeaPro 2000, bør du minst ha en Pentium 133 MHz prosessor og 16 MB Ram. Windows 95/98 er overlegent som operativsystem. For å ha glede av en lap top utendørs, må den ha aktiv fargeskjerm, så stor som mulig, men det fordyrer også vesentlig, og er dessuten ikke fullgodt. Men en lap top kan du enkelt ta med deg hjem og bruke til planlegging.

7
Kan jeg koble GPS til en PC?
Ja. Du trenger bare en kabel til den rette porten, så vil kartprogrammet ta hånd om resten. GPS’en må imidlertid være kompatibel (ha grensesnitt – ”interface” – for NMEA 0183). Det klarer seg godt med en “lommerversjon”. I kombinasjon med en ”lap top” PC har du da full fleksibilitet og kan ta med deg sjøkartene hvor du vil.

8
Er det nødvendig å satse på DGPS?
Nei. Med GPS-mottakeren som arbeider med den sivile SA-koden, får du en nøyaktighet på rundt 30 meter, og det bør være godt nok for de fleste. Du får imidlertid kartplottere med innebygget DGPS som kun trenger én antenne. Det fordyrer “ikke mer” enn rundt kr 5000,- og blir da billigere enn en separat DGPS-enhet. Interessen for DGPS forsvinner for øvrig den dagen Pentagon atter lar oss sivilister få bruke den militære P-koden, som gir en nøyaktighet i meterområdet.

9
Kan jeg installere kartplotteren selv?
Ja. Det eneste du trenger er å finne et egnet sted, trekke fram batteristrøm, samt plassere og koble til GPS-antennen. Den behøver ikke stå høyt, men må “se” så mye som mulig av himmelen.

10
Er en PC-løsning enkel å installere?
Ja og nei. De fleste kartsystemene kommer på disketter eller CD-ROM, og i prinsippet er det bare å følge installasjonsanvisningen på skjermen i Windows. Praksis viser imidlertid at du lett kan støte på problemer, så det er viktig å ha en god dialog med leverandøren. Forviss deg om at han vil være behjelpelig dersom du støter på problemer, eller få ham til å installere og teste for deg.

11
Er en PC stabil nok til at jeg kan bruke den til noe så viktig som navigasjon?
Systempålitelighet for en PC med korrekt installasjon og konfigurering er meget stor så lenge du ikke overlesser den med alskens programmer og periferienheter. Du må altså være tilbakeholdende med hva du bruker PC’en til dersom du skal ha den om bord.

12
Kan jeg styre en autopilot med en kartplotter eller PC?
Ja, dersom begge instrumentene har grensesnitt (”interface”) for NMEA 0183.

13
Hvordan virker Zoom-funksjonen?
På et rasterdatakart forstørres eller forminskes bildet og intet annet. Du får hverken bedre nøyaktighet eller flere detaljer. På et vektordatakart får du flere detaljer og større nøyaktighet når du zoomer inn, for da kan det hende at systemet går over på et spesialkart. Når du zoomer ut blir målestokken mindre, men valgte vektorer som for eksempel sjømerker og navn, beholder samme størrelse.

14
Kan jeg stole fullt ut på GPS’en til enhver tid?
Satellittsystemet er ekstremt pålitelig. Eventuell svakhet ligger i mottakerne. Den sivile SA-koden er oppgitt å gi 100 meters nøyaktighet i 96 prosent av tiden. I praksis er forholdet vesentlig bedre. Moderne GPS’er er dessuten utstyrt med filtere og kan også arbeide med gjennomsnittsberegninger.

15
Hvor lenge vil jeg kunne ha glede av GPS-utstyret mitt, og hva blir avløseren til GPS?
Etter planen skal det militære GPS-systemet i alle fall være operativt frem til 2010, men IMO – den Internasjonale maritime organisasjonen – ønsker seg et system som står under sivil kontroll og som gir god nok nøyaktighet til presisjonsnavigering i havner og trange leder. Systemet er under utarbeidelse under navnet GNSS – Global Navigation Satellite System, og det ventes å være operativt i god til før 2010. Dette systemet vil ventelig ta over all sivil navigasjon på sjø og land, og diverse bruk på landjorden vil utvilsomt få vesentlig større proporsjoner enn på sjøen etter hvert.