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OpenCPN und S63 Karten

Das Hauptproblem vor dem viele OpenCPN (eine Open Source Plotter-Software für Seekarten) Nutzer stehen, ist die Beschaffung von vernünftigem Kartenmaterial.

Während die National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA Karten für die USA direkt im mit OpenCPN kompatiblen S57 Format anbietet, kucken viele europäische Segler in die Röhre. Die häufig verwendeten S63 Karten werden standardmäßig nicht von OpenCPN unterstützt.

Es gibt jedoch eine (fast) kostenlose PlugIn Lösung.

http://o-charts.org bietet ein kostenloses Plugin für OpenCPN auf Linux, MacOs und Windows Plattformen an, dass die Nutzung von S63 Kartenmaterial ermöglicht. In dieser Schritt-für-Schritt Anleitung soll der interessierte Nutzer bei der Installation des PlugIns, dessen Setup und der erstmaligen Verwendung einer S63 Seekarte begleitet werden.

OpenCPN und S63 Karten

Das S63 PlugIn kann für die jeweilige OpenCPN Version bei o-charts.org heruntergeladen und mittels selbsterklärender Installationsroutine installiert werden. Anschliessend findet man es unter OpenCPN>Preferences>Plugins

OpenCPN_Preferences_PlugIns

Ausser OpenCPN und dem oben angesprochenen Plugin benötigt man eine sogenannte UserPermit für die einmalig Kosten in Höhe von ca 15,- EUR anfallen und eine sogenannte InstallPermit, die man bei vorhandener UserPermit für ein bestimmtes Computer- oder Plotter-System kostenlos generieren kann.

Der UserPermit ist ein 28-stelliger Zahlencode den man nach Bezahlung der Gebühr über o-charts.org per eMail erhält und in OpenCPN unter Preferences>Charts>S63 Charts hineinkopiert:

OpenCPN_Preferences_Charts_S63_Charts

Anschliessend lässt sich innerhalb von OpenCPN ein Fingerprint-File (System Identifier file) generieren und auf der Festplatte speichern. Diese FPR-Datei gilt spezifisch für das verwendete System (Computer). Hat man dieses Fingerprint-File auf der Festplatte gespeichert kann man (erneut bei o-charts.org) durch Upload dieser Datei eine InstallPermit damit erzeugen (ein acht stelliger alphanummerischer Code).

Installpermit_erzeugen

Installpermit_erhalten

Dieser muss dann wiederum bei OpenCPN eingetippt werden:

alle_vorraussetzungen

Bei einem Computerwechsel kann man mit dem schon vorhandenen (kostenpflichtigen) UserPermit (der bei o-charts.org im Benutzerbereich gespeichert bleibt) jederzeit für einen neuen Rechner/Plotter kostenlos eine neue InstallPermit generieren.

Nach diesem etwas holprigen Prozedere erfüllt unser System prinzipiell alle Voraussetzungen um S63 Kartenmaterial anzuzeigen. Zum Beispiel bei Chartworld lassen sich nun Lizenzen zur zeitlich begrenzten Nutzung von S63 Karten beziehen.

Für die Nutzung dieses Kartenmaterial fallen leider nicht unerhebliche Lizenzgebühren an. Hier gilt leider: Je mehr Informationen auf den Karten dargestellt werden (je grösser der Zoomfaktor) desto teurer die Karte.

Für Urlaubs- oder Gelegenheitsnutzer lässt sich bei vielen Karten glücklicherweise ein Updatezeitraum von nur 3 Monaten wählen. Während dieses Zeitraums erhält man per eMail Hinweise zu Änderungen der Seekarte und kann sich ggf. Aktualisierungen herunterladen.

Navionics® Seekarten mit OpenCPN

Bei Chartworld lassen sich auch einige der beliebten Navionics Karten für OpenCPN im S63 Format herunterladen (leider nur mit einem Standard-Update-Zeitraum von 12 Monaten, was die OpenCPN Navionics Karten dann recht teuer macht).

