GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Allgemeine Fragen zu GPS und verwandten Themen

Moderator: Roland

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konsul
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GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 23.04.2012 - 11:42

Hallo Zusammen,

ich bin noch ganz neu im Bereich des GPS und vor allem in der Verarbeitung dieser Daten. Habe in den letzten Tagen Literatur und im Internet gelesen wie blöd, aber trete nur auf der Stelle. Deswegen hoffe ich, dass ihr mir nun weiter helfen könnt.
Ich habe folgendes Problem:

Ich zeichne im Zuge meiner Diplomarbeit GPS-Daten von Fahrzeugen (NMEA) auf und möchte diese später auswerten. Genau genommen möchte ich die GPS Koordinaten (z.B. 5101.33745,N,00705.24771,E) in ein x-y-Koordinatensystem transferieren. Wenn ich die Erde als eine Kugel ansehe, kann ich mir dies alles auch berechnen. Lege ich aber einen Geoig zu Grunde, wie is im WPS84 gemacht wird, ist die mathematische Beschreibung nicht mehr so einfach.
Ziel ist es, aus den einzelnen x-y-Koordinaten der Positionen die Geschwindigkeit und den exakten Kurvenradius zu bestimmen.

Beste Grüße

macnetz
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von macnetz » 23.04.2012 - 12:26

Hallo Konsul,

willkommen im Forum :)

mit der Geschwindigkeit und der Richtung kannst du es dir auch einfacher machen wenn du dir die vom GPS-Chip berechneten Wert mit NMEA ausgeben lässt ;)

meint
Anton

konsul
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 23.04.2012 - 12:35

Hallo Anton,

vielen Dank für die schnelle Antwort.

ich habe für meine Diplomarbeit verschiedene GPS-Logger zur Hand und bin teilweise auf deren Ausgabe angewiesen. Da ist leider nix mit "rumspielen" und umprogrammieren :-)
Alle haben aber gemeinsam, dass ich (teilweise über die mitgelieferte Software) die NMWA-files exportieren kann.

Außerdem brauche ich die Files für die exakte Zeit und die Position.
Selbst wenn ich die Geschwindigkeit habe, benötige ich die xy-Koordinaten noch immer.

Vielleicht gibt es auch ein Tool, welches so etwas kann?

Beste Grüße

macnetz
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von macnetz » 23.04.2012 - 14:15

Hallo,

über Software exportierte NMEA-Dateien sind Schrott. Sie spiegeln eine unmittelbare Datenaufzeichnung nur vor.

Entweder die Rohdaten haben die Information über den im GPS-Empfänger berechneten Geschwindigkeitsvektor oder nicht.

Nachträglich berechnete Geschwindigkeiten und Kursverläufe sind nur zweitrangig und fehlerbehaftet.

Viel Spass beim Rechnen
Anton

konsul
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 23.04.2012 - 14:26

Habe mal schnell nachgeschaut, es handelt sich um die Rohdaten, welche exportiert werden können.

macnetz
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von macnetz » 23.04.2012 - 15:14

Hallo,

die Rohdaten sollten den Geschwindigkeits-Vektor enthalten :)

Grüsse
Anton

ssquare_de
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von ssquare_de » 23.04.2012 - 15:35

Hallo konsul,


vor kurzem war ein Kollege da...
http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic.php?f=1&t=3268
:wink:

Stefan

P.S. und was soll das für ein x-y-System werden?
UTM (ETRS89) ?

konsul
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 23.04.2012 - 16:02

Danke Stefan,

den Beitrag habe ich schon gesehen, konnte aber für mich keine wirklichen Informationen aus den Links etc. ziehen...

Um die Ergebnisse schlussendlich anschaulicher zu machen, würde ich die gefahrenen Kurse hinterher gerne über eine Google Maps Karte legen. Welches System liegt denn dort zu Grunde? Ich war bislang von WPS84 ausgegangen?!

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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von macnetz » 23.04.2012 - 16:11

Hallo,

Google verwendet kein kartesisches Koordinatensystem sondern eine Merkator-Projektion. Das Kartenbezugssystem (Kartendatum) ist WGS84

Grüsse
Anton

konsul
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 23.04.2012 - 16:29

Ich habe es mir in etwa so vorgestellt, dass ich aus den GPS-Koordinaten (NMEA) die gefahrene Spur zeichne, welche ich über eine GoogleMaps Karte legen kann (also gleicher Maßstab/gleiches System) und mir aus den hinterlegten Daten die gewünschten Infos berechne.
Mit xy-Koordinaten meinte ich, dass zum Beispiel der Startpunkt in den Ursprung meines xy-Systems gelegt wird und alle anderen Punkte der Spur dann über die Differenz ebenfalls xy-Koordinaten erhalten.
Ist dies gar nicht möglich? Ich beschäftige mich gerade mit der Gauß-Krüger-Projektion, welche wohl die falsche Wahl war...
Merkator-Projektion bedeutet aber, dass eine Strecke auf der Karte kurzer erscheint als sie in Wirklichkeit ist, da die Projektion nur winkeltreu ist?

