Genauigkeit beim Walken

  • Hallo zusammen,


    ich nutze GPS momentan hauptsächlich zum Aufzeichnen von Tracks beim Nordic-Walking. Nun ist mir folgendes aufgefallen. Die aufgezeichneten Strecken wichen bei zwei Veranstaltungen von der ausgeschriebenen Strecke ab. Es wurden immer ca. 20% mehr Strecke errechnet als sie tatsächlich betrug. Das habe ich dann mal überprüft. Eine Strecke gegangen und aufgezeichnet, dann mit dem Auto nachgefahren. Auch hier hatte ich eine Abweichung von ca. 20 %. Beim Autofahren hatte ich das GPS Gerät an und parallel zum Tacho im Auto die Strecke mit GPS aufgezeichnet.


    Mein Ergebnis war folgendes: Die gegangene aufgezeichnete Strecke betrug 5,5 km. Dann beim Fahren der selben Strecke laut Tacho UND GPS 3,8 km. Ist es möglich daß die Aufzeichnung einer Strecke mit langsamer Geschwindigkeit ungenau wird. Scheint unwahrscheinlich, aber wie könnte man diese Differenz erklären?


    Ich hoffe Ihr könnt mir helfen. Besten Dank im Voraus.

  • Wie schauen denn die aufgezeichneten Tracks aus, wenn man sie auf der Karte darstellt? Es ist leicht einzusehen, daß ein Track bei dem die einzelnen Punkte deutlich hin und her springen am Ende als länger ausgewiesen wird als einer bei dem die Punkte in gerader Linie (so wie man sich tatsächlich bewegt hat) verlaufen. Aber das hat nicht direkt mit der Geschwindigkeit sondern eher mit dem Aufzeichnungstakt zu tun.
    Der GPS Logger wird wohl in festen Zeitabständen jeweils einen Punkt speichern. Wenn man sich langsam bewegt, werden also mehr Punkte pro Wegstrecke aufgezeichnet als beim Autofahren. Wenn jetzt, mal als Beispiel, auf 100 m Weg nur zwei Punkte gespeichert werden, wird dieser Abschnitt mit 100 m Länge in die Gesamtlänge eingehen.
    Bei langsamer Bewegung zeichnet das Gerät aber auf diesen 100 m tatsächlicher Wegstrecke vielleicht 20 Punkte auf. Wenn die nun, bedingt teils durch die allgemeine Ungenauigkeit der Geräte aber auch durch Empfangsprobleme, nicht exakt in gerader Linie verlaufen ergibt sich insgesamt vielleicht eine Länge von 110 m und mehr, auf tatsächlich gegangenen 100 m.
    Ob deine Beobachtungen damit erklärbar sind kannst du Beurteilen indem du die Tracks auf der Karte darstellst und schaust wie sie sich unterscheiden. Oder du dünnst mit einem geeigneten Programm den Track, der bei langsamer Bewegung aufgezeichnet wurde so weit aus, daß er nicht mehr Punkte enthält als der mit schnellerer Bewegung.


    Gruß
    Wolfgang

  • Hallo Wolfgang,


    danke für Deine Antwort. Was ich noch zu erwähnen vergaß, ich verwende ein Handy, das N95 con Nokia und als Software den Sportstracker.


    Die aufgezeichneten Tracks sehen auf der Karte sehr gut aus, klare Linien ohne zacken. ich kann mir das nicht erkären.


    Ich werde die selbe Strecke mal mit einem Garmin etrex legend nachlaufen und vergleichen. Diese Gerät hat allerdings keine Speicherkarte, und kann nur begrenzt Tracks aufzeichnen.


    Auf dem Handy habe ich noch das Programm AFTrack von Axel Fischer. Ich werd mal verscheidene Möglichkeiten auf der selben Strecke testen.

