Come usare il G.P.S. L’escursionista, la cartografia e il GPS

Originally Posted Sunday, July 18, 2004

 

Come usare il G.P.S.

L’escursionista, la cartografia e il GPS

Per l’escursionista l’utilizzo principale della carta consiste:

• nel pianificare un percorso (in inglese route), identificando sulla carta punti di riferimento / waypoints) che poi possano essere riconosciuti sul terreno, ovvero – in assenza di punti di riferimento sul terreno (ad es. in mare, su ghiaccio, sul deserto, ovvero in condizioni di scarsa visibilità) – inserendo punti di riferimento lungo il percorso, con densità tanto maggiore quanto più tortuoso è il percorso;
• come ausilio per controllare la propria posizione rispetto ai punti di riferimento durante un’uscita;
• per controllare il percorso effettivamente effettuato (in inglese track), in relazione a quanto pianificato.

Per questo tipo di impiego il waypoints, o punto di riferimento, svolge un ruolo fondamentale. La griglia di coordinate riportate sulla carta è di grande utilità per determinare le coordinate dei waypoint.

Da quanto esposto, si riconosce che è molto importante maturare una certa pratica con l’uso delle coordinate in vista di un uso intenso del sistema di posizionamento GPS. L’esercizio che occorre ripetere è la suddivisione di un percorso in una sequenza di wpt, e la misura delle loro coordinate sulla carta, di seguito alcune regole generali:

• disponiamo di una carta aggiornata, tipicamente a scala 1:25.000 in originale (riproduzioni fotostatiche possono introdurre distorsioni)
• la carta è dotata di un reticolo UTM
• disponiamo di un coordinatometro, o scalimetro di scala appropriata alla carta, nel nostro caso 1:25 (lo scalimetro è simile a un doppio decimetro, ma la scala non è in centimetri bensì graduata in modo da rendere immediato il valore della coordinata. Per uno scalimetro 1:25 su una carta in scala 1:25.000, ogni tacca sullo scalimetro corrisponde a 10 metri).
• Disponiamo di una lente di ingrandimento e di una superficie piana di appoggio
• Disponiamo di un notes quadrettato

Identifichiamo il nostro percorso sulla carta, dobbiamo determinare la sequenza di punti lungo il percorso

Che criterio possiamo adottare?

Consideriamo un caso limite, dove privilegiamo il fattore sicurezza: desideriamo trovare un wpt ad. es. ogni 5 minuti. Camminando lentamente (ad es. in caso di scarsa visibilità), con una velocità di 1 km/ora, avremo 12-15 punti per ogni km percorso. Una escursione di 10 km comporterà dai 100 ai 200 punti da memorizzare!! Questa impostazione ci consentirà di destreggiarci abilmente in condizioni estreme ma, comporta un notevole lavoro preparatorio,al punto che , in questi casi, è conveniente pensare ad una forma semiautomatica di digitalizzazione del percorso, con l’aiuto del computer.

Pagina del plotter

E’ la rappresentazione elettronica della carta geografica.

Per capire bene il funzionamento dello schermo plotter occorre adottare prospettive spaziali che si staccano dalla visione egocentrica dello spazio. Questa facoltà si sviluppa quando si alterna la visione della direzione di marcia a quella dei plotter che non necessariamente possono essere coincidenti. Lo strumento dà una visione dall’alto verso il basso. Ruotando con l’immaginazione la mappa elettronica e allineandola col senso di marcia si costruisce una carta cognitiva (mentale) che permette l’interpretazione esatta dei dati dello strumento. Il principiante non si deve scoraggiare se non riesce le prime volte ad afferrare l’uso immediato dei vari schermi di lavoro. Sarà l’esperienza, acquisita con un uso prolungato, che aumenterà la capacità di gestire al meglio le risorse dello strumento di navigazione.

