Höhenmessung per GPS

Allgemeine Fragen zu GPS und verwandten Themen

Moderator: Roland

derchef

Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 04.09.2009 - 01:21

Hallo Leute

nach viel gegoogel habe ich noch immerkeine Antwort auf die gleich kommende Frage, vielleicht könnt ihr mir helfen:

ich habe mir einen GPS Tracker Royaltek RGM 3800 gekauft. Die Positionsbestimmung von dem Teil ist wirklich faszinierend genau, aber die Höhenangaben schwanken stark, 1 h auf einen festen Platz führen zu Abweichungen um 30 m, sogar bei 8 oder 9 Satelliten und guten DOP Werten.

Nun kann man die Höhendaten ja mit SRTM glätten oder besser der Position anpassen, aber bei dem Raster von 90 m auch nicht der wahre Jakob. Andererseits will ich nur beim Radfahren meine gefahrenen Höhenmeter ermitteln, so dass das mit SRTM vielleicht doch ausreichend ist.

Die Frage also:

sind diese Schwankungen normal
soll ich mit SRTM glätten und es gut sein lasssen

oder was würdet ihr machen

macnetz
Beiträge: 553
Registriert: 13.08.2004 - 08:41
Wohnort: Memmingen
Kontaktdaten:

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von macnetz » 04.09.2009 - 15:04

Hallo chef,

mit einem DEM lügst du dir nur in die eigene Tasche . . .
mein Tipp:
entweder automatisch glätten oder einen barometrischen Höhenmesser verwenden.

Grüsse - Anton

im Anhang ein Beispiel - oberes Höhenprofil: Logger, unteres Höhenprofil: barometrische Höhe/nicht kalibriert
Dateianhänge
hoehe.jpg
hoehe.jpg (10.87 KiB) 20510 mal betrachtet
Zuletzt geändert von macnetz am 04.09.2009 - 15:38, insgesamt 2-mal geändert.

Benutzeravatar
Roland
Beiträge: 2055
Registriert: 18.02.2004 - 22:33
Wohnort: Wusterhausen(Dosse)

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von Roland » 04.09.2009 - 15:05

Hallo Chef,
sind diese Schwankungen normal
Wenn man eine Stunde mit dem Riesenrad fährt, ja.
...
Die Leistungen des SirfStarIII hab ich nicht im Kopf, aber die Höhenschwankungen bei freier Sicht sollten +- 10 m in einigen Stunden nicht überschreiten. Sitzt Du in der Nähe von Fassaden/Reklametafeln/Flachdächern/... kann Multipath eine Verfälschung hervorrufen.

Zur Vorgehensweise mit SRTM-Daten kann ich nix sagen.

Güße Roland

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 04.09.2009 - 16:19

macnetz hat geschrieben:Hallo chef,

mit einem DEM lügst du dir nur in die eigene Tasche . . .
DEM ??? das waren früher D-Mark, aber was das mit GPS zu tun hat, verstehe ich nicht... bitte Aufklärung.

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 04.09.2009 - 16:22

Roland hat geschrieben: Sitzt Du in der Nähe von Fassaden/Reklametafeln/Flachdächern/... kann Multipath eine Verfälschung hervorrufen.
bisher zwei Messungen:
1. Messung im offenen Cabrio auf der Rückbank liegen allerdigns war der Parkplatz an zwei Seiten von einer Betonwand eingeschlossen.
2. Messung auf einem Gartentisch (Oberfläche aus Metall, Mist das könnte zur Abweichung führen) Abstand zur Hauswand ca 2 m


ok ok.... ich merke selbst, das sind keine günstigen Bedingungen, ich messe mal im freien Feld oder besser da ich wo ich so rumfahre...


Vielen Dank für die Kommentare
Nachtrag: ich werte die DAten mit GPS Trackanalyse aus

macnetz
Beiträge: 553
Registriert: 13.08.2004 - 08:41
Wohnort: Memmingen
Kontaktdaten:

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von macnetz » 04.09.2009 - 16:39

Hallo,

DEM = Digital Elevation Model wie beispielsweise die SRTM-Daten
Ein Tisch mit Metalloberfläche verbessert normalerweise die Positionsberechnung da von unten keine Reflexionen die Antenne erreichen.

Grüsse - Anton

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 04.09.2009 - 17:10

macnetz hat geschrieben:Hallo,

DEM = Digital Elevation Model wie beispielsweise die SRTM-Daten
Ein Tisch mit Metalloberfläche verbessert normalerweise die Positionsberechnung da von unten keine Reflexionen die Antenne erreichen.