  • Hallo zusammen,


    ich möchte das Thema Genauigkeit der Track-Aufzeichnung noch einmal aufgreifen und von einer anderen Seite betrachten.
    Bei einem Spaziergang habe ich mein nüvi 550 mitgenommen und den aufgezeichneten Track anschließend mit MapSource betrachtet. Siehe Bild:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/4435_wanderweg_1.jpg]


    Dabei fällt auf dass der Track den eingezeichneten Straßen und Wegen auch im bebauten Gebiet genau folgt, außer entlang der Messe-Allee.
    Hier bin ich scheinbar über Gebäude und Zäune geklettert und über Wiese und Bahnschienen gelaufen.
    Dabei bin ich auch auf dieser Strecke auf dem Fußweg geblieben.
    Das Gelände ist dort offen. der Satellitenempfang wird nicht durch hohe Gebäude oder Bäume beeinflusst.
    Trotzdem gibt es dort eine große Abweichung von der Karten Darstellung. Dabei ist es egal welche Karte man unterlegt.


    Hat vielleicht jemand dafür eine Erklärung?


    Besten dank im Voraus
    Wanderhans

  • Zum einen könnte sein dass "auf Straße fixieren" eingestellt ist. Dann folgt der Track genau den eingezeichneten Wegen.


    Ansonsten ist die Systemgenauigkeit vom GPS ca. 10 m und der GPS-Empfang ist nicht immer gleichmäßig. Dadurch ergeben sich immer Abweichungen zur tatsächlich zurück gelegten Strecke.


    Genauer ist das bei Kowoma erklärt, DIE Quelle rund um GPS.

  • Hallo Mike,
    zunächst erst einmal Dank für deine Antwort.
    Das es für die GPS Positionierung viele Fehlermöglichkeiten gibt ist mir schon klar.
    Habe es ja selbst beim Wandern durch dichte Wälder erlebt, dass der Satellitenempfang ausfiel und dann der Track wilde Sprünge vollführte.


    Es wunderte mich nur, dass die Abweichungen beim Gehen auf einer breiten Allee so groß sind, obwohl dort das Gelände völlig frei ist, d.h. Blick zum Himmel in allen Richtungen offen.
    An anderer Stelle folgt der Track doch auch genau einem in der Karte nicht eingezeichnetem Fußweg. Selbst im dicht bebauten Gelände wo die Sicht zum Himmel nicht nach allen Richtungen frei ist, stimmt die Aufzeichnung. Und folgt auch hier einem in der Karte nicht eingezeichneten Fußweg.
    Eine Einstellung "auf Straßen fixieren" kann ich weder in MapSource noch in meinem Nüvi550 finden. Und sollte bei einer derartigen Einstellung der Track dann nicht auch der Allee folgen. Die Abweichungen betragen übrigens Stellenweise mehr als 10 m.
    Ich habe auch diese Route nicht vorher geplant, das das Routen Kriterium "Straße folgen" zum tragen kommt. Sondern nur die Karte eingeschaltet und bin los gelaufen.
    Da dieser Effekt scheinbar doch nicht so einfach zu erklären ist, werde ich werde bei Gelegenheit die Runde noch mal mit anderer Einstellung laufen. mal sehen was dann aufgezeichnet wird.


    Gruß
    Wanderhans

  • Auf Straße fixieren gibt es bei MapSource nicht, macht ja nur Sinn auf dem Gerät.


    Allerdings kann ich das auf dem Nüvi 550 gerade auch nicht finden.
    Hattest Du den Verwendungsmodus auf "Zu Fuss" gesetzt?


    Die Empfangsqualität hängt stark von der aktuellen Satellitenkonstellation ab.
    Wenn man auf die Signalstärkeanzeige links oben länger drückt, kommt die Anzeige der Satelliten und der Genauigkeit. Damit kann man zumindest abschätzen, ob gerade günstige Empfangsbedingungen sind.


    Ungünstig ist z.B. wenn die Satelliten in einer Reihe stehen, oder alle knapp am Horizont.


    Mit der Trimble Planning Software kann man für zu definierende Positionen und Zeiten die Satellitenkonstellationen anzeigen lassen und dazu dann die zu erwartende horizontale Genauigkeit HDOP, je niedriger je besser.