Pagina della Bussola Il G.P.S. ha una funzione “bussola” che “funziona” solo se si è in movimento: se ci si ferma mentre si sta andando a Nord e ci si gira all’indietro, lo strumento continua ad indicare il Nord sempre di fronte …Pertanto una “vera” bussola è indispensabile se si vuole orientare una mappa.

Pagina della Rotta Nei modelli della serie G.P.S.2, la pagina della rotta è una sola, e si cambia la visualizzazione tra “autostrada” e “bussola” premendo enter in questa pagina. Nei modelli della serie G.P.S.3/eMap, invece, le pagine di rotta sono due, sia nella visualizzazione autostrada che in quella bussola. Anche queste pagine sono personalizzabili, fare riferimento al manuale per i dettagli su come fare.

G.P.S. non cartografici

Nei G.P.S. senza cartografia (G.P.S.38, 2, 2plus ecc.), lo schermo ha i pixel molto grandi. Si consiglia perciò di visualizzare i waypoint solo con l’icona senza il nome, altrimenti due waypoint vicini potrebbero coprirsi l’un l’altro sullo schermo. Per avere un buon colpo d’occhio delle distanze, visualizzate anche i “rings“, ovvero i cerchi concentrici alla posizione: sono scalati a seconda del livello di zoom che avete selezionato, e vi fanno rendere conto immediatamente quanto è lo spazio tra due oggetti. In questo tipo di unità il setup del plotter si raggiunge premendo “enter” dalla pagina del plotter stesso. Il terminale propone due scelte: “map setup” e “track setup”, entrambe relative a questa schermata, ma mentre la seconda riguarda il metodo di memorizzazione della traccia, la prima opzione specifica le scelte relative alle impostazioni della mappa nel plotter.

G.P.S. cartografici

In questo tipo di terminali il setup della mappa del plotter si raggiunge, come di consueto, premendo “menu” mentre si visualizza la pagina. In queste unità i pixel dello schermo sono molto più piccoli, e permettono una maggiore personalizzazione dello schermo del plotter, senza perdere di leggibilità. Qui la scelta di cosa visualizzare è veramente soggettiva, seguite. L’unico suggerimento che si può dare è quello di non rimanere attaccati ad un solo tipo di visualizzazione, ma di cercare sempre di personalizzare volta per volta lo schermo. La visualizzazione della cartografia nel plotter al massimo livello di zoom rallenta molto la velocità di refresh dello schermo del terminale quando si sposta il cursore per visualizzare un’altra zona, tenetene conto. Se non aggiungete cartografia da cd Mapsource, comunque, in basso a destra dello schermo vi appare una scritta “overzoom” quando tentate di zoomare ad un livello più basso di 5 km. Questo messaggio, spiegato poco chiaramente nel manuale, significa che state andando oltre la risoluzione della cartografia, si perde quindi di precisione. In questa condizione, sono possibili errori di posizione degli oggetti (strade, fiumi ecc.). Con la cartografia aggiuntiva in memoria, il limite dell’overzoom scende a 100 m, che poi è lo stesso del programma nel PC.

La registrazione del Track

Una volta settato lo strumento, bisogna imparare alcune tecniche che ci consentono di utilizzarlo al meglio. Per registrare il nostro percorso passo dopo passo, viene usata la funzione track. Ma, anche nei modelli con maggiore capacità di memoria, prima o poi questa si esaurisce, per cui bisogna salvare i dati in qualche modo. Nel Garmin G.P.S.3 e nel 3plus questo è molto facile: basta salvare la traccia attiva in una delle dieci a disposizione, e poi cancellarla per liberare la memoria. Il G.P.S. riduce automaticamente la traccia registrata ad un massimo di 256 punti e la memorizza con la data come nome (“comprimendo” la traccia in 256 punti, ovviamente si perde qualcosa: suggerisco, per avere una buona approssimazione del percorso, di salvare il track quando questo è circa al 50%). Controllare la procedura nel manuale, nel G.P.S., solitamente bisogna premere “menù” due volte, andare in “track logs”, e poi premere ancora menù: selezionando “save active log” il resto della procedura è automatico. Ulteriori tracce salvate avranno come nome la data seguita da un numero progressivo.

