[e-Training - Orientamento] Bussola e GPS

e-training

Abbiamo visto in uno degli articoli precedenti le basi sull’orientamento in mare parlando di orientamento e punti cardinali. Lo strumento che ci permette di identificare il nord e che non deve mai mancare a chi va per mare con un imbarcazione è la bussola.

In questo capitolo accenneremo al funzionamento della bussola ed al suo utilizzo e spiegheremo nel dettaglio il funzionamento del GPS. Quest’ultimo strumento è fondamentale per il pescatore moderno che pesca con il gommone. Andiamo quindi per ordine.

LA BUSSOLA

La bussola è uno strumento molto semplice che permette di individuare costantemente il nord magnetico. La terra è attraversata da un potente campo magnetico che ha il suo polo nord leggermente spostato dal nord geografico (quello della terra) e chiamato appunto nord magnetico. Su ogni carta nautica ad uso locale viene riportato un angolo (detto deviazione magnetica) che è proprio quello tra la direzione del nord vero e quella del nord magnetico, con essa è quindi possibile risalire alla direzione del nord geografico.

bussola

Al pescatore in apnea che si avventura in mare in tutte le stagioni può capitare di essere sorpreso da un fitto banco di nebbia. Vedremo in seguito che con il GPS il problema non si pone, tuttavia può capitare che questo strumento non funzioni o si guasti, ecco allora che la bussola ci viene in aiuto. Avendo un’idea della zona in cui ci trovavamo prima che il banco di nebbia ci sorprendesse, sapremo sicuramente in quale direzione si trova la costa e riusciremo quindi a tornare in porto.

Prima dell’avvento del GPS la bussola poteva essere utile anche per trovare delle secche segnate sulla carta nautica. Si prendeva un riferimento noto sulla costa che fosse facilmente individuabile anche sulla carta nautica, a quel punto si calcolava la rotta da seguire (partendo da quel punto) e la distanza da percorrere per arrivare in zona. Ovviamente il metodo è suscettibile di parecchi errori, ma all’epoca non c’erano alternative.

IL GPS

Questo strumento elettronico ormai diffusissimo consente di conoscere la posizione in cui ci troviamo con un margine di errore di 5 – 10 metri. Per poterlo utilizzare al meglio è opportuno illustrare almeno sommariamente il suo funzionamento.

GPS è una sigla che sta per Global Positioning System, in effetti il nome dello strumento appartiene al sistema utilizzato per farlo funzionare. Il funzionamento è il seguente. La terra è circondata da una serie di satelliti di cui si conosce esattamente l’orbita istante per istante. Ogni satellite è dotato di un orologio ad altissima precisione e ogni secondo esso manda un segnale che viaggia alla velocità della luce. In pratica il segreto del sistema sta tutto nell’informazione contenuta in questo segnale.

Esso dice che satellite è a mandarlo ed in quale esatto istante esso è partito. Ciò significa sapere il punto esatto da cui parte il segnale (ricordiamo che la traiettoria dell’orbita si conosce con grandissima precisione) e la distanza tra lo strumento ed il satellite. Quest’ultimo dato viene calcolato dallo strumento in base alla velocità del segnale (quella della luce ovvero 300.000 km al secondo) ed al tempo di percorrenza che ovviamente lo strumento ricava dalla differenza tra orario di partenza ed orario di arrivo del segnale.

gps

Conoscere la distanza da un punto noto non significa ancora sapere dove ci si trova, per saperlo è necessario avere almeno 4 punti come questo primo descritto, cioè 4 segnali ciascuno da un satellite diverso nello stesso istante.

Ricapitolando, succede che lo strumento riceve ogni secondo un segnale da ciascun satellite che riesce ad agganciare. Se i satelliti sono almeno 4, lo strumento riesce a stabilire l’esatta posizione in cui si trova. Il calcolo è di tipo geometrico come intersezione tra 4 sfere (minimo necessario per non avere ambiguità). Le sfere rappresentano infatti i possibili punti in cui si trova il nostro strumento come distanza nota da punto noto.

Vediamo ora le principali funzioni che un normale GPS ad uso nautico ci può offrire.

Nella schermata principale vedremo una serie di colonnine ad altezza variabile. Esse rappresentano l’intensità del segnale di ciascun satellite cercato. Una volta agganciato il segnale il GPS comincia ad ottenere da esso le informazioni necessarie e la colonnina relativa diventa nera (prima era bianca). Dopo l’aggancio di 3 satelliti la posizione può essere determinata senza però fornire indicazioni sull’altitudine, in tal caso la posizione è 2D. Dal quarto satellite in poi si perfeziona anche il dato di altitudine che però per uso nautico non è rilevante, e la posizione diventa 3D.

Quando la posizione sarà ottenuta, lo strumento la fornirà in coordinate terrestri secondo il map datum* WGS 84. Le coordinate terrestri sono costituite da:

LATITUDINE: dall’equatore al polo Sud e dall’equatore al polo Nord, con numeri compresi tra 0 e 90 gradi.

LONGITUDINE: dal distretto di Greenwitch sia verso Est che verso Ovest con valori numerici compresi tra 0 e 180 gradi.

