Vereisten voor montagelocatie van satellietkompas

Er is een moment dat zich voordoet bij bijna elke nieuwbouw of renovatie. Desatelliet kompasarriveert in zijn doos. Het installatieteam kijkt naar de montagelocatie die in de handleiding wordt voorgesteld, kijkt vervolgens naar het eigenlijke schip en dan begint het gesprek. 'Kunnen we het hier plaatsen? Het is gemakkelijker om de kabel te laten lopen.'

Die vraag wordt gesteld omdat niemand twee keer in de mast wil klimmen. Niemand wil een beugel op maat maken als er precies een vlakke plek op het stuurhuisdak zit. En desatelliet kompaszal waarschijnlijk toch wel werken. Waarschijnlijk.

Maar ‘waarschijnlijk’ is geen specificatie. En op een schip dat afhankelijk is van koersgegevens voor radaroverlay, stuurautomaatbesturing en dynamische positionering, bepaalt de montagelocatie of het kompas zijn nominale prestaties levert of een bron van drift, uitval en frustratie wordt.

Wij ontwerpen en produceren onze eigensatelliet kompassen-multi-GNSS-koerssensoren die GPS, GLONASS, Galileo en BeiDou volgen. We hebben installaties gezien die jarenlang feilloos hebben gewerkt en installaties die nooit helemaal tot rust zijn gekomen. Het verschil zat vrijwel altijd in de plaats waar de unit was gemonteerd.

De Sky View-vereiste die de meeste locaties elimineert

Open een willekeurigesatelliet kompasinstallatiehandleiding en de eerste vereiste is altijd hetzelfde. Helder en onbelemmerd zicht op de hemel. Sommige fabrikanten specificeren ±85 graden vanaf het zenit. Anderen zeggen geen objecten hoger dan vijf graden boven het apparaat. Het principe is identiek: de antenne moet satellieten over de hele hemelkoepel zien.

Dat elimineert een verrassend aantal schijnbaar handige locaties. Monteer hem onder de radarboog? Geblokkeerd. Aan de zijkant van het stuurhuis monteren? Schaduwrijk voor de helft van de hemel. Achter de mast monteren? De mast werpt een schaduw die meedraait met de koers van het schip, wat betekent dat het kompas satellieten precies op het slechtste moment verliest- wanneer u draait.

De aanbeveling van de meeste fabrikanten is eenvoudig: installeer de antenne boven alle andere bovenbouw. Hoger dan het hoogste metalen voorwerp op het schip. Dat gaat niet alleen over het krijgen van een beter zicht. Het gaat erom ervoor te zorgen dat, ongeacht in welke richting het vaartuig wijst, de antenne altijd satellieten in zicht heeft.

Het interferentieprobleem dat genegeerd wordt

GNSS-signalen arriveren bij de antenne met vermogensniveaus gemeten in picowatt. Dat is ongelooflijk zwak. Een VHF-radio die in de buurt zendt, kan de voorkant van de ontvanger overbelasten. Een voorbijrazende radarscanner kan het GNSS-circuit ongevoelig maken. Een Inmarsat-terminal, een mobiele booster of zelfs een slecht afgeschermde motoralternator kunnen voldoende geluid introduceren om de koersoplossing te verslechteren.

De cijfers variëren per fabrikant, maar de richtlijnen zijn consistent. Monteer de unit op minimaal drie meter afstand van zendende apparaten. Houd hem uit de buurt van VHF-radioantennes-algemeen wordt minimaal één meter gespecificeerd. Als er radar aanwezig is, monteer het kompas dan boven het straalpad van de radar, of eronder indien nodig, maar nooit direct in het pad.

Elektromagnetische interferentie is niet altijd duidelijk. Een zender die goed werkt voor communicatie kan nog steeds voldoende energie op harmonischen uitstralen om een ​​gevoelige GNSS-ontvanger te beïnvloeden. De enige betrouwbare aanpak is het handhaven van fysieke scheiding. Als u het kompas niet kunt bewegen, moet u mogelijk filtering of afscherming toevoegen. Maar dat is een oplossing, geen oplossing.

