Navigatie-systemen in 
campers zijn gemeengoed geworden en ik moet toegeven dat die systemen reuze handig zijn als je naar een bepaalde plaats toe moet, zoals bijvoorbeeld een camperplaats of camping. Nu zijn er twee variabelen die bepalen of je wel op de goede plek van bestemming aankomt: de werking van jouw navigatie en de gegevens van de camperplaats/camping. Hoe jouw navigatie werkt, daar heb je een – waarschijnlijk dikke – handleiding voor gekregen, dus zorg dat je die bij de hand hebt zodat je eventuele problemen zelf kunt oplossen. Over die andere variabele, de gegevens van de camperplaats/camping gaat deze pagina. Ik heb het sterk vereenvoudigd om het begrijpbaar te houden.
GPS en coördinaten
De plaatsbepaling op deze aardbol in vroeger tijden
Om de huidige systemen te kunnen begrijpen moeten we wel weten hoe het systeem van de plaatsbepaling op deze aardbol tot stand is gekomen. Daarvoor gaan we terug naar de Babyloniërs die het 60-tallig stelsel gebruikten, waarschijnlijk omdat een jaar ongeveer 360 dagen duurde, en 60 deelbaar is door 10 getallen (handig bij het afwegen van graan bijvoorbeeld), terwijl een 100 tallig stelsel slechts deelbaar is door 7 getallen. Daarom nu is een cirkel verdeeld in 360 graden, kent ons uur 60 minuten en elke minuut weer 60 seconden.
Op basis van dat systeem hebben we een cirkel ook onderverdeeld in 360⁰. Voor de navigatie – de plaatsbepaling op aarde – is in de 4e eeuw een instrument uitgevonden (het astrolabium) waarmee je op basis van de hoogte van de zon of de sterren de plaats waar jij je bevond kon bepalen. Pas in de 18e eeuw is dit instrument verbeterd en zijn opvolger is het sextant. De nauwkeurigste plaatsbepaling geschiedt als de zon op zijn hoogste punt staat; wil je dat ‘s nachts doen dan moet je daarvoor de poolster gebruiken (en daar komt de uitdrukking poolshoogte nemen vandaan). Zowel met het astrolabium als met het sextant krijg je de plaats in graden, minuten en seconden.
Graden, minuten en seconden
Hoeveel is nu 1⁰ in dit systeem? Laten we even aannemen dat onze aarde een perfecte bol is (hetgeen hij niet is, hij is wat afgeplat aan de polen en wat “dikker” rond de evenaar) dan levert de doorsnede door het midden van de aarde een perfecte cirkel op. Nu is 1 minuut (1′ dus) precies één zeemijl, en dat is 1852 m. (tja de engelsen hebben dat bedacht en die komen verderop weer even terug). Daarmee wordt 1⁰ dan 60 x 1852 m = 111,120 km en 1 seconde (1″ dus) 30,86 m. Omdat het gemiddelde schip in de middeleeuwen, tot de komst van de stoomschepen, zo rond die grootte waren (het VOC-schip “De Amsterdam” waarvan een replica op ware grootte naast het Centraal Station ligt was 48 m lang) is dat voor een plaatsbepaling op zee nauwkeurig genoeg.
De vraag blijft wel: waar begin je te tellen, op welk punt leg je de zogenaamde nul-merdiaan?
Het was de Griekse wiskundige en geograaf Ptolomeus (87 – 150 n. Chr) die de meridiaan van Ferro heeft geïntroduceerd, waarbij de nulmeridiaan over het midden van het Canarische eilandje Ferro loopt 1). Deze heeft stand gehouden tot 1884 toen als nulmeridiaan de lijn over het Koninklijk Observatorium in Greenwich werd gelegd. Hierop is honderd jaar later in 1984 een zeer kleine correctie gekomen ( van ongeveer 100 m) door het in het leven geroepen International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS, en dat heeft dus niets met Ierland te maken) om wereldwijd de standaard vast te leggen voor navigatie-bepaling, dus ook voor GPS.