Selezionando i track salvati e premendo enter, appare la finestra delle proprietà del track, in cui si può selezionare sia l’opzione tracback che la cancellazione del track. Se a questo punto si preme ancora menù, appare la finestra “display options“. Premere enter, e si può decidere di non visualizzare la traccia sullo schermo del plotter. Questa caratteristica è molto utile quando si hanno parecchie tracce nella stessa zona, e si rischia di confondersi.

Apparecchi senza memoria di track

Nelle unità più vecchie, abbiamo a disposizione solo una traccia, senza la possibilità di salvarla in alcun modo. Ma possiamo usare la funzione Tracback, che serve a trasferire la track in una rotta inversa. Per cui, diciamo ogni 30/50 km, possiamo attivare la funzione tracback, salvandola in una posizione libera. Fare riferimento alle istruzioni della vostra unità per i riferimenti specifici. I modelli come il G.P.S.2, comunque, danno la possibilità di registrare fino a venti rotte più una (attiva, la rotta 0), che significa avere circa trecento/cinquecento km di tragitto prima di esaurire la memoria. Ovviamente, in questi terminali, la risoluzione del percorso non può essere al livello di un G.P.S.3, anche se trasformando la traccia in una rotta tracback, privilegiano i cambiamenti di direzione, che guarda caso sono spesso degli incroci.

GoTo Waypoint Per memorizzare un punto, si preme il pulsante Mark: questo fa sì che il punto in questione sia univoco, cioè separato dalla traccia del percorso, creando appunto un Waypoint (Wpt). Si può usare il Wpt creato per fare un Goto, mentre non si può fare un Goto ad un punto di una traccia. Si può marcare in questo modo ad esempio un pozzo, oppure l’inizio di una pista in mezzo alla periferia di un villaggio, oppure ancora un passaggio difficile. Inoltre i Wpt si possono inserire nelle Routes (rotte), e riportano la data e l’ora di creazione insieme alla posizione. Quando viene creato, un Wpt viene chiamato dal G.P.S. con un numero progressivo di default (001, 002, 003 ecc.). Se volete ricordare cosa avete marcato, conviene rinominarlo subito dopo averlo creato altrimenti, specie se ne avete creati molti, vi confondete..

Concetto di rotta Una rotta è un insieme di waypoint collegati tra loro da linee rette. I vari segmenti tra un punto ed un altro sono chiamati “legs“. Una rotta può contenere da un minimo di due ad un massimo di 30 waypoint Avete a disposizione 19 rotte nella maggioranza dei G.P.S., l’eMap ne ha 49 mentre l’eTrex solo una. In realtà tutte le unità hanno anche un’altra rotta, quella attiva che ha per default il numero zero, ma questa è una rotta un po’ speciale, in quanto è quella che si usa per la navigazione. Il G.P.S. vi copia automaticamente la rotta che voi attivate, sovrascrivendo senza possibilità di recupero una eventuale rotta 0. Per questo motivo, quando volete creare una rotta, lo strumento gli assegna sempre il primo numero disponibile da 1 in su. Per costruire una rotta, selezionate i Wpts nell’ordine di inserimento e aggiungeteli alla rotta che avete scelto, uno ad uno, poi avrete la vostra rotta e potrete attivarla per navigarci. Il modo di eseguire queste operazioni varia da una unità all’altra, seguite le istruzioni del manuale. La modalità di visualizzazione Autostrada, se si viaggia su asfalto o comunque in orizzonti aperti, ad esempio in mare, è da preferire. Viceversa, se si viaggia fuoristrada o comunque in zone impervie, conviene tenere la versione puntatore. I consigli generali sono di lasciare visibili solo i campi strettamente indispensabili nella pagina della rotta attiva.