Het magnetische kompas Veilige afstand

Deze verrast mensen.Een satellietkompasmaakt geen gebruik van magnetische sensoren voor het bepalen van de primaire koers-het maakt gebruik van GNSS-draaggolffasemetingen. Maar veel satellietkompassen bevatten een intern magnetisch kompas als back-up voor wanneer GNSS-signalen tijdelijk worden geblokkeerd.

Die reservemagnetometer is gevoelig voor magnetische velden. Monteer het satellietkompas te dicht bij het magnetische stuurkompas van het schip, en u creëert twee problemen. Eerst de sAtelliet kompasDe interne magnetometer van de computer kan worden verstoord door het eigen veld van het magnetische kompas. Ten tweede bevat het satellietkompas zelf elektronica die het magnetische kompas kan beïnvloeden als het binnen de -veilige afstand van het kompas wordt gemonteerd.

De veilige afstand verschilt per product. Sommige fabrikanten specificeren één meter afstand van het magnetische stuurkompas. Anderen raden aan de locatie te testen met een handkompas voordat ze definitief worden geïnstalleerd. Het belangrijkste punt is dat 'satelliet' niet betekent 'immuun voor magnetische overwegingen'. Als het apparaat een magnetische back-up heeft, is de montagelocatie van belang.

Dynamische magnetische interferentie: de verborgen boosdoener

Statische magnetische velden van permanente magneten zijn één ding. Dynamische magnetische interferentie door bedrading met hoge- stroom en grote motoren is een ander voorbeeld. Het verschil is van belang omdat dynamische interferentie verandert met de werking van het schip. Zet de boegschroef aan en het magnetische veld van de hoog-kabels verschuift. Schakel de hoofdmotor in en de dynamo introduceert geluid.

De richtlijn van fabrikanten is om het apparaat op minimaal 10 centimeter afstand van bronnen van dynamische magnetische interferentie te monteren, en bij voorkeur zo ver mogelijk. Dat cijfer van 10 centimeter is een minimum. In de praktijk geldt: hoe verder hoe beter.

Dit is vooral relevant op schepen waar de ruimte krap is. Op het dak van het stuurhuis zijn mogelijk al een radarscanner, een VHF-antenne, een zoeklicht en een AIS-antenne geïnstalleerd. Het toevoegen van een satellietkompas betekent het vinden van een plek waar ze allemaal vrij zijn. Daarom is het hoogste punt van het schip vaak de enige haalbare locatie,-niet omdat het handig is, maar omdat het de enige plek is die tegelijkertijd aan alle scheidingseisen voldoet.

Trillingen en temperatuur: de langetermijnmoordenaars-

Satellietkompassen bevatten gevoelige elektronica en, in veel gevallen, kwartsoscillatoren die de timing voor de draaggolffasemetingen bijhouden. Overmatige trillingen verminderen de prestaties na verloop van tijd. De oscillator drijft. De fasemetingen worden luidruchtiger. De koersoplossing verslechtert.

Het monteren van de unit op een dunne metalen plaat die resoneert met de trillingen van de motor is een slecht idee. Het monteren ervan op een constructie die meebeweegt met de beweging van het vaartuig is even problematisch. Het montageoppervlak moet stijf en stabiel zijn.

Temperatuur is een andere factor. De unit moet worden geïnstalleerd in een ruimte waar het nominale temperatuurbereik niet wordt overschreden, met minimale temperatuurschommelingen. Dat betekent dat locaties in de buurt van uitlaatgassen van motoren, ketelopnamen of andere warmtebronnen moeten worden vermeden. Een satellietkompas dat in direct zonlicht op een mast is gemonteerd, wordt heet. Dat wordt verwacht. Maar als dezelfde locatie ook stralingswarmte ontvangt van een uitlaatschoorsteen, kan de temperatuur de bedrijfslimieten van de unit overschrijden.