Graden, minuten en seconden in het binaire tijdperk
We hebben onze aarde voor navigatie-doeleinden in zogenaamde halfronden opgedeeld: Oost en West (E, W) ten opzichte van de nul-meridiaan en Noord en Zuid (N, S) ten opzichte van de evenaar. In dat systeem heeft de Domtoren in Utrecht de coördinaten N 52° 05′ 26,2″ E 5° 07′ 17,1″ en het grote Christus-beeld in Rio de Janeiro de coördinaten S 22° 57′ 07.0″ W 43° 12′ 37.5″
Nu zijn graden, minuten en seconden niet erg handig in het binaire tijdperk, waar we gewend zijn om tweetallig te rekenen. In veel navigatie-apparatuur kun je nog wel de “oude” graden, minuten en seconden invoeren, maar speciaal voor GPS is een nieuw systeem ontwikkeld, het WGS84 systeem dat als basis een normaal drie dimensionaal coördinatensysteem (x,y,z) heeft en uitgedrukt wordt in meters. Daarom is ook in de cartografie de decimale notatie ingevoerd; je vindt deze tegenwoordig hoe langer hoe meer terug als we een plek op aarde (zoals een camperplaats) willen duiden in plaats van de “oude” graden, minuten en seconden. Het vergt ook minder handelingen, omdat alleen de komma bij het decimale stelsel een afwijkend karakter is (de rest zijn allemaal cijfers) en bij het oude systeem heb je naast die komma ook nog ⁰, ‘ en “.
Bij de decimale weergave zijn Noord en Oost positief en Zuid en West negatief. Je kunt de omzetting zelf doen met behulp van een rekenmachine: de graden blijven het hoofdgetal, de minuten gedeeld door 60 komen daarbij (maar zijn aantal kleiner dan 1), evenals de seconden gedeeld door 3600. Het voorbeeld N 52° 05′ 26,2″ van de Domtoren wordt dan 52+5/60+26,2/3600 = 52,09061111 en E 5° 07′ 17,1″ wordt 5+7/60+17,1/3600 = 5,12141667. Voor het Christusbeeld wordt het -22,95194444, -43, 21041667.
Je ziet hier in beide voorbeelden dat er tot 8 cijfers achter de komma wordt opgeschreven. In feit is dat onzin, want het verschil tussen 0,00000001 en 0,00000002 is precies ………11,11 cm!! Voor militaire doeleinden misschien nog van toepassing, voor ons navigatiesysteem absoluut niet. Die 11 cm zal het hem beslist niet doen en zelfs als we naar 5 cijfers achter de komma gaan, waarbij de maximale afwijking van de plaats van bestemming dan 11,11 m zal zijn, zullen we ons doel echt niet missen.
Vandaar dus dat bijvoorbeeld Campercontact de coördinaten van de camperplaatsen aangeeft met 5 cijfers achter de komma en Park4Night.com dit stelselmatig met 6 cijfers doet. Bovendien is dan ook nog de plaats waar je gaat staan op die camperplaats bepalend, want elke decimaal verschil is ruim 10 meter, maar er kunnen meestal wel meer dan één camper op die camperlocatie staan, niet dan? Als voorbeeld: de camperplaats Coucy-le-Château Auffrique in Frankrijk heeft bij Campercontact de coördinaten N 49.52002, E 3.31393 en bij Park4Night 49.520000,3.313980; dat is een verschil van 5,98 m. (Ja mag het zelf uitrekenen met behulp van Pythagoras).
Correcties op de coördinaten: WGS84, Dutch Grid, Australian Grid etc.
Het bovenstaande geldt voor een aarde in een perfecte bolvorm. Helaas is onze aarde geen perfecte bol, maar enigszins aan de polen afgeplat. Voor de bol ter hoogte van de evenaar geldt dat die daar iets dikker is dan de perfecte bol. Dat zijn dus al twee afwijkingen, waar je in meer of mindere mate rekening mee kunt houden. Omdat je dat op meerdere manieren kunt zijn er ook weer meerdere systemen van correctie mogelijk.