Zu Demonstrationszwecken habe ich zwei Karten von Mallorca (eine Übersichtkarte und eine Detailkarte für die Bucht von Palma) gewählt, die für 3 Monate ca. 10,- EUR kosten.

Nach Bezahlung und Download der beiden Dateien muss zunächst die so genannte Cell Permit (ein txt File) in OpenCPN importiert werden. Anschliessend lässt sich die S63 Karte unter Preferences>Charts>S63 Charts importieren:

import_cellpermit

import_karten_abgeschlossen

Und so sieht das ganze in den unterschiedlichen Zoomstufen dann aus:

Mallorca übersichtskarte

Seekarte_Mallorca

OpenCPN S63 Karte Bucht von Palma

Bei Fragen, Unklarheiten oder Ergänzungen freue ich mich auf einen Kommentar zu diesem Beitrag.

Breitband auf See – Schnelles Internet auf Segelyachten und Motoryachten

Im Zeitalter von Social Media und Videostreamingportalen, ist eine schnelle Internet Anbindung für viele auch auf See unabdingbar (oder zumindest wünschenswert). GRIB Wetterdaten per eMail über das Kurzwellenfunkgerät zu empfangen ist bereits seit Jahrzehnten möglich. Die maximale Datenübertragungsrate per Kurzwelle liegt hierbei mit aktuellen PACTOR IV Modems jedoch bei nur rund 10 kBit/s. Eine 50 kByte grosse GRIB Datei liesse sich damit im Idealfall(!) innerhalb von 40 sec herunterladen. Tatsächlich sind die Datenübertragungsraten jedoch je nach äusseren Gegebenheiten (z.B. Wetter) deutlich langsamer und die Übertragung von GRIB Daten kann mitunter viele Minuten dauern. Wenn die zu übertragende Datenmenge einige Kilobyte übersteigt, wird es entsprechend noch mühsamer.

Zum Vergleich: Die ersten Modem Modelle Anfang der 90er Jahre ermöglichten bereits eine Internetanbindung mit (theoretisch) bis zu 14.4 kBit/s. Aktuelle DSL Anschlüsse bieten gar Geschwindigkeiten jenseits der 100 Mbit/s also 100.000 kBit/s Grenze. Damit lassen sich auf dem Festland in 40 sec (erneut im Idealfall) bereits 500 Megabyte an Daten herunterladen.

Doch wie sieht es fernab des heimischen Wohnzimmers an Bord einer Yacht aus? Welche Datenübertragungsrate lässt sich hier heutzutage bestenfalls realisieren? Gibt es Mbit Verbindungen auch auf hoher See? Was kostet das ganze? Wie wird es technische realisiert? Dieser Artikel soll den derzeitigen „state-of-the-art“ beleuchten.

Die zweite Technik die neben dem Kurzwellenfunk für einen weltweit verfügbaren Internetanschluss an Bord eines Schiffes in Frage kommt, ist die Datenübertragung per Satellitenverbindung. Grundsätzlich gibt es zwei Satelittennetze die eine (fast) weltweite Abdeckung bieten: Inmarsat und Iridium.

Während Inmarsat auf ein Netzwerk aus geostationäre Satelliten in Höhe von 36000 km setzt, kommt bei Iridium ein Netz aus Satelliten zum Einsatz, die in einer Höhe von 780 km ständig um die Erde kreisen. Dies führt zu einigen Besonderheiten und Einschränkungen der jeweiligen Netze:

Inmarsat kann aufgrund der Position der Satelliten über dem Äquator die Polbereiche nicht abdecken (auch wenn die polnische Segelyacht Selma kürzlich auf 78° Süd vorgedrungen ist, dürfte dies für die meisten Segler zu verschmerzen sein). Ausserdem muss man die Antenne des Empfangsgerätes in Richtung des scheinbar still stehenden Satelliten ausrichten um eine optimale Verbindungssqualität zu erreichen.