    Grundsätzlich ist es so, dass moderne GPS-Chips schnell einen GPS-fix lieferen und den auch unter ungünstigen Bedingungen beibehalten. Erreicht wird dies durch die Auswertung von reflektierten Signalen.


    Die Positionsbestimmung erfolgt ja durch Auswertung der Signallaufzeit.
    Werden nun reflektierte Signal mit einbezogen, stimmen deren Laufzeiten nicht mehr. Die Software rechnet das zwar raus, aber die Position muss dadurch zwangsweise ungenauer werden.


    Ganz schlecht sind z.B. Haus- ode Felswende, wo mehrere Satellitensignale in gleicher Weise reflektiert werden.


    Weiter kommt dazu, dass die beim Nüvi 550 und den Oregon/Dakota-Geräten verwendeten GPS-Chips bei Fußgängertempo keine gute Aufzeichnung liefern. Aber das Problem haben fast alle aktuellen GPS-Chips.
    Man sieht das sehr gut an der Geschwindigkeit, welche immer hin und her springt, statt eine kontinuierliche Geschwindigkeit anzuzeigen.
    Ab Fahrradtempo sind die Tracks meist deutlich besser.


    Kannst Deine Strecke ja mal mit dem Rad abfahren und dann sehen wie der Track liegt. Vielleicht vorher noch mit dem Planning ein günstige Zeit aussuchen.

  • Bin die Runde gerade noch einmal abgelaufen. Etwa zur gleichen Uhrzeit wie beim ersten Mal.
    Dabei habe ich das Gerät auf Routing Luftlinie eingestellt, ohne allerdings eine Route ein zu geben.
    Diesmal führt der Track auch an der Messeallee mit den normalen Streuungen entlang.
    Ob es nun daran lag, oder die Empfangsbedingungen sich geändert haben
    werde ich mal in nächster Zeit mit verschiedenen Einstellungen überprüfen.


    Obwohl es mir nicht in den Kopf will, dass sich die Empfangsbedingungen nur auf dieser geraden breiten Straße
    (bis zu sieben Autofahrspuren, breitem Grünstreifen in der Mitte, breitem Fuß- und Radweg auf jeder Seite und begrenzt nur von 2 Meter hohen Zäunen, die noch einmal 6 Meter vom Fußweg entfernt stehen)
    so verschlechtert haben, dass erst am Ende der Straße der Empfang wieder ordentlich wird.


    Na ich werde es mal Beobachten und bei Gelegenheit berichten.


    Wanderhans

  • Hallo Mike,


    vielen Dank für Deine Erläuterungen.
    Habe mir auch mal die Trimble Planning Software geladen.
    Aber ich glaube die übersteigt meine Fähigkeiten.
    Und erst noch ein Studium als Vermessungsingenieur zu absolvieren dazu bin ich zu alt.
    Es bleibt eben die Erkenntnis, dass man sich auf die Track Aufzeichnung nicht so verlassen kann, wie ich das bisher gedacht habe.
    In bekanntem Gelände ist das kein Problem, für die Kartografierung von unbekannem Gelände sind diese Geräte eben nicht geeignet.


    Übrigens sind die Abweichungen in der Höhe noch viel größer.
    In einem Gelände, das weniger als 20 m Höhenunterschied aufweist, zeigt mir das Höhenprofil in MapSource einen Höhenunterschied von 151 m an. Dabei war ich angeblich bis 13 m unter dem Meeresspiegel.
    Bei der wiederholten Wandereung ergaben sich sogar 166 m Höhendifferenz, allerdings bin ich da noch einen Meter über dem Meeresspiegel geblieben. Die Tiefpunkte waren nicht einmal deckungsgleich.



    Gruß
    Wanderhans

  • Durch einen dritten Gang auf gleicher Strecke habe ich doch noch ein paar Erkenntnisse gewonnen:
    Es ist so wie Mike schon vermutet hat bei Einstellung der Navigation Routenpräferenz "auf Strasse" werden die aufgezeichneten Trackpunkte vom Gerät auf in der Karte eingezeichnete Wege gelegt. Unabhängig davon ob man einer Route folgt oder nicht.
    Das führt dazu, dass man einen Wechsel der Straßenseite, selbst bei einer 4 spurigen Straße, bei dieser Einstellung gar nicht mit bekommt.
    Bei einer noch breiteren Straße mit Mittelstreifen wird dann der Track sogar auf den Mittelstreifen verlegt.
    Bei Einstellung "Luftlinie" sieht man den Seitenwechsel dagegen sehr deutlich und auf der Allee läuft man ordnungsgemäß auf dem Fußweg. Wie die nachfolgenden Ausschnitte zeigen.