Het World Geodetic System 1984 (WGS 84) is het coördinatenreferentiesysteem voor de aarde dat, op enkele centimeters na, gelijk is aan het officiële (maar minder bekende) International Terrestrial Reference System ITRS. WGS84 is een “normaal” (x,y,z)-coördinaatstelsel, uitgedrukt in meters en daarmee decimaal. WGS 84 is ontworpen voor gps en wordt daarom beheerd door de National Geospatial-Intelligence Agency, een onderdeel van de Amerikaanse defensie. WGS 84 wordt standaard gebruikt door gps-ontvangers (hoewel ook andere coördinatenreferentiesystemen kunnen worden ingesteld, zie hieronder). Daardoor is WGS 84 een van de meest gebruikte wereldwijde coördinatenreferentiesystemen.
Naast die correcties hebben landen voor hun eigen meetkundige diensten ook nog wel eens afwijkende stelsels. Zo hanteert Nederland het zgn “RD-grid”, gebaseerd op de Rijksdriehoeksmeting. Alle door de topografische dienst uitgegeven stafkaarten zijn voorzien van dit grid en ook het programma “EasyTravel?” werkt met dit grid, zodat eenvoudige uitwisseling van gegevens mogelijk is. Elke locatie in Nederland wordt aangeduid met een coördinatenpaar [X,Y]. De eenheid is in meters. Het RD-grid heeft zijn ‘nulpunt’ op de torenspits van de Onze Lieve Vrouwenkerk in de oude binnenstad van Amersfoort. Deze locatie zou dus eigenlijk de coördinaten [0,0] hebben. Men heeft echter gemeend zowel de X- als de Y-coördinaat een offset te moeten meegeven. Voornaamste reden daarvoor zijn het vermijden van negatieve waarden. Daarnaast zitten de X- en de Y-waarde nu in een unieke range , zodat onderlinge verwisseling niet mogelijk is. De offset is vastgesteld op 155000 voor de “X” en 463000 voor de “Y”. De eerder genoemde toren in Amersfoort ligt dus op RD-coördinaten [155000,463000]. Mocht jouw GPS de instelling Dutch Grid hebben, dan zou je die hierop kunnen instellen, maar pas op: Nederland heeft alleen zijn eigen land in dit systeem ondergebracht, dus je zult de coördinaten van de hierboven genoemde camperplaats in Coucy le Château Auffrique niet kunnen vinden.
Bij hele grote landen (zoals onder andere Australië) gaat bij kaartmateriaal ook de projectie van dat bolle deel van de aarde op een plat vlak een rol spelen: de randen worden dan als het ware “uitgerekt”. Ook dat wordt weer in meerdere of mindere mate gecorrigeerd. Zo zijn er op dit moment twee Australian Grids beschikbaar.
En tot slot: Niets is zo veranderlijk als de plaatsbepaling op aard. ALs voorbeeld: er is ook nog sprake van tektonische activiteit van onze aarde: de platen waar wij allemaal opstaan bewegen. Zie deze afbeelding van de bewegingen van die door meetstations van het Europees Terrestrisch Referentiesysteem 1989 zijn vastgelegd.
Voor ons zijn die echter van geen enkel belang zodat ik het hier maar afsluit.
Hoe vindt jouw navigatie waar je nu bent?
Jouw navigatie vindt jouw positie op deze aarde door middel van de zogenaamde driehoeksmeting. Wanneer je drie vaste punten kent en de kent de afstand van jouw plaats tot die drie vaste punten, dan is er maar één plek op aarde waar dat voor geldt. Zie de afbeelding hiernaast. Dit geldt in het platte vlak, maar wij hebben op aarde met drie dimensies te maken, vandaar dat voor een goede plaatsbepaling dan nog een 4e cirkel en dus satelliet nodig is.
In het GPS systeem zijn die vaste punten de satellieten die in een vaste baan om de aarde hangen. Elke satelliet zendt een doorlopende reeks van signalen uit; in elk signaaltje zegt hij wie hij is (het naamkaartje van de satelliet), de plaats waar hij “hangt” en de datum en tijd waarop hij dit signaal heeft uitgezonden (waarbij de seconden tot heel ver achter de komma is bepaald).