Uitlijning: degene die over het hoofd wordt gezien

Zodra de locatie is gekozen, moet de unit worden uitgelijnd met de middellijn van het schip. De voorwaartse indicator op het aggregaat moet precies in de rijrichting wijzen. De unit moet waterpas staan, met de X--as naar voren gericht en de Z--as naar beneden.

Dit klinkt voor de hand liggend. Maar we hebben installaties gezien waarbij het kompas met een kleine afwijking was gemonteerd omdat de beugel niet perfect uitgelijnd was, of waarbij de eenheid waterpas stond maar het schip zelf een permanente trim had waar de installateur geen rekening mee hield.

De uitlijningsfout wordt een koersafwijking. Een montagefout van één-graad betekent dat de stuurautomaat gedurende de hele reis één graad uit koers wijkt. Dat is geen afwijking die softwarematig kan worden gekalibreerd. Dat is een fysieke verkeerde uitlijning die mechanische correctie vereist.

De praktische realiteit van installatie

De ideale montagelocatie vooreen satellietkompasis het hoogste punt op het schip, met een duidelijk zicht van 360- graden op de lucht, op minstens drie meter van een zendantenne, op minstens één meter van het magnetische kompas, weg van bedrading met hoge stroomsterkte en grote motoren, op een stevig oppervlak, binnen het bereik van de bedrijfstemperatuur, en precies uitgelijnd met de middellijn.

Deze locatie bestaat op sommige schepen. Bij anderen is dat niet het geval. Als dat niet het geval is, wordt de installatie een reeks afwegingen-. Je doet concessies aan het luchtzicht om interferentie te vermijden. U doet concessies aan de scheiding om een ​​steviger montageoppervlak te krijgen. U doet concessies aan de temperatuur om een ​​kortere kabellengte te krijgen.

Het verschil tussen een goede en een slechte installatie is niet of aan alle ideale omstandigheden is voldaan. Het gaat erom of de compromissen worden begrepen en verantwoord. Als het zicht op de lucht gedeeltelijk geblokkeerd is, kan de koers tijdens bepaalde bochten verslechteren. Als het toestel dichter dan drie meter bij een zender is, kan de koers wegvallen wanneer die zender wordt ingetoetst. Als de uitlijning een halve graad afwijkt, zal de stuurautomaat met een permanente bias sturen.

Waarom wij onze eigen bouwen

Wij ontwerpenonze satellietkompassenomdat we te veel installaties hebben gezien waarbij de montagelocatie werd gekozen vanwege gemak in plaats van vanwege prestaties. We hebben eenheden gezien die op het dak van het stuurhuis waren gemonteerd, direct onder een radarscanner. We hebben eenheden gezien die naast VHF-antennes waren gemonteerd. We hebben eenheden gezien die op dunne aluminium platen waren gemonteerd en die bij elke golf trilden.

Wanneer wij bouweneen satellietkompas, ontwerpen we het zo tolerant mogelijk ten opzichte van imperfecte installaties. We nemen interferentie-afwijzing op. Wij ontwerpen voor een breed temperatuurbereik. Wij bouwen trillingsdemping in. Maar geen enkele hoeveelheid techniek kan een fundamenteel slechte montagelocatie overwinnen.

In de installatiehandleiding staat waar u het apparaat moet plaatsen. Op het vaartuig staat waar je het daadwerkelijk neer kunt zetten. De vaardigheid ligt in het vinden van het snijpunt van deze twee sets. En als dat kruispunt leeg is, is het enige eerlijke antwoord om het schip aan te passen of een andere locatie te kiezen. Omdat 'waarschijnlijk' geen specificatie is, en de kop niet iets is waar u naar wilt raden.