Geschiedenis van de navigatie
Aanvankelijk voeren zeelieden alleen dicht onder de kust en bepaalden hun plaats en koers aan de hand van markante punten op de wal die waren aangegeven op kaarten.
Plaatsbepaling op (open) zee vereist dat men de breedte (afstand tot de evenaar, of tot de pool) weet, en de afstand tot de thuishaven of een ander vast punt in oost-westelijke richting (de lengte). Beide worden meestal in graden uitgedrukt, niet in kilometers of mijlen. De breedte is vrij makkelijk te bepalen: door – bijvoorbeeld met een sextant - de hoek tussen de zon en de horizon op het hoogste punt van de schijnbare zonnebaan te meten kan deze vrij eenvoudig worden afgeleid. Ook andere hemellichamen van bekende positie (poolster) kunnen hiervoor worden gebruikt.
Voor de bepaling van de lengtegraad uit de hoogte van de zon moet men een zeer nauwkeurige tijdsbepaling hebben en die was eeuwenlang een belangrijk probleem. Pas omstreeks 1762 werd de eerste voldoende nauwkeurige chronometer voor dit doel gemaakt (John Harrison). Vanuit de laatst bekende positie – bijvoorbeeld verkregen uit een sterbestek – zet men de sindsdien gevaren koers en afstand uit. Dit wordt natuurlijk onnauwkeuriger naarmate de verstreken tijd sinds de laatste bekende verblijfplaats groter is. Ook is het een probleem als het effect van wind en stroom niet goed bekend is.
Modern navigeren
Als eerste systeem gebruikte men radiobakens. Deze radiobakens bevinden zich op een vaste plaats op aarde, waarvan de precieze coördinaten bekend zijn.
Wanneer schepen een signaal ontvangen van een radiobaken, kunnen ze met behulp van een radiorichtingzoeker aan boord bepalen vanuit welke richting het signaal van het baken komt. Als een schip signalen van minimaal twee radiobakens heeft ontvangen, kan precies bepaald worden waar het schip zich bevindt (zogenaamde kruispeiling). De nauwkeurigheid neemt toe naarmate meer bakens kunnen worden ontvangen, en de hoeken tussen de gepeilde richtingen zo recht mogelijk zijn. De nauwkeurigheid van dit systeem was echter nog niet zo groot.
Voor de Tweede Wereldoorlog werd in Duitsland het Ultrakurzwellen-Landefunkfeuer (LFF) of Lorenz-systeem ontwikkeld als Instrument Landing System. Dit systeem werkte via Morse. Twee zenders, die beiden langs de landingsbaan gericht stonden, zonden een signaal uit. De ene zond punten uit, de andere streepjes. In het midden overlapten de signalen elkaar, zodat het de landingsbaan met redelijke nauwkeurigheid gevonden kon worden.
VOR-DME BUB
De volgende stap was VHF Omnidirectional Range, of VOR. Hierbij wordt het continue signaal van een master zender vergeleken met een roterend slave station. Door het faseverschil te meten, kan een hoek bepaald worden die in theorie nauwkeuriger is dan via radiobakens.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden in Groot-Brittannië meerdere systemen ontwikkeld om de nauwkeurigheid te vergroten. Dit waren onder andere Gee en DECCA. In de Verenigde Staten werd hieruit LORAN-A ontwikkeld, later LORAN-C. Dit zijn zogenaamde hyperbolische plaatsbepalingssystemen.
Hierbij werd het faseverschil (DECCA) of het tijdsverschil (Gee en LORAN) bepaald tussen eenmaster en een slave zender. Dit levert een hyperbool op als mogelijke positielijn. Door gebruik te maken van minimaal twee slave zenders, kan de positie bepaald worden. Deze zou moeten liggen op de snijding van de hyperbolen.
Tot 2003 fungeerde de mast in Rijen ook als DECCA mast.
In 1960 lanceerde de Amerikaanse marine het TRANSIT- of NAVSAT-systeem (Navy Navigation Satellite System). Hierbij werd gebruikgemaakt van het Dopplereffect om de positie te bepalen. Nadeel hierbij was dat er slechts eens in de paar uur een positie kon worden bepaald. Dit was de voorloper van ons huidige GPS.
Global Positioning System (GPS)
Vanaf 1978 begon het Amerikaanse ministerie van defensie satellieten te lanceren voor het NAVSTAR GPS (Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System), beter bekend als kortweg gps. Hierbij worden de pseudoranges gemeten tot de satellieten. De positie zou theoretisch moeten liggen op de snijding van denkbeeldige bollen rond de satellieten. De straal van deze bollen is gelijk aan de tijd tussen het zenden en ontvangen, vermenigvuldigd met de snelheid van het licht. Het GPS systeem werkt voor de meeste hedendaagse toepassingen – waaronder geocaching :-) – prima.
Het nadeel van GPS voor sommige toepassingen is echter de (toch) beperkte nauwkeurigheid (van 5 tot 15 meter). Vandaar dat (hulp) systemen zijn ontwikkeld om de nauwkeurigheid van GPS te vergroten. DGPS is een zo’n hulpsysteem.
DGPS
DGPS (Differential Global Positioning System) is een systeem dat differentiaalcorrecties berekent om de positienauwkeurigheid van GPS te verbeteren. Het maakt gebruik van een referentieontvanger waarvan de positie bekend is. Bij de referentieontvanger worden de verschillen tussen de bekende positie en de met GPS berekende positie berekend, waarna de afwijkingen naar andere ontvangers verzonden worden. De berekende posities van die ontvangers wordt vervolgens gecorrigeerd, waardoor een nauwkeurigheid van ongeveer 2 meter behaald kan worden.
Referentieontvangers zijn over de hele wereld geplaatst en zenden over de radiobakens van zee- en kustvaart een gemoduleerd correctiesignaal op de 283,5 tot 325 kHz-band uit. De correctiesignalen zijn te herkennen aan een uniek identificatienummer dat met de correcties wordt meegezonden. De International Association of Lighthouse Authorities (IALA) is de organisatie die voor de wereldwijde keten van MF-radiobakens zorgt.
Voor speciale toepassingen, zoals bij bouwprojecten, zijn door privébedrijven (met vergunning) vaste of tijdelijke netwerken van referentiestations geïnstalleerd. Deze maken RTK mogelijk, hetgeen tot nauwkeurigheid van enkele centimeters leidt.
Nederland
Nederland beschikt voor navigatie over drie publieke DGPS-referentieontvangers, in Hoek van Holland, Vlieland en in Gilze en Rijen dus. Door de kracht van de zenders van de referentieontvangers kan met name Hoek van Holland en Gilze en Rijen landinwaarts ontvangen worden.
DE CACHE
U staat op het Uitkijkpunt (N51 36.431 / E004 55.687). Als u in westelijke richting kijkt ziet u de DGPS mast van Rijen (zie uitleg hierboven).
Vraag 1: op hoeveel niveaus is verlichting aangebracht? Dit getal is A.
Vraag 2: bij de hoek van de afslag staat een transformatorhuisje. Hierop staat een 6-cijferig nummer. Tel de cijfers op. Dit is B (niet stapeltellen).
U kunt nu de cache loggen door een peiling te maken vanuit de DGPS mast van:
((30 x B) – 11) meter
in de richting:
((12 x B) + (19 x A)) graden.
Succes! De Stash biedt ruimte voor, TB’s en een log. Je hoeft geen hekken over of privéterrein te betreden.