GPS-Empfänger

Was diesen Empfänger von anderen Positionsquellen abhebt

Ein mariner GPS-Empfänger dekodiert Signale der US-GPS-Konstellation und auf den meisten modernen Geräten auch von GLONASS, Galileo und BeiDou, was eine verschmolzene Mehrkonstellationsbestimmung gibt statt einer Stützung allein auf GPS. Er beantwortet nur eine Frage: wo die Antenne gerade ist. Er sagt der Brücke nicht, wohin der Bug zeigt -- das ist Sache des Kreiselkompasses -- und er ersetzt kein zweites, unabhängiges Mittel der Positionsbestimmung, das SOLAS gerade deshalb weiter fordert, weil eine einzelne GNSS-Quelle ohne Vorwarnung ausfallen oder getäuscht werden kann.

Hauptkomponenten

Antenne

Eine kuppelmontierte aktive Antenne mit integriertem rauscharmem Verstärker, platziert mit freier Himmelssicht abseits von Radarscannern und Schornsteinabgas, die sonst den Rauschabstand verschlechtern.

Empfänger / Verarbeitungseinheit

Verfolgt 12 bis 30+ Satellitenkanäle gleichzeitig, rechnet eine gewichtete Positionslösung und wendet Differentialkorrekturen an, wo verfügbar (SBAS wie EGNOS oder WAAS, oder eine örtliche DGPS-Bakenzuführung).

Ausgabeschnittstellen

NMEA 0183- oder NMEA 2000-Seriellausgabe, die ECDIS, AIS, VDR und Autopilot parallel speist; viele Brücken verdrahten zwei Empfänger in eine Umschalt- oder Auswahlanordnung, damit ein einzelner Antennenfehler nicht alle nachgelagerten Systeme auf einmal blendet.

Auswahlkriterien

• Die Zahl der verfolgten Konstellationen und Kanäle -- mehr Kanäle verkürzen die Wiedererfassungszeit nach einem Mastschatten oder schwerem Rollen.
• Die Aktualisierungsrate, typisch 1 Hz für die Standardnavigation, höher für Zuführungen zur dynamischen Positionierung.
• Die Unterstützung von Differentialkorrekturen (SBAS, RTK), wo der Handel Meter- oder Submetergenauigkeit verlangt, etwa Baggerei oder Offshore-Versorgungsarbeit.
• Die Verträglichkeit des Ausgabeprotokolls mit der bestehenden Schnittstellenliste von ECDIS und VDR.

Vorschriften und Klasse

SOLAS Kapitel V fordert, dass Schiffe einen Empfänger für ein globales Satellitennavigationssystem oder ein terrestrisches Funknavigationssystem passend zur Reise mitführen und ein Mittel der Positionsbestimmung erhalten, das nicht allein von einem GNSS abhängt. Die Klassifikationsgesellschaften besichtigen die Installation als Teil des Navigationsausrüstungsaudits statt als eigenen Posten und prüfen, dass Antennenposition und Verkabelung zur genehmigten Zeichnung passen und die Ersatzanordnungen funktionsfähig sind.

Typische Fehler

• Korrosion des Antennenkabels an der Decksverschraubung, die zeitweisen Signalverlust verursacht, der wie ein Satellitenausfall aussieht statt wie ein Verdrahtungsfehler.
• Verlust der Differentialkorrektur, wenn das Schiff aus der SBAS- oder Bakendeckung fährt, was die Genauigkeit verschlechtert, ohne an älteren Empfängern einen Alarm auszulösen.
• Mehrwegefehler nahe Stahlaufbauten oder Containern, die eine stabile, aber falsche Bestimmung erzeugen, die der Empfänger mit hoher Zuversicht meldet.
• Firmware nicht für den GPS-Wochennummernüberlauf aktualisiert, was das gemeldete Datum springen lassen und Protokollsysteme verwirren kann.

Worauf es beim Lieferanten ankommt

• Ein Baumusterzulassungszeugnis passend zu Flaggenstaat und Klassifikationsgesellschaft des Schiffs, kein generisches Marineetikett.
• Eine dokumentierte Ausgabeprotokollliste, damit die Integration mit bestehendem ECDIS und AIS keinen getrennten Wandler braucht.
• Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Firmwareupdates weit über die anfängliche Gewährleistung hinaus, angesichts einer typischen Einbaulebensdauer von zehn Jahren oder mehr.

Zwei Empfänger desselben Herstellers an derselben Antennenstrecke sind trotzdem ein einzelner Ausfallpunkt, wenn sie sich Mastposition und Stromversorgung teilen -- die zweite Antenne und ihr Kabel getrennt führen, wenn die Redundanz bei einem Sturm oder einem Masttreffer etwas bedeuten soll.