ALTITUDINE: altezza sul livello del mare misurata in metri.

Sia la latitudine che la longitudine vengono indicate con gradi, primi e millesimi di primo. Ad esempio: N38  27,457′ e E15 36,379′.

Dal momento in cui lo strumento è acceso ed ha acquisito la posizione, le principali funzioni di cui potremo usufruire sono: memorizzazione del punto in cui ci troviamo, indicazioni di rotta per arrivare ad un punto già conosciuto, velocità di spostamento.

La prima funzione è meglio nota come MARK dal nome del tasto che la esegue, anche se la modalità di memorizzazione varia in base al tipo di strumento. La precisione con cui si memorizza il punto non è al millimetro però è quasi sempre sufficiente per l’uso del pescatore in apnea. L’errore può variare da 0 a 15 metri a seconda della giornata ed è dovuto principalmente alla differente velocità del segnale elettromagnetico nell’atmosfera in base alle condizioni meteo.

La funzione di rotta verso punto noto solitamente mostra una freccia che indica la direzione da seguire. Basterà viaggiare ad un minimo di velocità e tenere sempre dritta la freccia. Ciò è più difficile con l’avvicinamento al punto per via del funzionamento del sistema. La direzione viene determinata in base agli ultimi 2 punti acquisiti. Il GPS calcola la posizione ogni secondo, pertanto la rotta viene data con un ritardo di almeno 1 secondo ed è tanto più stabile quanto maggiore è la velocità di spostamento del mezzo nautico. Ecco perché in fase di avvicinamento la freccia tenderà a spostarsi in modo brusco e quasi casuale se la nostra velocità sarà troppo bassa. Proprio a poca distanza dal punto le correzioni di rotta dovranno essere minime, altrimenti rischieremo di trovarci a girare intorno al punto di destinazione senza riuscire ad andarci sopra con precisione.

Con un po’ di pratica ci si prende la mano e quando l’acqua è molto torbida e si vuole andare con precisione sopra ad una tana segnata sarà utile l’uso di un pedagno da lasciare nel momento in cui il GPS segna la distanza di zero metri.

Da quanto scritto si capisce perché l’uso delle mire sia più efficace in caso di acqua torbida e corrente quando il GPS ci lascerà si sul punto esatto, ma vi saremo trascinati lontano in poco tempo.

Il rilevamento della velocità è molto preciso soprattutto quando essa è sostenuta. L’errore sul punto sarà simile all’errore sul punto successivo annullandolo del tutto o in parte.

Esistono poi altre funzioni di cui possono disporre modelli più evoluti di GPS ma esse non sono rilevanti per la nostra trattazione.

Un’importante notazione riguarda la possibilità di avere un GPS cartografico, ovvero dotato di schermo con mappa nautica che permette di visualizzare la posizione in funzione di secche ed altri punti noti nei dintorni. Il costo del cartografico è maggiore di quello di un GPS normale che ormai si trova a poco più di un centinaio di euro, ma se si vuole fare una ricerca metodica in una certa zona, i vantaggi sono notevoli.

gps-cartografico

Ogni GPS dispone di una memoria che gli permette di salvare i punti marcati. Solitamente si possono salvare centinaia di punti (500 nel garmin72 che uno tra i più economici e diffusi). Tuttavia è importante eseguire un backup dei dati per evitare di perderli con la rottura dello strumento o con il suo smarrimento. A tal fine esistono dei software per PC che gestiscono i dati inviati dal GPS tramite cavo USB. Personalmente per il Garmin uso MAPSOURCE, periodicamente salvo i punti in files con data e luogo e rinomino dal pc i punti che ho salvato come numeri così da sapere a cosa si riferiscono.

* Un datum è un sistema geodetico di riferimento da cui le misure sono effettuate.

Il datum utilizzato è un’informazione fondamentale nelle applicazioni GIS (in italiano Sistemi Informativi territoriali) poiché permette di localizzare la cartografia che si sta usando e sovrapporla correttamente con altra cartografia proveniente da diversi soggetti.

Un datum è definito dal modello collegato della figura della terra (ellissoide), centro di emanazione e direzione di orientamento (e forse dal valore delle false origini). Esistono diversi tipi di datum: locali (deviazione della normale nulla ma solo in un’area circoscritta), globali (deviazione della normale mai nulla ma valido per tutta la terra), altimetrici. Per passare da un datum ad un altro (passaggio che comporta sempre una certa approssimazione) si applica la trasformazione di Helmert o trasformazione a sette parametri (metodo più usato), oppure le formule di Molodenskj. Ad ogni datum è associata una rete di punti (es: rete IGM95). All’interno di uno stesso datum, per georeferenziare un punto si usano diversi sistemi di coordinate: geografiche ellissoidiche, cartesiane geocentriche, cartesiano euleriane, geodetiche polari, ecc.. Il passaggio da un sistema di coordinate ad un altro, avviene tramite metodi analitici e geometrici senza approssimazione.”

Igor Bisulli

> Indice articoli e-Training



Facebook

Tag: , , , , , , , , , , , , , , , ,

Lascia un Commento