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Die Rohdaten für die Flachwassertiefen werden durch verschiedenen Sensoren erfasst. Mindestausrüstung sind GPS-Gerät und Echolot. Die Daten werden über den NMEA- oder Seatalk-Bus übertragen und mit einem Logger als Dateien gespeichert. Die Daten werden anschliessend komprimiert und zusammen mit den Meta-Daten webbasiert auf einen Server geschickt. Die Rohdaten werden dann so korrigiert, dass daraus Tiefenlinien abgeleitet werden können.

Inhaltsverzeichnis

GNSS, GPS

Zur Positionsbestimmung sind weltweit verschiedene GNSS-Systeme im Einsatz. Am weitesten verbreitet ist GPS. Seltener sind das russische GLONASS und neu das europäische Galileo. Da in der Sportschiffahrt fast immer GPS verwendet wird, sprechen wir immer von "GPS". Nur wenn explizit ein anderes System gemeint ist, wird die spezifische Bezeichnung verwendet.

Lagesensor

Zur Bestimmung der genauen Schiffslage und -Bewegung dient in der Berufsschiffahrt ein Schiffslagesensor (Gieren, Stampfen, Rollen, Krängung). Auf Sportbooten fehlen solche Geräte. Deshalb ist im HW-Logger ein Gyrometer für Lage und Beschleunigung eingebaut, über den diese Parameter abgeleitet werden können.

SBAS

Die Positionsgenauigkeit von GNSS bzw. von GPS-Consumergeräten liegt bei etwa 10 m. Durch SBAS-Korrekturdaten kann die Genauigkeit auf etwa 2 m verbessert werden. WAAS, EGNOS, SDCM, GAGAN, MSAS sind die zur Verfügung stehenden Systeme.

Durch PDGNSS (Phasenkorrektur) kann die Genauigkeit auf 1 dm bis 2 cm gesteigert werde. Solche Geräte stehen aber nur auf Messschiffen zur Verfügung.

Wasserschallgeschwindigkeit

Die Schallgeschwindigkeit ist abhängig von Druck, Salinität und Wassertemperatur. Alle drei Parameter variieren mit der Wassertiefe. Im Tiefwasser variiert die Schallgeschwindigkeit von 1463 m/s im Süsswasser und 1500 bis 1800 m/s im Salzwasser. Eine Eichung des Echolotes ist auf Sportbooten nicht möglich.

Auch im Flachwassertiefen von 0..50 m gibt es Zonen, in deen sich statische und veränderliche Blasen und Schichten mit stark unterschiedlicher Temperatur und Salinität bilden. Das bedeutet unterschiedliche Wasserschallgeschwindigkeit, die bei der Beschickung der Rohdaten berücksichtigt werden muss.

Luftdruck

Eine Luftdruckänderung um 1 hPa bewirkt eine Pegeländerung von ~1 cm.
Je höher der Druck, desto niedriger der Pegel.

Frage
Da sich Fehler addieren, und da 10..30 hPa Druckunterschied (entsprechend 10..30 cm) oft vorkommen, sollten wir die Rohdaten mit dem Druck beschicken.
Luftdruck fehlt aber in den NMEA-Daten meistens.
Man bräuchte also eine Schnittstelle zu historischen Luftdruckdaten...

Rohdaten

Parameter Sensor NMEA zwingend Prio 1..3 Wertebereich Bemerkungen
GPS-Position LAT GPS RMC x 1 +- ##,##### ° +-10m * cos(LAT)
GPS-Position LON GPS RMC x 1 +- ###,##### ° +-10m
Wassertiefe gemessen Echolot DPT, DBS, DBT x 1 ##,# m Genauigkeit von vielen Faktoren abhängig…
Datum GPS RMC x 1 yyyymmdd
Uhrzeit GPS RMC x 1 hhmmss UTC oder local?
ID des Datensatzes NMEA-Logger x 1 ID
GPS-Takt GPS FSI 2 #,# Hz Taktunterschiede sind Fehlerquellen
Echolot-Takt Echolot ? 2 #,# Hz Taktunterschiede sind Fehlerquellen
HDOP GPS GGA 2 ## Qualität der Position
Satelliten in Verwendung GPS GGA 2 ## Qualität der Position
SBAS GPS ? 2 y/n Qualität der Position
DGPS GPS GGA 2 # 2=DGPS (identisch mit SBAS?)
SBAS System GPS ? 3 WAAS, EGNOS, SDCM, GAGAN, MSAS unklare Relevanz
Geschwindigkeit über Grund GPS RMC 2 ##,# kt Messabstände sind geschwindigkeitsabhängig
Geschwindigkeit über Grund Logge x 2 ##,# kt verifizieren der GPS-Geschwindigkeit
Kurs über Grund GPS RMC 2 ### ° Hinweis auf Krängung (zusammen mit Wind)
Kurs über Grund Kompass x 2 ### ° verifizieren des GPS-Kurses
Windstärke scheinbar Windmesser MWV 2 ## kt Hinweis auf Wellen und Schiffsbewegung
Windrichtung scheinbar Windmesser MWV 2 ### ° bb/stb Hinweis auf Wellen und Schiffsbewegung
Gieren Lagesensor ROT? 2
Stampfen Lagesensor x 2
Rollen Lagesensor x 2 Hinweis auf Krängung
Krängung Lagesensor x 2 ## ° stb/bb winkelabhäniger Tiefen- und Positionsfehler
Krängung Krängungsmesser x ## ° stb/bb winkelabhäniger Tiefen- und Positionsfehler
Salinität 3 schichtungsabhängiger Tiefenfehler
Wassertemperatur Logge MTW 3 ## °C Hinweis auf Salinität?
horizontales Datum DTM 3 a(10) meist WGS 84
Ruderwinkel Rudersensor RSA 3 ### ° stb/bb Hinweis auf Krängung (falscher Trim)