Iridium baut auf einem Netzwerk aus Satelliten auf, deren Umlaufgeschwindigkeit um die Erde bei ca 100 min liegt. Dadurch sind sämtliche Bereiche der Erde abgedeckt und eine Ausrichtung der Antenne in Richtung eines Satelitten ist nicht notwendig. Allerdings muss bei längerer Downloads/Telefongesprächen der Satellit über den kommuniziert wird, gewechselt werden. Dies geschieht zwar voll automatisch, kann im schlimmsten Fall jedoch zu Verbindungsabbrüchen führen.

Übersicht über festinstallierte Breitband Satellitenkommunikationslösungen im Marine Bereich

Inmarsat FleetBroadband Sailor 500 Inmarsat Fleet One Iridium Pilot
Grösse Antenne: 605 x Ø 630 mm
Empfangsgerät: 42,5 x 264,5 x 273 mm
Antenne: 291,9 x Ø 275,6 mm
Empfangsgerät: 278 x 264 x 41 mm
Antenne: 230 x Ø 570 mm
Empfangsgerät: 250 x 200 x 55 mm
Gewicht Antenne: 16 kg
Empfangsgerät: 2,5 kg
Antenne: 3,9 kg
Empfangsgerät: 2,0 kg
Antenne: 11 kg
Empfangsgerät: 1,35 kg
Satellitennetz Inmarsat Inmarsat Iridium
Max. Geschwindigkeit 432 kBit/s 100 kBit/s 134 kBit/s
Hardware Kosten ca. 16.000,- EUR ca. 4.000,- EUR ca. 5.500,- EUR
Laufende Kosten(zzgl. MWSt.)* Aktivierung: 63,03 USD
ab 88,94 USD/Monat (inkl. 5 MByte), anschliessend 17,79 USD pro MByte (Abrechnungstakt 50 kByte)
Aktivierung: 67,23 USD
ab 63,53 USD/Monat (inkl. 10 MByte), anschliessend 6,36 USD (Home Region) bzw. 36,30 USD (Outside Home Region) pro MByte (Abrechnungstakt 20 kByte)
Aktivierung für 0MB Plan: 300,- USD
ab 0,- USD/Monat, dann 16,10 USD pro MByte (Abrechnungstakt 1 Byte).
Mindestvertragslaufzeit: 12 Monate

Bezüglich der maximal erreichbaren Geschwindigkeit liegt das Inmarsat Satellitennetz derzeit also vorn. Hier sind Übertragungsraten von bis zu 492 Kbit/s (also knapp 0.5 Mbit/s) möglich. Einen echten Mbit Internetzugang auf See sucht man derzeit noch vergeblich.

Lösungen die über das an jedem Ort verfügbare Iridium Netz kommunizieren sind derzeit noch deutlich langsamer. Allerdings steht mit Iridium NEXT bereits ein neues Netzwerk mit zusätzlichen Satelliten in den Startlöchern mit dem ab 2017 bis zu 512 kBit/s möglich sein sollen.

Die oben aufgeführten Kosten (an dieser Stelle vielen Dank an m-cramer Satellitenservices für die freundliche Auskunft) machen deutlich, dass die verfügbaren marinen Breitbandlösungen allesamt sehr hochpreisig sind. So kostet doch ein einziger heruntergeladener Film (z.B. 1 GByte = 1000 MByte) bereits viele tausend Euro.

Günstigere Lösungen mit Abstrichen

Für Freizeit-Kapitäne, die in Sachen Wasserfestheit und Toleranz von Schiffsbewegungen kompromissbereit sind und per Satellit lediglich in der Marina im Internet surfen möchten, gibt es sowohl im Iridium als auch Inmarsat Netz „low cost“ Lösungen:

Zum einen ist hier das Iridium Go für rund 900,- EUR zu nennen. Hier muss der Anwender neben einer maximalen Geschwindigkeit von 2.5 kBit/s auch die Tatsache, dass eine Kommunikation nur über ganz bestimmte Apps möglich ist in Kauf nehmen. Das Iridium Go ist lediglich dazu gedacht, Smartphones und Tablets auch Abseits von Mobilfunknetzen mit eigens dafür angebotenen Apps mit Daten zu versorgen bzw. Statusmeldungen auf Twitter oder Facebook absetzen zu können. Den gewohnten eMail Client zu nutzen oder gar mit seinen Laptop zu surfen ist mit diese Lösung nicht möglich.