Jouw navigatie vindt jouw positie op deze aarde door middel van de zogenaamde driehoeksmeting. Wanneer je drie vaste punten kent en de kent de afstand van jouw plaats tot die drie vaste punten, dan is er maar één plek op aarde waar dat voor geldt. Zie de afbeelding hiernaast. Dit geldt in het platte vlak, maar wij hebben op aarde met drie dimensies te maken, vandaar dat voor een goede plaatsbepaling dan nog een 4e cirkel en dus satelliet nodig is.
In het GPS systeem zijn die vaste punten de satellieten die in een vaste baan om de aarde hangen. Elke satelliet zendt een doorlopende reeks van signalen uit; in elk signaaltje zegt hij wie hij is (het naamkaartje van de satelliet), de plaats waar hij “hangt” en de datum en tijd waarop hij dit signaal heeft uitgezonden (waarbij de seconden tot heel ver achter de komma is bepaald).
Omdat het systeem van oorsprong militair is, heeft zo ongeveer elke grootmacht zijn eigen satelliet-systeem: NAVSTAR/GPS voor de Verenigde Staten, Galileo voor Europa, Glonass voor Rusland en Beidou voor China. Op de meeste navigatietoestellen kun je GPS en Glonass kiezen.
Welke kaart gebruikt mijn navigatie?
Om voor jou een route te kunnen samenstellen gebruikt jouw navigatiesysteem een softwareprogramma; daar zijn er vele van zoals Waze, Garmin, TomTom, Mio, Ventura, iGO enzovoorts. Op basis van ingestelde voorkeuren zoals lengte, breedte, gewicht van het voertuig, soort voertuig en gewenste type route (economisch, toeristisch, snel, eenvoudig met minder minder afslagen enzovoorts) bepaalt jouw navigatie hoe je zou kunnen rijden. Op de wijze waarop ze dat doen zijn er tussen de verschillende programma’s veel verschillen en dat maakt dat de één liever een Garmin wil, de ander zweert bij TomTom en de derde wil niets anders dan iGO. Die keuze is zeer persoonlijk. Wat minder persoonlijk is het onderliggende kaartmateriaal dan wordt gebruikt.
Standaard zijn de meeste navigatie-systemen voorzien van een eenvoudige basiskaart. Hierop staan alleen grote wegen, rivieren en plaatsen. Om optimaal gebruik te kunnen maken van je GPS heb je een ‘betere’ kaart nodig. Beter heeft hier te maken met een aantal kenmerken van de kaart.
Een digitale kaart heeft bepaalde kenmerken die van belang zijn als je hem gebruikt om te navigeren. De belangrijkste kenmerken zijn:
- Schaal en detailniveau: De kaarten met een schaal van 1:10.000 – 1:25.000 tonen veel detail (zoals wandelpaden) en zijn geschikt om te wandelen. Een kaart met een schaal van 1:250.000 toont alleen hoofdwegen en is alleen bruikbaar voor navigatie tijdens tochten met de auto.
- Routeerbaarheid: Met een routeerbare kaart kun je een route laten berekenen over wegen en paden door je GPS mits je GPS hiervoor geschikt is.
Nog niet zo lang geleden waren er eigenlijk maar twee grote routeerbare kaartenmakers: Teleatlas en Navteq. Nu zijn het er vijf en jouw navigatiesysteem maakt bijna altijd gebruik van een kaart van één van deze kaartenmakers: Google, Waze, TomTom Maps (voorheen TeleAtlas), HERE Maps (voorheen Navteq) of OpenStreetMaps.
Deze kaarten bepalen in hoge mate de mogelijkheden van jouw navigatie; als van een viaduct de hoogtebeperking niet is aangegeven in de kaart zelf, dan kan jouw navigatie daar ook geen rekening mee houden en loop je de kans dat hij je onder te laag viaduct wil door sturen. Geef dan niet de navigatie de schuld, maar de kaartenmaker die deze informatie niet verstrekt heeft!
laatstelijk bijgewerkt: 28 november 2019
1) En als je denkt dat ze tot ver in de middeleeuwen dachten dat de aarde plat was, dat is een fabeltje. Het is afkomstig uit de biografie over Columbus, geschreven door W. Irving in 1828, die ruim 300 jaar na de geboorte van Columbus, zijn leven een stuk interressanter heeft willen maken en niemand die hem controleerde. <terug>