Grüsse - Anton
danke für die Aufklärung, bedeutet das jetzt, dass mein Tracker ein zu hohe Streuung hat ?

ich will mich nicht beklagen, für 55 Euro bekomme ich eine sehr genaue Positionsbestimmung und auch der Speicher ist ausreichend groß, aber man fragt sich schon, ob ein anderes Gerät bei der Höhe besser wäre.

Wenn aber schon die Spezialisten von Garmin barometrische Höhenmesser in ihre GPS Geräte einbauen, kann es mit der GPS Genauigkeit bei der Höhe nicht so weit her sein oder irre ich da

macnetz
Beiträge: 553
Registriert: 13.08.2004 - 08:41
Wohnort: Memmingen
Kontaktdaten:

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von macnetz » 04.09.2009 - 20:56

hallo,

ein GPS-Gerät misst weder Höhen noch Strecken. Es berechnet Positions- Richtungs- und Geschwindigkeits-Vektoren. Mit passender Software kannst du aus dem 3-dimensionalen Positions-Log eine brauchbare Höhen-Kurve berechnen (Glättung).
Wichtig ist die optimale Empfangsposition eines GPS-Empfängers.

Grüsse - Anton

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 05.09.2009 - 18:08

macnetz hat geschrieben:hallo,

ein GPS-Gerät misst weder Höhen noch Strecken.
Grüsse - Anton
Hallo Anton, vielen Dank für die Info wir kommen der Sache näher. Ich dachte, dass der Empfänger die Daten liefert über diese NMEA Protokoll, da ist doch eine Position in der die Höhe steckt oder irre ich mich da ?

Als Software benutze ich GPS Trackanalyse, das ist so eine Glättungsfunktion dabei...reicht das aus ?

Vielen Dank für die Informationen, ich komme so schrittweise voran

macnetz
Beiträge: 553
Registriert: 13.08.2004 - 08:41
Wohnort: Memmingen
Kontaktdaten:

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von macnetz » 05.09.2009 - 18:14

Hallo,

GTA.NET ist geeignet um die Log-Daten weiterzubearbeiten.
Vor einer Glättung solltest du die Ausreisser entfernen.

Grüsse - Anton

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 05.09.2009 - 18:38

das mit den Aussreißern ist gar nicht so einfach. Beispiel heute, ich fahre einen Berg rauf ein Punkt bei Höhe 364,50m, 5 min später fahre ich da wieder runter, da ist die Höhe bei 289,90, die Trackpoints davor bzw. dahinter schließen sich aber jeweils gut an.... das sind doch erhebliche Abweichungen,

Die Höhe springt von einer Messung zu nächsten (alle 10 sec.) obwohl die Satellitenanzahl und DOP Werte fast identisch sind um 15 m bei einer Pause. Wie soll da noch geglättet werden ?

Du hast gesagt, dass der Empfänger keine Höhe messen kann, woher kommen dann aber die Werte, GTA übernimmt doch zunächst nur das, was der Tracker liefert... liegt es dann an der Firmware des Trackers ? oder anders gefragt, muss ich eine andere Software zur Höhenberechnung benutzen

GTA hat so eine Autokorrektur der Höhe, das geht bei mir nie, dh. es werden immer "0" Trackpoints korrigiert..da ist von Strahlzeiten und Strahllänge die Rede was immer das ist.

Benutzeravatar
Jörn Weber
Beiträge: 789
Registriert: 03.02.2007 - 16:11
Wohnort: Jena

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von Jörn Weber » 05.09.2009 - 20:37