Iridium Go

Inmarsat schickt mit dem iSavi Inmarsat IsatHub für einen etwas höheren Preis von rund 1350,- EUR ebenfalls einen Vertreter in dieser erschwinglicheren Klasse ins Rennen. Mit diesem Gadget ist der Aufbau eines „normalen“ WLAN Netzes möglich, mit dem sich sämtliche WLAN fähigen Geräte verbinden lassen um mit den gewohnten Programmen im Internet zu surfen oder eMails zu empfangen. Die maximale Geschwindigkeit von bis zu 384 kBit/s lässt den etwas höheren Preis im Vergleich zum Iridium Go sicher verschmerzen:

iSavi Inmarsat IsatHub

Wer eine bezahlbare Lösung für den Internetzugang fernab der Heimat sucht und sich auf den Liegeplatz im Hafen beschränken kann, sollte das iSavi von Inmarsat in Betracht ziehen…

Zu guter Letzt sei erwähnt, dass es durchaus auch Modems als Zubehör für Satellitentelefone gibt. Diese kosten um 200,- EUR und ermöglichen zusammen mit einem bereits vorhandenen Satellitentelefon den Aufbau eines WLAN bzw. LAN Netzes an Bord. Damit sind jedoch ebenso wie mit dem Iridium Go nur Übertragungsraten von wenigen kBit/s möglich, die sich auch über die Eingangs erwähnte Kurzwellenverbindung realisieren lassen.

Übersicht: http://www.groundcontrol.com
deutschsprachige Übersicht: http://www.m-cramer-shop.de bzw. http://www.expeditionstechnik.de

OpenCPN und der AIS Empfänger für den heimischen Küchentisch

Auch der heutige Beitrag wurde durch meine Leidenschaft fürs Segeln getriggert und ist gleichzeitig der erste Artikel der neuen Kategorie „Tech-Gadgets“. Konkret geht es in diesem Artikel um PIA, einen kombinierten USB AIS– und GPS Empfänger von aisspotter.com, doch der Reihe nach:

AIS oder das Automatic Identification System ist ein System, bei dem per Funk Navigations- und anderen Daten zwischen Schiffen ausgetauscht werden, um die Sicherheit im Schiffsverkehr zu verbessern. Während ein AIS Transceiver (kombinierter Sender und Empfänger) in der Berufsschifffahrt Pflicht ist, verwenden zahlreiche Freizeitkapitäne freiwillig einen AIS Empfänger, um größere Schiffe in der Umgebung des eigenen Bootes auch bei schlechter Sicht (Nachts, Nebel, etc) ohne Radar zu erkennen und den eigenen Kurs frühzeitig anpassen zu können um eine Kollision zu vermeiden.

Neben der aktuellen Position der Schiffe werden per AIS mit Kurs, Geschwindigkeit, Zielort usw. auch eine ganze Reihe weiterer interessanter Details geliefert.

Da AIS Informationen im UKW-Seefunkbereich (161,975 MHz (Kanal 87B) bzw. 162,025 MHz (Kanal 88B)) gesendet werden, wird ein AIS Empfänger klassischerweise an das an Bord befindliche UKW-Funkgerät gekoppelt. Der Clu bei PIA ist nun, dass man gar kein Funkgerät benötigt, um diese AIS Signale empfangen zu können. In Kombination mit einem Laptop erledigt dies ein USB-Stick, an den eine externe Funkantenne angeschlossen wird.

Das PIA Set enthält ausserdem einen GPS-Empfänger mit dem die eigene Position ermittelt werden kann um z.B. einen automatischen Kollisionswarner zu verwirklichen.

Navigations Software

Das in Kombination mit PIA von mir eingesetzte OpenCPN ist eine kostenlose Chart Plotter und Navigationssoftware.

