Hoehenprofil-Distanz-GPS

Höhenangaben im GPS und Kartensoftware wie BaseCamp

Die Höhen sind ein altes Thema. Selbst heute im Zeitalter von Mehrkanal GPS mit barometrischem Höhenmesser ist es schwierig exakte Daten zu erhalten.

Warum sind die Höhenangaben im GPS so ungenau?

Zum Einen bestimmt die Empfangssituation die Genauigkeit der GPS Angaben. Läuft man durch eine Klamm oder ein schmales Tal, wird die Ungenauigkeit größer, was sich direkt auf die Positionsgenauigkeit und das aufgezeichnete Höhenprofil auswirkt.
Das GPS arbeitet zur Positionsbestimmung dreidimensional und berechnet somit auch die Höhe über dem Meeresspiegel.

Die Erde ist rund – oder doch nicht?

So rund wie mein Globus auf dem Schreibtisch ist die Erde in Wirklichkeit nicht. Sie ist quasi Birnenförmig, der Erdradius zu den Polen ist unterschiedlich und am Äquator am größten. Das resultiert aus der unterschiedlichen Verteilung der Ozeane, Gebirge und verschiedener Bodendichten.

Kartographie und Meeresspiegel

Durch die Verwendung von GPS hat man deutlich erkannt, dass die Höhendaten in der Kartographie sehr unterschiedlich sind.
Für Deutschland wurden die Höhendaten einmal durch die Meereshöhe in Amsterdam auf 0 m festgelegt.
Österreich bezieht seine Höhen auf die Meereshöhe in Triest, das macht eine Differenz von -33 cm zu Deutschland.
Die Schweiz (-24 cm) und Frankreich (-56 cm) orientieren sich am Pegel von Marseille.
Spitzenreiter ist Belgien, das sich auf einen Pegel in Oostende bezieht mit – 233 cm.
Das GPS System ist amerikanischen Ursprungs und verwendet daher den Nullpunkt bezogen auf die Meereshöhe des World Geodetic Systems (WGS84) sofern kein anderes Bezugsmodell aktiviert ist.
Für Deutschland ergibt sich alleine daraus eine Höhenunterschied von bis zu 50 m.

Barometrische Höhe im GPS

Mit Wetteränderungen ändert sich auch der Luftdruck, was sich auf die Messung per Barometer auswirkt. Der Barometer wird normalerweise im GPS automatisch unter Zuhilfenahme der Satellitendaten kalibriert. UM genauere Daten zu erhalten empfiehlt sich die manuelle Kalibrierung vor und währen einer Tour.

Aufzeichnung der Höhen im GPS

Kommen wir nun zur eigentlichen Datensammlung. Der GPS-Empfänger zeichnet die Bewegung als Track auf. Ein Faktor ist die Häufigkeit der Aufzeichnung im GPS Track. Aufgezeichnet werden ja immer Trackpunkte, die je nach Einstellung alle 50m, alle 5 Sekunden oder wie auch immer gesetzt werden. Was dazwischen passiert wird dabei schon mal platt gebügelt. Ist die Einstellung zum Beispiel auf „Distanz“ und 50 m eingestellt, wird eventuell die durchkletterte Klamm oder ein überschrittener Gipfel abgeschnitten.

Ist man aber in der Klamm, während Punkte aufgezeichnet werden, kann es passieren, dass der GPS Empfang Lücken hat und mehrere Punkte fehlen und durch eine Gerade ersetzt werden.

Weitere Ungenauigkeiten ergeben sich auch aus den Höhenmodellen der Karte. Hier ist ein digitales Höhenmodell implementiert, das per Laserflug oder über Satellit gemessen wurde. Je nach Kartenhersteller werden aber auch noch ältere Daten verwendet, die noch eine hohe Ungenauigkeit aufweisen.

Manche GPS Empfänger ziehen zur Höhenbestimmung auch das Höhenmodell hinzu. Dadurch können sich in steilem Gelände weitere Ungenauigkeiten ergeben. Wandert man auf einem steilen Hang oder in einer Klamm nimmt das GPS den Höhenwert aus der berechneten Position, zum Beispiel 10 m neben der Klamm. Dadurch ergeben sich dann große Unterschiede der Höhenwerte.

Höhenangaben in GPS Kartensoftware

In einer Kartensoftware wie BaseCamp oder in diversen Onlineportalen kommt es ebenso auf das verwendete Höhenmodell an.
Die Höhenmodelle sind zum Teil vereinfacht um Daten zu sparen oder weisen noch Ungenauigkeiten aus älteren Modellen auf.

Entfernungen bei der GPS-Tourenplanung

Bei diesen Überlegungen kommt die Frage auf, inwieweit die Auf- und Abstiege in der Entfernungsangabe berücksichtigt werden. Sind die Strecken in der Draufsicht (2D) oder dreidimensional berechnet?
Ich gehe da beim Wandern immer nach der alten Faustregel 4-5 Kilometer und bis zu 400 Höhenmeter pro Stunde.

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