Esaminiamo questi campi di visualizzazione:

• Ora stimata di arrivo
• Distanza al prossimo Wpt:
• Velocità
• Pointer

Sono dati importanti per avere il quadro generale ella navigazione, ritardi, tramonto per il campo, velocità media ecc. Può capitare, nel corso della navigazione, di doversi allontanare anche di parecchio dalla rotta e “saltare” dei wpt sia per una deviazione volontaria, sia per evitare ostacoli insuperabili. In questa situazione, il G.P.S. continua a dirigervi verso il Wpt che è stato saltato. Per riallacciarsi alla rotta, bisogna cercare la pagina della rotta attiva. Qui si deve premere Menù e selezionare l’opzione Re-evaluate. In questo modo, si indica al G.P.S. di trovare il prossimo Wpt più vicino alla rotta attuale

Navigazione con la Traccia Esiste un’altra maniera di navigare, ed è quella di seguire una traccia. E’ un sistema per esperti, in quanto bisogna viaggiare guardando lo schermo del plotter e, contemporaneamente, guidare sormontando la traccia con la nostra direzione. Chiaramente occorre avere precaricato in memoria la traccia precedentemente registrata.

Navigazione con il puntatore Quando è attivato il GoTo, appare la freccia ad indicare la direzione, diversamente è visualizzata solo la rosa dei venti. Per questa schermata è consigliato l’utilizzo pochi metri prima di raggiungere un wpt.

Setup del Mp Datum e del formato dati Il formato della posizione è il parametro usato per rappresentare le coordinate geografiche. Le coordinate sono definite in gradi per longitudine e la latitudine (N 41°56’496” E012°34’233”), mentre in metri per il sistema UTM (33T298830 4646912).

La proiezione della carta è il sistema usato per riportare su un piano la superficie sferica della terra. Il modello matematico che relaziona le varie proiezioni si chiama Datum . Questi formati sono sempre riportati sul margine della carta. Se si cambia tipo di carta si deve necessariamente controllare i formati.. In Italia l’IGM usa il sistema di proiezione UTM con il Datum Europa1950. Come riferimento (default), tutte le unità G.P.S. usano il WGS84 (World Geografic Standard 1984) per il formato dei dati. Questo è un formato particolare, l’unico usato come standard mondiale ed è, inoltre, l’unico formato possibile per i G.P.S. Garmin quando si interfaccia il G.P.S. ad un PC per scaricare o caricare dati.

Spetterà al programma tradurre i valori del Map Datum al fine che siano utilizzabili per la navigazione. Questi saranno convertirti di volta in volta nel datum propietario della cartina che si sta visualizzando a video. Qualora non fosse possibile definire il Datum della mappa è conveniente lasciare il settaggio su “WGS84”.

Map Datum personalizzato nel G.P.S. Inserimento dei Map Datum non presenti nel database del nostro terminale

Dal menu di SETUP si passa alla pagina POSITION, dove si seleziona il campo MAP DATUM. Premere ENTER: apparirà il solito elenco dei Datum. Selezionare USER e premere ENTER

Con il campo USER ancora selezionato, premere ancora una volta MENU: selezionere il campo SETUP DATUM come qui a destra e premere ENTER

In questa finestra inserire i fattori di correzione (rispetto allo standard WGS84, come si legge in alto nella schermata). Con il keypad, selezionare un campo per volta, premere ENTER, e immettere i valori. Alla fine, salvare selezionando SAVE e premendo ENTER

Immettere i numeri preceduti dal segno + oppure -, perché si tratta di valori che possono essere positivi o negativi. Quelli di questo esempio sono relativi alle carte russe. Datum Pulkovo 1942

In alcuni tipi di G.P.S. non bisogna specificare i valori positivi, ma solo quelli eventualmente negativi, infatti non si trova il segno + scorrendo con il keypad

ATTENZIONE:

quando usate il G.P.S. in connessione ad un PC con un programma cartografico che mostra la posizione nella carta sullo schermo (Real Time Navigation, ad es. OziExplorer oppure QuoVadis con i cd delle carte russe), si deve fare attenzione a settare il protocollo di interfaccia (NMEA) del programma con gli stessi Map Datum che si stanno usando sul G.P.S.. Questo perché i terminali Garmin producono l’output della posizione in formato NMEA sempre nello stesso Map Datum che settate nel Setup, per cui se si usa uno User Datum, questo deve esere riportato anche nel programma. Questo settaggio non influisce il download dei Waypoints e della Track: i Garmin usano sempre WGS 84 per default.

