Navigeren: GPS positie onbetrouwbaar?
Gepubliceerd: 25 april 2024. Update november 2024 Leestijd: 4 minuten
Door de toenemende spanningen in de wereld komen verstoringen in GPS steeds meer voor. De vraag is hoe betrouwbaar die techniek nog is voor het navigeren op open water. In het verlengde daarvan is het de vraag hoe je kunt navigeren zonder GPS. Het is van belang over deze vragen na te denken en wat voorzorgsmaatregelen te nemen voorafgaand aan een grote trip over zee, met name richting het Oostzeegebied. Nieuw is dat in 2025 een ontvanger van Digital Yacht, de ‘One Fix’, op de markt komt die storing van je GPS signaal signaleert en soms op kan lossen.
Wat is GNSS?
GPS is het systeem van positiebepaling met behulp van satellieten van de USA. Omdat de rest van de wereld niet al te veel afhankelijk wilde zijn van de Amerikanen, die kunnen het systeem immers met één druk op de knop uit zetten, hebben Europa (Galileo), Rusland (Glonass), India (NavIC) en China (Beidou) hun eigen satellietnetwerken opgezet, of zijn daar mee bezig. De meeste moderne GNSS (verzamelnaam voor al deze netwerken) antenne’s en ontvangers kunnen de signalen van al deze netwerken ontvangen, oudere meestal alleen GPS.
Wat is er aan de hand?
Door de toegenomen spanningen, in onze regio zijn dat die met Rusland, wordt steeds vaker gebruik gemaakt van het actief verstoren van de satellietontvangst en daarmee het verstoren van de werkzaamheid van deze positiebepalingssystemen. Dat kan op twee manieren gebeuren: door ‘spamming’ (het onmogelijk maken van ontvangst van alle satellietsignalen in een bepaald gebied, ongeacht het systeem) of door ‘spoofing' (het ‘verplaatsen' van locatie in een bepaald gebied waardoor een foute positie doorgegeven wordt).
In beide gevallen werkt de GNSS apparatuur dus niet meer om onze positie betrouwbaar te bepalen. Er is meer apparatuur aan boord die van die positie gebruik van maakt dan je wellicht denkt. Natuurlijk is het de plotter en de auto pilot. Ook de iPad, de smartphone, smart watch, GNSS-kompassen, AIS, MOB-AIS, de EPIRB, de DSC-marifoon, trackers zoals de Garmin InReach of Spot-X en zelfs het stabilsatiesysteem op de boot gebruiken het. Als GNSS signalen verstoord worden dan is er dus niet alleen geen, of geen juiste (AIS-) positie meer van de eigen boot maar ook geen, of geen juiste, AIS positie meer van andere schepen. Als de Auto-Pilot op je boot gekoppeld is aan een GNSS kompas dan werkt die dus niet meer.
Hoe serieus is deze dreiging nu?
Het aantal meldingen van storingen stijgt en neemt serieuze vormen aan het laatste jaar. Het gaat dan om oorlogsgebieden zelf maar ook om de Baltische staten, Polen, Zweden, Finland en soms delen van de Oostzee daaraan grenzend. Kijk op deze site voor een actueel overzicht gebaseerd op vliegtuigrapportages. Vliegtuigen hebben alternatieve systemen aan boord om dat op te vangen dus als vliegtuigpassagier hoef je niet ongerust te zijn. Als schipper/navigator van de eigen boot moet je dus zorgen dat er, net als een vliegtuig, een back-up is voor een noodgeval. Buiten de genoemde gebieden zal dat op dit moment nog maar zeer weinig voor komen.
Hoe weet je dat het mis gaat?
Als je helemaal geen positie informatie meer hebt zal je plotter en/of marifoon dat aangeven door een alarmsignaal. Dat is het geval als je geen ontvangst hebt van een GNSS signaal, bij oudere apparatuur dus alleen GPS. Maar als jouw positie en die van andere schepen ‘gespoofd’ wordt, zich dus in werkelijkheid op een andere positie bevinden dan op de kaart aangegeven, dan zal er waarschijnlijk geen alarm af gaan: er is immers ontvangst, zij het de verkeerde. Digital Yacht probeert dit probleem op te lossen met hun nieuwe ‘One Fix’. Dat is een ontvanger die je aan sluit op een GNSS antenne, die dan wel alle frequenties van de systemen moet kunnen ontvangen, en aan de andere kant aan sluit op het NMEA 2000 netwerk zodat je apparaten in het netwerk ervan gebruik kunt laten maken.
‘One Fix’ zegt GNSS signalen van alle, behalve de Russische, te ontvangen voor een positiebepaling maar doet dat ook in twee frequentiebanden, de L1 en L5 band. Kans dat die allemaal tegelijk gestoord worden zodat positiebepaling onmogelijk wordt is klein.