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/4435_abweichungenklein_1.jpg]


    Bei hinterlegtere OSM-Karte liegt der grüne Track bei der Straßenüberquerung neben der eingezeichneten Straße, beim Citynavigator dagegen direkt darauf.
    Das ist sicher darauf zurückzuführen, dass City-Navigator und Topo Deutschland V2 im Gerät eingelegt waren.
    Die OSM-Karte gibt aber gut das verschieben des grünen Tracks zwischen die beiden Richtungsfahrbahnen wieder.


    Warum allerdings der rote Track, der aus Beitrag 4, soweit daneben liegt ließ sich bisher nicht nachvollziehen.
    Bei der heutigen Wanderung bei stark bedecktem Himmel habe ich einmal die Satelliten öfter angeschaut.
    Da waren immer 10 bis 12 über den ganzen Himmel verteilt und die Positionsgenauigkeit mit 5 Metern angezeigt.
    Die Wanderzeit 30 Minuten früher als bei den anderen müsste also eine ähnliche Satellitenposition ergeben.


    Wanderhans

  • Wichtig ist auch, dass man dem Gerät, vorallem wenn es länger ausgeschaltet war, nach dem einschalten etwas Zeit gibt und nicht gleich losläuft.


    Die neuen Gerät haben zwar gleich nach dem Einschalten einen Satellitenfix, aber noch mit großer Ungenauigkeit. Mit etwas Zeit pegelt sich dann die Genauigkeit ein. Geht man gleich los, wird dieses Einpegeln deutlich länger dauern und man hat anfangs ungenaue Tracks.

  • Zitat von "Wanderhans"


    In bekanntem Gelände ist das kein Problem, für die Kartografierung von unbekannem Gelände sind diese Geräte eben nicht geeignet.


    Klar, das sind Consumergeräte, keine Vermessungegeräte, die spielen in einer anderen Preisklasse im k€-Bereich.


    Nun, die OSM-Karten sind mehrheitlich mit solchen Consumer-Geräten erstellt, es geht also schon, solange guter Empfang war. Als Mapper sollte man aber immer kritisch gegenüber den eigenen Tracks sein und lieber mal etwas nicht eintragen.

  • Habe gestern wieder einmal meine Strecke aufgenommen. Diesmal wieder mit eingestellter Routenpräfernz "auf Straße" aber die CN-Karte im Gerät deakiviert. Nur die Topo V2 war aktiviert. So war die Einstellung glaube ich auch beim Track im Beitrag 4 (hier rot)
    Schon stellen sich wieder an einigen Stellen deutliche Abweichungen von der gelaufenen Strecke ein (rosa Track auf dem Bild). An mancher Stelle bis 80 m Abweichung.


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/4435_abweichungen4_1.jpg]


    Dabei war bei leicht nebligem Wetter voller Enpfang mit 10 bis 11 gleichmäßig verteilten Satelliten.


    Jetzt frage ich mich, ob das ein systematischer Fehler des nüvi 550 ist, oder ob die Einstellung "auf Straße" bei einer Topo Karte wie der V2 unzulässig ist?


    Mich würde nun mal interessieren, ob andere Forumsmitglieder ähnliche Erfahrungen gemacht haben, und ob es sich auch mit anderen Geräten nachvollziehen läßt.


    Vielleicht ließt hier jemand aus Leipzigs Norden mit, der bereit ist mit seinem Gerät diese Strecke mit verschiedenen Einstellungen abzulaufen
    und seine Erfahrungen hier kund zu tun.