I set della pagina User Datum rimangono in memoria fino a che non vengono sovrascritti o cancellati.

Cartografia integrata iQUE

iQUE continua la tradizione Garmin di fornire due tipi di cartografia: un “basemap” e la cartografia dettagliata. Il basemap europeo copre dalla Finlandia fino al Sud Africa, e dal Portogallo fino a circa metà della Federazione Russa. Novità esclusiva, la possibilità di modificare il basemap, operazione assolutamente impossibile sui comuni G.P.S. palmari di Garmin. Nei CD sono disponibili le solite tre zone mondiali: “Atlantic” (Europa ed Africa), Americas (le due Americhe Nord e Sud), Pacific (Asia ed Oceania) ed una quarta, la “World”, che comprende il mondo. I vari basemap sono inoltre disponibili in due versioni: “Light” e “Standard”, a seconda del livello di dettaglio desiderato e di conseguenza dell’ingombro in memoria. Le zone Light occupano circa 6Mbyte, le Standard circa il doppio, mentre la World impegna quasi 30 Mbyte.

Update Firmware

Attraverso internet è possibile scaricare le più recenti versioni dei firmware dei G.P.S., essi permettono di aggiornare il software del G.P.S. eliminando bugs e integrare miglioramenti, a volte di notevole interesse.

I protocolli di comunicazione

Come per comunicare con il modem si usa un protocollo (PPP ed il TCP/IP), anche il G.P.S. usa protocolli per dialogare con gli apparati che vi possono essere connessi.

I G.P.S. Garmin usano svariati protocolli a seconda della periferica che gli viene connessa:

GARMIN oppure GARMIN/GARMIN è il protocollo usato per trasferire dati da/verso un PC oppure da/verso un altro G.P.S. Garmin. È presente in tutti i G.P.S. prodotti da Garmin. Anche se è possibile settare la velocità di trasmissione, in genere si usano 9600 Baud. I dati trasmessi in questo formato possono usare esclusivamente il Map Datum WGS84, in quanto tutti i G.P.S. Garmin usano esclusivamente questo formato per il download/upload. Compete poi al programma del PC di effettuare le eventuali trasformazioni.

NMEA (National Marine Electronics Association) è usato quando serve un output di tipo PVT (position, velocity, time), ovvero un continuo aggiornamento di questi tre valori cioè per effettuare una navigazione in tempo reale oppure con il pilota automatico. Usando questo protocollo si possono interfacciare i G.P.S. Garmin a quelli di altre marche. E’ uno standard mondiale, ed usa la velocità di trasmissione fissata a 4800 Baud. Attenzione: quando usate questo protocollo il G.P.S. invia i dati nel Map Datum che è stato settato nella pagina del setup. Se nella navigazione in tempo reale si riscontra un errore di posizione costante ed uniforme, probabilmente non sono stati forniti i Map Datum corretti al programma. Per poter effettuare correttamente questo tipo di navigazione è necessario che i Map Datum del G.P.S. e del protocollo di interfaccia del programma corrispondano a quelli della carta usata come sfondo di navigazione nel programma stesso.

RTCM è un protocollo Garmin e serve esclusivamente ad interfacciare il terminale con un ricevitore differenziale DG.P.S..

La porta di comunicazione del G.P.S. viene usata anche per aggiornare il software del terminale. Sul sito della Garmin trovate tutte le indicazioni in proposito ed i files da scaricare, gratuiti.