Maar het apparaat signaleert ook wanneer er verschillen bestaan tussen de posities die door de verschillende systemen worden doorgegeven en baseert de positie die het doorgeeft aan het NMEA netwerk op minimaal een aantal overeenkomstige positiebepalingen. Als er sprake is van een afwijkende positie zal het systeem een alarm afgeven dat er ‘gespoofd’ wordt. De onjuiste positie wordt er dan uit gefilterd. Houdt er rekening mee dat niet iedereen zo’n apparaat aan boord heeft en in de gaten kan hebben dat posities niet kloppen. Dit apparaat gaat niet alle vormen van storing vermijden maar naar verwachting wel een hoop. Het apparaat was genomineerd voor een DAME-award, is nog niet op de markt maar zal dat de komende maanden komen. Prijs zal naar verwachting in de buurt van de drie- tot vierhonderd euro zijn. Als je van plan bent om naar de Oostzee, de Zwarte zee of het daaraan grenzend gebied van de Middellandse zee te gaan kan het een nuttige investering zijn. Het apparaat heeft zich in de praktijk nog niet bewezen: zodra daar informatie over beschikbaar komt zal dit bericht aangevuld worden. Ervaringsberichten zijn dus zeer welkom. Let op dat het apparaat alleen werkt als er het juiste type antennetje verbonden is dus controleer dat.
Back-up voor positiebepaling (....als zelfs de ‘One Fix’ niet werkt....).
1. Het vaste magnetisch kompas op de boot. Maak daarvoor een kompastabel want die kompassen worden nauwelijks nog gebruikt en wijken op veel boten fors af van de werkelijke richting, al was het maar door de spullen die je er vlak bij hebt staan. In sommige smartphones en tablets zit een fluxgate kompas (ook die kalibreren).
2. Een (betrouwbaar) peilkompas, dat is een handkompas waarmee je een object (b.v. een vuurtoren) kunt peilen (kan ook een smartphone met een fluxgate kompas zijn).
3. Een papieren kaart van het gebied waar je vaart. Dat hoeft geen bijgewerkte kaart te zijn, als je maar met potlood een paar peilingen er op kunt intekenen zodat je door een kruispeiling je positie kunt bepalen (denk ook aan passer, graden-liniaal), potlood en vlakgom). De elektronische kaarten die je op de plotter of iPad hebt kunnen ook functioneren zonder GNSS ontvangst (locatie). Dus de meest recente kaartupdates kun je altijd blijven aflezen maar een lijntje er op trekken met een potlood gaat lastiger.
4. Radar: met EBL (let bij EBL op de afwijking door de horizontale radar-bundelbreedte) maar met name VRM, kan betrouwbaar de afstand en koers naar een herkenbaar punt bepaald worden en met een kruispeiling de eigen positie worden vastgesteld (Mocht dit abracadabra zijn: lees het radarhoofdstuk van de handleiding van de MFD).
5. Gegist bestek met behulp van markeringspunten op de route. Plan een route met waypoints bij bepaalde markeringen. Vanaf dat waypoint kan de koers en afstand naar het volgende waypoint bepaald worden. Een goede log laat naast de snelheid door het water ook de afgelegde afstand door het water zien. Daarmee kun je dus ongeveer bepalen waar je bent.
6. Schakel voor de Auto-Pilot en radar zo nodig over van GNSS-kompas naar een fluxgate kompas als je die in het NMEA 2000 netwerk hebt.
7. De radar doet het bij uitval van GNSS alleen op informatie van een fluxgate kompas. Als dat kompas er ook niet is dan zal de radar alleen recht vooruit kijken.
8. Teken op de papieren kaart regelmatig je positie in met daarbij het tijdstip (let op tijdzones).
Natuurlijk zijn er andere middelen als astro-navigatie. Ook Loran wordt weer uit de kast gehaald (eLoran). Maar voor de ‘gewone’ reiziger zijn bovenstaande middelen voldoende om in een noodgeval -want daar hebben we het vooralsnog over- de positie en koers te kunnen bepalen.
Tot slot: spoofing is zonder de ‘One Fix’ moeilijk vast te stellen. Plan je reis -zeker in de vaak getroffen gebieden- langs een aantal herkenningspunten zodat je zeker weet dat je bent waar je denkt te zijn. AIS-spoofing komt ook voor: militaire AIS apparaten kunnen dit standaard instellen en met een druk op de knop inschakelen. Kijk dus niet raar op als je ineens een schip ziet dat op AIS op een heel andere plek op de wereld lijkt te zijn.