OpenCPN

AIS Empfänger PIA:

PIA_AIS-GPS-Empfänger

Lieferumfang: UKW-Antenne mit Magnetfuß, festverbundenes Antennenkabel (ca. 2.5 m, MMCX Stecker) zum Anschluss am USB-Stick (in den der GPS Empfänger integriert ist), Antennenadapter von MMCX auf BNC Buchse (z.B. zur Verwendung mit einer bereits vorhandenen UKW Antenne)

Kosten: 159,- €
z.B. hier: http://busse-yachtshop.de/s/AIS-Empfaenger-GPS-Empfaenger-im-USB-Stick-Gehaeuse-PIA-mit-AIS-Tischantenne

Installation & Konfiguration:

Damit das AIS/GPS Gadget betrieben werden kann, sind entsprechende Treiber notwendig. Diese werden auf aisspotter.com kostenlos zum Download angeboten bzw. dort verlinkt.

Windows Laptop: (fast) Plug&Play: Einstöpseln und Treiber auf aisspotter.com herunterladen, fertig.

MacBook Pro (MacOs X): Download des Virtual Com Port Drivers von FTDIchip, anschließend wird das Gadget ebenso problemlos erkannt wie beim Windows System.

Wichtig: In OpenCPN muss anschliessend unter Options>Connections zwingend die richtige Baudrate von PIA (38400) eingestellt werden.

Bildschirmfoto 2015-02-15 um 16.34.27

Ob OpenCPN anschliessend Signale empfängt, lässt sich auch ohne aktive AIS Ziele in der Umgebung über das NMEA Debug Window feststellen.

Bildschirmfoto 2015-02-15 um 16.36.02

Dieses sollte sich (korrekte Konfiguration vorausgesetzt) im Abstand von 1 Sekunde selbstständig aktualisieren und etwa so aussehen:

Bildschirmfoto 2015-02-15 um 16.36.31

Ergebnis:

Je nach Empfangsqualität werden nun nach einiger Zeit die AIS Ziele der Umgebung angezeigt.

OpenCPN auf MacBook Pro (MacOs X) mit ENC Binnenkarte "Hochrhein"

AIS Signal in OpenCPN auf MacOs mit ENC Binnenkarte „Hochrhein“

OpenCPN MacOs mit OpenSeaMap

OpenCPN MacBook Pro (MacOs X) mit entsprechendem OpenSeaMap Ausschnitt

Fazit & Kritikpunkt:

Auf dem heimischen Balkon funktioniert das ganze prima. Die eigene GPS Position wird ermittelt und in OpenCPN angezeigt. Anschliessend erscheinen nach einigen Sekunden auch nach und nach die AIS Ziele der näheren Umgebung.

Führt man jedoch lediglich die AIS/UKW Antenne inkl. Kabel durch ein Fenster nach draussen, um gemütlich auf dem Sofa sitzend den Schiffsverkehr zu beobachten, bereitet der GPS Empfang Probleme (der Empfänger ist im USB Stick verbaut). Häufig wird kein GPS Signal empfangen, was die Nützlichkeit des Gadgets erheblich einschränkt, denn nur bei (ständig aktualisiertem) eigenem GPS Signal lässt sich mit OpenCPN ein automatischer Kollisionswarmer realisieren. Zugegeben: Im Wohnzimmer dürfte das Kollisionsrisiko überschaubar sein, aber:

Da bei Beitrieb auf einer Segelyacht das Laptop eher unter als an Deck platziert wird, wäre es sinnvoll gewesen, den GPS Empfänger in den Fuss der UKW-Antenne, statt in den USB Stick zu integrieren.

Dann müsste man lediglich ein (dann kombiniertes USB/Antennenkabel) durch eine Luke an Deck führen um unter Deck arbeiten zu können. Ob das vorliegende Gadget in der Lage ist unter (GFK-) Deck überhaupt ein GPS Signal zu empfangen, wird sich beim geplanten Feldversuch im Ionischen Meer Ende Mai zeigen. Falls dem nicht so ist, wäre ein möglicher Work-Around  ein USB-Verlängerungskabel und ein wasserdichtes Gehäuse für den USB Stick, doch dazu evtl. nach dem Test unter Outdoor-Bedingungen mehr.