GPS Na­vi­ga­ti­on

Ein­flüs­se auf die Ge­nau­ig­keit der Er­geb­nis­se

Wäh­rend man die aus der Kar­te ab­ge­grif­fe­nen Koor­di­na­ten ei­nes Punk­tes auf et­wa 10 Me­ter ge­nau er­mit­teln kann, wer­den die Hö­hen auf den Me­ter ge­nau an­ge­ge­ben. Lei­der ist die Hö­hen­be­stim­mung ein äu­ßerst un­durch­sich­ti­ges Ka­pi­tel der Geo­dä­sie, über das man so viel wis­sen soll­te, dass die durch Ni­vel­le­ment be­stimm­ten und durch Schwe­re­mes­sun­gen kor­ri­gier­ten Hö­hen nicht be­son­ders gut in das WGS 84 der Sa­tel­li­ten­be­ob­ach­tun­gen pas­sen, wes­halb prak­tisch al­le GPS-Emp­fän­ger die Hö­he mit­hil­fe ei­nes Ras­ters in das Hö­hen­sys­tem der Lan­des­ver­mes­sung trans­for­mie­ren. Zu­dem sind die vom GPS-Emp­fän­ger er­mit­tel­ten Hö­hen nicht sel­ten mit Feh­lern von 20 bis 30 Me­tern be­haf­tet, wenn man den­sel­ben Punkt im Lau­fe der Zeit mehr­fach an­steu­ert. Hier macht sich vor al­lem die Sa­tel­li­ten­kon­fi­gu­ra­ti­on am Him­mel und Ab­schat­tung des Si­gnals durch ter­rest­ri­sche Hin­der­nis­se be­merk­bar, aber viel­leicht auch ein­fach die Gren­ze des Mach­ba­ren. Die La­ge er­scheint dem­ge­gen­über ge­nau­er be­stimmt zu sein, was wohl dar­aus re­sul­tiert, dass der Emp­fän­ger bei vor­über­ge­hen­der Si­gnal­schwä­che die Hö­he ex­tra­po­liert und der dar­aus re­sul­tie­ren­de Hö­hen­feh­ler nur ei­nen ge­rin­gen Ein­fluss auf die La­geun­ge­nau­ig­keit hat. Zu­dem las­sen sich die Mes­s­in­ter­val­le der Emp­fän­ger meist kon­fi­gu­rie­ren, was eben­falls mess­ba­ren Ein­fluss hat.

Zu­sam­men­fas­sung der maß­geb­li­chen Ein­flüs­se auf die Ge­nau­ig­keit:
  • Ho­ri­zont­frei­heit. Wich­tigs­ter Ein­fluss. Ho­ri­zont­frei­heit lässt sich beim Wan­dern und Ski fah­ren am Bes­ten durch Tra­gen des Geräts hoch oben auf der Schul­ter er­rei­chen. Seit Ja­nu­ar 2008 fi­xie­ren wir den Emp­fän­ger beim Ski­fah­ren in na­he­zu ho­ri­zon­ta­ler La­ge auf Hö­he des Ohrs. Das Er­geb­nis ist si­gni­fi­kant feh­ler­frei­er!
  • Sa­tel­li­ten­kon­fi­gu­ra­ti­on. Op­ti­ma­le Be­din­gun­gen nur bei un­ein­ge­schränk­ter Ho­ri­zont­frei­heit. In die­sem Fall sind die Koor­di­na­ten et­wa um den Fak­tor 3 ge­nau­er als die An­ga­be des Her­stel­lers.
  • Be­we­gun­gen (in der Hand, an der Schul­ter, am Len­ker) über­la­gern die Po­si­ti­ons­da­ten.
  • Wenn man sich mit dem Emp­fän­ger berg­auf oder bergab be­wegt, «zieht das Gerät nach».
  • Ab­wei­chun­gen zwi­schen dem WGS 84 und dem lo­ka­len oder na­tio­na­len Sys­tem. (Die na­tio­na­le Hö­hen­be­zugs­flä­che liegt z. B. in der Nord­schweiz um 46 Me­ter tiefer als die WGS 84 Hö­hen und im Sü­den bis zu 54 Me­ter.) Ge­nau­ig­keit der Kor­rek­tur­pa­ra­me­ter.
  • Kon­fi­gu­ra­tonspa­ra­me­ter «Auf­zeich­nungs­in­ter­vall». Je grö­ßer das In­ter­vall, de­sto ge­rin­ger die Auf­lö­sung der Er­geb­nis­se. Al­ler­dings hat Auf­lö­sung auch ei­ne Gren­ze: In­ter­val­le klei­ner als 10 m sind prak­tisch un­brauch­bar und lie­fern zu­gleich un­nö­ti­ge Hö­hen­feh­ler!
Die Be­stim­mung der Hö­he er­folgt in der Pra­xis et­wa ein bis ein­ein­halb Me­ter über Grund und muss da­her theo­re­tisch um die­sen Be­trag kor­ri­giert wer­den. Er­fah­rungs­ge­mäß macht sich die­ser Wert aber nicht be­merk­bar. Von grö­ße­rer Be­deu­tung ist das «Nach­zie­hen» der Hö­hen­be­stim­mung, d. h. es ist er­for­der­lich, trotz der vom Gerät an­ge­ge­be­nen Ge­nau­ig­keit am Ziel­punkt ei­ne Zeit lang (i. d. R. ei­ne Mi­nu­te) zu ver­wei­len, be­vor ein ge­nau­er Weg­punkt ge­setzt wer­den kann.