    Gruß
    Wanderhans

  • Als weitere Veranschaulichung der Genauigkeit der Trackaufzeichnung eines nüvi 550 habe ich einmal die Höhenlinien der Tracks in ein Diagramm gepackt und dazu die Höhenangaben wie sie aus der Karte entnommen werden. Die Farben entsprechen etwa den Trackfarben aus den Kartenbildern.


    Man sieht, dass die beiden Tracks mit den größeren Abweichungen vom gegangenen Weg auch die größten Abweichungen in der Höhe zeigen.


    Aber auch die relatv genauen Wegaufzeichnungen weichen in der Höhe von den tatsächlichen Verhältnissen deutlich ab.
    Besonders auffällig, dass der Endpunkt der Strecke immer tiefer liegt als der Startpunkt.


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/4435_hhen_1.jpg]

  • GPS-Genauigkeit der Höhen ist ca. das doppelte aktuelle horizontalen Genauigkeit. Nur Geräte mit einem Barometer zeichnen ordentliche Höhen auf.


    Auf meiner Tour morgen lasse ich mal das Nüvi 550 parallel zum Oregon 550 mitlaufen.

  • So hier mal ein Vergleich zwischen
    - Oregon 550 (mit STM Cartesio)
    - Vista Cx (mit Phasetrack 12)
    - Nüvi 550 (mit STM Cartesio)
    - QStarz BT-Q2000 (mit SiRF III)
    - Navilock NL-457DL EasyLogger (mit u-blox5)


    Strecke geht von rechts oben nach links unten, anfangs im freien Feld, dann entlang eines Kanals in lichtem Wald:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_vergleich1_1.jpg]


    Vergrößerung im Feld:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_vergleich2_1.jpg]


    Vergrößerung im Wald:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_vergleich3_1.jpg]

  • Hallo Mike,


    Da bewegt sich ja alles im Rahmen dessen, was man erwartet.
    Wie sehen denn die Höhenprofile dazu aus?
    Nun frag ich mich, was bei meinen Aufzeichnungen zweimal schief gegangen ist, zumal ich mich, außer bei km 5, in offenem Gelände bewege.
    Dort gehe ich so ca. 200 m an einem 5 fünfgeschossigen Gebäude vorbei. Da brechen alle Aufzeichungen in der Höhe ein. Die horizontalen Abweichungen halten sich allerdings außer den beiden Tracks mit den großen Abweichungen
    auch im Rahmen des zulässigen.


    Gruß
    Wanderhans

  • Hier die Höhen:


    Vista Cx:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_vista_cx_hhe_1.jpg]


    Oregon 550:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_oregon_550_hhe_1.jpg]


    Nüvi 550:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_nvi_550_hhe_1.jpg]


    QStarz:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_qstarz_hhe_1.jpg]


    Navilock:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_navilockhhe_1.jpg]


    Und hier noch der Nüvi 550 mit nach SRTM-Daten korrigierten Höhen:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_nvi_550_hhen_srtmkorrigiert_1.jpg]


    Klar, die Barometergeräte zeichnen eine saubere Höhe auf.
    Und bei den GPS-Höhen ist auch ersichtlich, dass bei schlechter werdendem Empfang (Auswertung von Reflextionen), die Höhen auch entsprechend deutlich schlechter werden.

  • Zitat von "Wanderhans"

    Nun frag ich mich, was bei meinen Aufzeichnungen zweimal schief gegangen ist, zumal ich mich, außer bei km 5, in offenem Gelände bewege.
    Dort gehe ich so ca. 200 m an einem 5 fünfgeschossigen Gebäude vorbei. Da brechen alle Aufzeichungen in der Höhe ein. Die horizontalen Abweichungen halten sich allerdings außer den beiden Tracks mit den großen Abweichungen
    auch im Rahmen des zulässigen.


    Man sollte sich wirklich mal die Satellitenkonstellation und den möglich HDOP-Wert ansehen. Auf meiner Tour war das so:


    [IMG:http://www.gps-forum.net/userpix/5590_satelliten110320_1.jpg]


    Die Tracks gehen von 11:10 bis 11:45, also nicht optimale Voraussetzungen.