Hallo,
derchef hat geschrieben:
macnetz hat geschrieben:hallo,
ein GPS-Gerät misst weder Höhen noch Strecken.
Grüsse - Anton
Hallo Anton, vielen Dank für die Info wir kommen der Sache näher. Ich dachte, dass der Empfänger die Daten liefert über diese NMEA Protokoll, da ist doch eine Position in der die Höhe steckt oder irre ich mich da ?
In den NMEA steckt schon eine Höhenangabe drin. Diese entspricht aber nur begrenzt der Realität. Momentan sind in der Höhe 30 Meter Abweichung systembedingt. 20 Meter Abweichung sind typisch. Trotzdem führt ein GPS-System keine Messungen aus, sondern es berechnet! Der Unterschied zwischen einer Berechnung und einer Messung ist, das eine Berechnung, im Gegensatz zu einerMessung , nicht skaliert. Deshalb kann man Maßstäbe wie "genau" oder "ungenau" nicht auf das GPS anwenden. Eine Berechnung, und somit das GPS, ist immer immer genau. Abweichungen innerhalb der Systemgenauigkeit beruhen lediglich auf Informationsmängeln, nicht auf einer Fehlfunktion des Systems. Das heißt, sobald das System Zugriff auf 4 regulär verteilte Satelliten hat, passt auch die Systemgenauigkeit. Bei einem Zugriff auf mindestens 7 Satelliten wird die typische Systemgenauigkeit erreicht. Ein GPS-Empfänger qualifiziert sich nicht darüber, dass er genauer gefertigt wurde, sondern darüber wie viel Verstand man in Ihn herein steckt.

Achja: Was ist eigentlich Höhe? Hast Du da schon mal drüber nachgedacht? Albert Einstein konnte das Problem nicht endgültig lösen, weil es die Lösung des Gravitationsproblems erfordert hätte. Verabschiede dich von der Idee, die absolute Höhe exakt bestimmen zu können. Momentan kann man die absolute Höhe mit viel Aufwand auf etwa 0,5 genau bestimmen. Alles das was von der Landvermessung an Genaueren bekannt ist, sind relative Höhen, welche absolut gesehen sehr ungenau sind.

Gruss Joern Weber

derchef

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von derchef » 06.09.2009 - 00:45

Hallo Joern

verzeih wenn ich deine Ausführungen für mich als Laie übersetze:

Die Höhenangabe wird also offenbar von meinem Tracker über die Firmware intern berechnet, der Rechenweg führt zu Abweichungen, also werde ich bei dem einfachen Empfänger den ich da habe mit den Messabweichungen leben müssen.

Die fast schon philosophische Frage was Höhe ist wollte ich gar nicht stellen, für mich ist eigentlich fast egal ob ich nun 150 oder 200 m hoch, mich interessiert ja eher die relative Höhe, dh. wieviel Höhenmeter habe ich gegenüber meinem Startpunkt zurückgelegt (auch da kann man sich fragen: muss man das wirklich wissen, nur mit der Frage stellt man das ganze Tracking insgesamt in Frage: muss ich wissen wo ich um xx Uhr war..)

genau die Bestimmung der relative Höhe ist nicht genau genug, weil ich ja bis zu 60 m Abweichungen habe. Wäre die Frage ob man aus den Daten die der Royaltek so misst (unter außer Acht lassung der Höhe, die er anscheinend berechnet) die Höhe genauer berechnen kann.....

präzisierer gesagt: stecken irgendwo in den Daten gem. NMEA Protokoll die Werte drin, aus denen der Royaltek die Höhe rechnet und kann das ein anderes Programm ggf. besser ?

Nochmals vielen Dank für alle Antworten bisher ich werde mit jeder Antwort ein bisschen schlauer

macnetz
Beiträge: 553
Registriert: 13.08.2004 - 08:41
Wohnort: Memmingen
Kontaktdaten:

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von macnetz » 06.09.2009 - 11:06

Hallo,

wie oben schon erwähnt:
die relative Höhenänderungen ermittelt man am Einfachsten mit einem barometrischen Höhenmesser der den Umgebungs-Luftdruck misst und daraus die Höhe berechnet.

Grüsse - Anton

PS: einen GPS-Empfänger sollte man vor der Aurzeichnung eine Viertelstunde bei guter Satellitensicht "warmlaufen lassen" - d.h. warten bis alle aktuellen Ephemeriden übertragen sind.

Benutzeravatar
Jörn Weber
Beiträge: 789
Registriert: 03.02.2007 - 16:11
Wohnort: Jena

Re: Höhenmessung per GPS

Beitrag von Jörn Weber » 06.09.2009 - 14:42

Hallo,

Wie Anton schon schrieb, ermittelt man relative Höhen mit einem Barometer gestützten GPS-Empfänger. Der wird an einer Position mit guter Rundumsicht kalibriert. Anschließend muss die Strecke relativ zügig zurück gelegt werden, bevor sich der Luftdruck wieder ändert. Stabiles Wetter ist von Vorteil. Schaue dir die Garmin-Geräte und das hier an http://www.wintec-gps.de/wintec_wsg-1000.php.

Gruss Joern Weber

Antworten