Ich bin auch offen für Vorschläge von GPS-Profis wie euch... Wie gesagt, beschäftige mich erst seit ein paar Tagen mit dem Thema und komme mir noch ein wenig verloren in dieser Welt vor...

macnetz
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von macnetz » 23.04.2012 - 16:38

Hallo,

jede neue Welt ist unbekannt und spannend ;)

du hast einen Fehler in der Bezeichnung. Du meinst Pixel-Koordinaten und nicht Positions-Koordinaten.

Der Koordinaten-Ursprung für kartesische Positions-Koordinaten ist der Erdmittelpunkt.

Grüsse
Anton

Hagen.Felix
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von Hagen.Felix » 23.04.2012 - 21:37

konsul hat geschrieben:Ich habe es mir in etwa so vorgestellt, dass ich aus den GPS-Koordinaten (NMEA) die gefahrene Spur zeichne, welche ich über eine GoogleMaps Karte legen kann (also gleicher Maßstab/gleiches System) und mir aus den hinterlegten Daten die gewünschten Infos berechne.
Wenn Du die (WGS84) Koordinaten vom Empfänger lediglich auf einer GoogleMaps- oder z.B. auch BingMaps-Karte darstellen willst, brauchst Du selbst gar nicht umzurechnen - außer natürlich das Format der Gradzahlen, welches im NMEA ja noch in Grad und Minuten getrennt ist ...

Das jeweilige API von Google oder Microsoft ermöglicht Dir ganz einfach die Übergabe Deiner Koordinaten in WGS84 Dezimalgrad - die Umrechnung in Mercator (zur Darstellung auf dem Karten- bzw. Luftbild) braucht Dich dann gar nicht weiter zu beschäftigen.

Wenn Du allerdings v.a. deswegen in einer metrischen Projektion arbeiten möchtest, um dort beispielsweise eigene geometrische Berechnungen auszuführen (Deine Vorhabensbeschreibung klingt ein wenig danach), ist m.E. eine Umrechnung nach UTM recht gut geeignet.

Ich verwende hierzu ein paar eigene Funktionen (bzw. jetzt Klassen im .NET), die ich schon seit Jahren problemlos in verschiedensten Projekten eingesetzt und dabei auch gelegentlich mal auf eine neue Sprache bzw. Laufzeitumgebung portiert habe. Ich persönlich fühle mich damit etwas wohler, als wenn ich eine Drittanbieter-Bibliothek hierfür nehmen müsste, deren Laufzeitverhalten ich ja nie 100%ig kontrollieren kann.

Ansonsten sind aber sicher solche "Baukästen" wie OGR (http://www.gdal.org/ogr/), "FWTools" (http://fwtools.maptools.org/) bzw. "PROJ.4" (http://trac.osgeo.org/proj/) das Mittel der Wahl ...

In welcher Umgebung (Sprache bzw. Framework) arbeitest Du denn?

Viele Grüße aus Sachsen,
Hagen
Gewerbliche Tätigkeit u.a. im Bereich GNSS (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=411)
Nachrichten bitte bevorzugt als klassische E-Mail (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=8)

konsul
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von konsul » 24.04.2012 - 10:26

Hallo Hagen,

vielen Dank für deine ausführliche Antwort.

Ich habe die NMEA files als *.txt Datei vorliegen und ein Tool in VB geschrieben, welches mir die Daten einliest, in die "richtigen" Gradzahlen umrechnet und anschließend daraus xy-Koordinaten (und noch ein paar mehr Daten) berechnet. Zu Grunde liegt aktuell noch ein Kugelmodell, jetzt ändere ich es gerade zu einem Rotationsellipsoiden ab. Ich hoffe das beantwortet deine Frage.

hannes
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Re: GPS NMEA in x-y-Koordinaten

Beitrag von hannes » 24.04.2012 - 20:09

Da du ja sowieso vor hast das Ganze auf einer Karte darzustellen, kann ich hier nur Openlayers empfehlen. Ist im Grunde wie Google Maps, jedoch für eigene Webseiten verwendbar.
Du kannst jetzt zum Beispiel deine Punkte vom GPS-Logger nehmen, und auf so einer "Karte" zeichnen. Dann hast du automatisch deine X-Y-Koordinaten. Du kannst auch recht einfach zwischen verschiedenen Systemen hin und her wechseln. Das Wichtigste ist aber dass dir Openlayers viele praktische Funktionen bietet, wie z.b. Strecken messen zwischen Punkten usw...

Bei mir z.b. funktionierts auch so, dass ich meine Positionen vom GPS-Empfänger bekommen, ich die Punkte auf der Karte zeichne und damit die aktuelle Geschwindigkeit berechne.

Hier mal die Beispielseite von Openlayers:
http://openlayers.org/dev/examples/

lg
Hannes

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