Einsatz des B&G Zeus zur Wassertiefenvermessung von Gewässern (z.B. für OpenSeaMap)

Testhardware

Kartenplotter:	B&G Zeus (GPS, FÜG)
Windex:	bis 2017: Garmin GWS 10 (AWS, AWA und Lufttemperatur) ab 2018: Airmar 150WX (mit eigenem GPS, AWS, AWA, Lufttemperatur, Luftdruck, Kompass)
Echolot:	Airmar DST 8000 (Wassertiefe, FDW, Wassertemperatur)
Schiff:	Archambault Surprise (Kielschwertvariante, Tiefgang 70 bis 160 cm, Baujahr 1986)
Maschine:	Torquedo Cruise 2.0 FP (mit Faltpropeller, Solarlader und eigenem GPS, Baujahr 2017. Elektronik hängt nicht am NMEA-Netzwerk)

Als GPS-Datenquelle wurde 2018 im B&G die neue Windex konfiguriert. Tiefenwerte sind »unter Sensor«, dieser befindet sich gem. Messvergleich im Flachwasser (Meterstab BB/StB neben der Sensorposition 20-30cm vor dem Mast, Oktober 2018) etwa 30cm unterhalb der Wasseroberfläche (geschätzte Messgenauigkeit 5cm).

Ergebnisse

SL2 Dateinen: Obwohl Werte von über das Netzwerk (NMEA-2000) angeschlossene Echolotsensoren angezeigt werden können, enthalten die abgespeicherten SL2-Dateien fast außschließich als Ungültig markierte Tiefeninformationen (mit Tiefenwert 0.0 Meter), andere Werte (z.B. Position (LAT/LON), FÜG, FDW oder Wassertemperatur) sind jedoch in der Datei enthalten und plausibel im Rahmen der Messgenauigkeiten. Auch die Echoinformation selbst (Großteil der Datenmenge) enthält keine erkennbare Nutzinformation (vermutlich Rauschen). Grund ist vermutlich, daß das B&G ein direkt am Gerät angeschlossenes Fischsonar erwartet und bei der Sensorauswahl für die SL2 Datei auch nur diesen Port anbietet. Vereinzelt (unter 1% der Messwerte) sind in einigen SL2 Dateien Werte als gültig markiert, enthalten jedoch keine sinnvolle Information (z.B. Wassertiefen um ein Vielfaches höher als die tatsächliche Wassertiefe (im Testfall etwa das 10-fache am Messort bzw. das 3-fache der tiefsten Stelle des gesamten Gewässers), vermutlich sind diese auf Rauschen zurückzuführen, das der unbelegte Sonarport liefert.
GPX Dateien: Zunächst muß das Aufzeichnen (und falls gewünscht auch das Anzeigen) von Tracks im Menü Wegpunkte/Routen/Tracks aktiviert werden. Hier ist ein unterschiedlich feines Sampling möglich, feinster Wert ist 1 Sekunde. Bei 5 Knoten Fahrt über Grund ergibt das alle 2,5 Meter ein Wert. Allerdings ist der Speicherplatz begrenzt, je Track können nur etwa 24000 Messwerte (bei feinstem Sampling also etwa 6h40') gespeichert werden, danach werden die ältesten Werte des Tracks ohne Ankündigung gelöscht (Im konkreten Fall wurde ab 11. Oktober 2018 ein sekundengenaues Sampling verwendet, davor das voreingestellte automatische Sampling, mit Saisonbegin 2019 wurde auf 5 Sekunden Sampling umgestellt). Auch die Gesamtkapazität ist auf etwa 40 MB (interne Rohdaten, nicht GPX-Dateigröße), also etwa 1 Million Meßwerte begrenzt. Zum Abspeichern der Dateinen müssen alle Nutzerdaten (auch Wegpunkte und Routen) nach GPX (Vorzugsweise unter Nutzung eines Verzeichnisses auf der eingelegten microSD-Karte) exportiert werden, was je nach Datenmenge einige Minuten dauern kann (nach ersten Datenverlusten aufgrund o.g. Tracklängenbegrenzung wurde nach jedem längeren Fahrtag ein Export durchgeführt).
Die GPX-Datei enthält je Trackpunkt die folgenden Informationen: LAT/LON (in Grad auf 8 Dezimalen), Datum/Uhrzeit (ganze Sekunden, UTC), Wassertiefe (in Metern, gemessenes Minimum: 39 cm, gemessenes Maximum: 83,47 Meter), Wassertemperatur (Grad Celsius), FÜG (Meter pro Sekunde). GPX ist eine Variante des KML-Formats, Trackpunkte sind unter Tag "trkpt" geführt. Einzelne Trackpunkte können vorhanden sein, die nicht alle o.g. Werte enthalten. Ist die Uhrzeit über einen längeren Zeitraum gestört (im konkreten Fall bei allen Messungen am 25.10.2018 sowie gelegentlich die ersten Werte eines Tages nach Einschalten des B&G), so ist "1970-01-01T00:00:01Z" annotiert.
Lokalisierungsgenauigkeit: Nichtdifferenzielles GPS hat eine 2-Sigma (95%) Genauigkeit von etwa 10 bis 20 Metern, beim Aufzeichnen können gelegentlich Sprünge quer zur geradeaus Fahrtrichtung um mehrere Meter auftreten (vermutlich durch am Horizont (etc.) erscheinende oder verschwindende Satelliten, wodurch Messwert und Genauigkeit sich ändern). Die GPS-Werte selbst sind quantisiert auf ein Gitter mit ca. 66cm (???, GPX Datei). Der Sensor im Masttop ist nur um 20-30 cm weiter achtern als das Echolot, lediglich bei stärkerer Krängung kann ein nennenswerter Querversatz entstehen (Masthöhe ca. 10 Meter). Der Kartenplotter selbst befindet sich normalerweise an Stelle der Cockpittüre am Niedergang, also etwa 3 Meter achterlich vom Echolot.
Vergleichsmessung: Am 11. Oktober 2018 wurden vorwiegend im Flachwasserbereich (0.5 bis 5 Meter) Vergleichsmessungen mit einem zweiten Sensor von OpenSeaMap durchgeführt. Ergebnisse werden hier später veröffentlicht.

A. Niedermeier im November 2018