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Navigation per GPS


GPS-GerätWie funktioniert eigentlich ein GPS-Gerät? Grundinformationen liefert einem meist bereits die Betriebsanleitung. Für alle, die es genauer wissen möchten, gibt es eine sehr schöne und ausführliche Beschreibung der technischen Grundlagen auf den Seiten von Ralf Schönfeld.

Aber was bedeutet das konkret für den Geocacher? Wie geht man am besten vor, worauf ist im praktischen Einsatz zu achten? Was sind das für komische Koordinatenangaben - und wie kann man die umrechnen? Hierzu haben Gerhard Schwanz und Wulf Bramesfeld einige Infos und wertvolle praktische Tipps zusammengestellt, die wir im Folgenden zu einem Gesamttext vereinigt haben. Die jeweilige Autorenschaft ist abschnittsweise gekennzeichnet: [GS] für Gerhard Schwanz, [WB] für Wulf Bramesfeld.

Allgemeines

Koordinatenangaben und deren Umrechnung

Fernnavigation

Navigation im Nahbereich

 

Allgemeines


Die GPS-Empfänger bestimmen laufend (sofern genügend Satelliten genügend stark empfangen werden) ihre Position. Sie bestimmen nur ihre Position, also nicht (!) die Richtung, in die sie blicken bzw. gehalten werden oder montiert sind! Diese Information wird dennoch angezeigt. Verlassen darf man sich auf die Information aber nur bei gutem Empfang und wenn man sich genügend schnell und kontinuierlich in eine bestimmte Richtung bewegt! [GS]

Koordinatenangaben und deren Umrechnung


Erstmal vorneweg die Grundlagen: Wenn du eine der auf Navicache.com, Geocaching.com oder Opencaching.de übliche Koordinaten-Angabe siehst, dann ist das eine Winkel-Angabe in Grad. Was heisst das?

Stell dir vor, im Erdmittelpunkt ist ein Zeiger befestigt, der - je nachdem wie man ihn bewegt - auf jeden beliebigen Punkt auf der Eroberfläche zeigen kann. Dann lässt sich dieser Ort durch die Stellung des Zeigers mit zwei Winkeln beschreiben: Einem Neigungswinkel und einem Umfangswinkel. Der Neigungswinkel kann von +90° (Nordpol) über 0° - das ist die Äquatorallinie - bis -90° (Südpol) gehen. Diesen Neigungswinkel nennt man Breitengrad. Bei Koordinatenangaben wird das Plus-Zeichen üblicherweise durch das Voranstellen eines 'N' für die Nordhalbkugel und das Minus durch ein 'S' für die Südhalbkugel ersetzt.

Der zweite Winkel beschreibt die Umfangsposition. Hier gibt es nicht so einen schönen eindeutigen 0-Wert, wie es der Äquator für den Neigungswinkel ist. Hier wurde auf der Umfangsposition eine willkürliche Bezugslinie gewählt, das ist der 0-Meridian, der durch Greenwich im Westen Londons geht. Dieser Winkel der Umfangsposition wird Längengrad genannt. Wenn man den Längengrad verändert, wandert man im Umfang um die Erde und kommt nach einer Umrundung, also nach 360°, wieder am Ausgangspunkt an. Für die übliche Längengraddarstellung hat sich keine 0°-360°-Darstellung eingebürgert, sondern eine -180°- +180°-Darstellung. Ausgehend vom 0°-Meridian steigen die Längengrade in Richtung Osten an und in Westrichtung reduzieren sich die Werte ins Negative. Genau auf der anderen Seite des Globusses treffen dann der +180°-Längengrad und der -180°-Längengrad aufeinander.

Mit geradzahligen Grad-Angaben kann man aber nicht besonders fein navigieren, denn von Grad zu Grad sind das doch recht große Strecken. Zum Beispiel am Äquator: der Umfang beträgt ungefähr 40.000 km, das bedeutet, dass es von Grad zu Grad etwa 40.000 km/360 = 111 km Strecke sind.

Also arbeitet man mit Bruchteilen von Grad. Für die Darstellung einer Bruchteil-behafteten Gradzahl sind drei verschiedene Darstellungen üblich:

a)

  51,2345°

 sprich 51,2345 Grad

b)

  51°14,07'

 sprich 51 Grad, 14,07 Minuten

c)

  51° 14' 4,2"

 sprich 51 Grad, 14 Minuten, 4,2 Sekunden

Die heute gängigen GPSr(GPSreceiver) beherrschen alle (und noch viel mehr) Formate. Eine kleine Ausnahme sind die Magellan Sporttrak und Meridian-Empfänger, bei denen kann man in Darstellung c) keine Nachkommastellen eingeben. Dies ist aber kein echtes Problem, da Darstellung b) für Geocacher üblicher und auch etwas genauer ist. So kann man sein GPSr als Koordinatenumrechner verwenden.

Zudem kann man die Koordinatendarstellung in den verschiedenen Kartenprogrammen (Top50-Karten, Garmin Map-Source, Fugawi, Oziexplorer) umschalten, so dass man diese als Konverter missbrauchen kann. Einzig Magellan Mapsend macht eine Ausnahme, man kann in den oben genannten Formaten die Daten eingeben, die Daten werden jedoch alle ins Format b) umgerechnet und angezeigt.

Und natürlich kann man diese Umrechnung mit einem technisch-wissenschaftlichen Rechner bewerkstelligen. Mit einem einfachen Grundrechentaschenrechner oder für gute Kopfrechner geht das aber auch:

Das Umrechnen funktioniert nicht anders als bei den Sekunden und Minuten der Zeit, nämlich 60 Sekunden sind eine Minute und 60 Minuten sind ein Grad.

Nehmen wir nochmal das Beispiel von oben: 14 Minuten sind 14/60 Grad also 0,2333 Grad. Die 4,2 Sekunden sind 4,2/60 Minuten, also 0,07 Minuten.

Wenn Du zum Beispiel von Darstellung c) in Darstellung b) umrechnen willst, nimm die Sekunden, rechne sie in Minuten um (4,2/60 = 0,07) und addiere sie zu den Minuten (14+0,07 = 14,07)

Um weiter von b) nach a) zu rechnen, musst du die Minuten nur noch in Grad umrechnen. Also 14,07/60 = 0,2345 und addiere es zu der Gradzahl 51, also 51,2345.

In die andere Richtung geht's aber auch, also von a) nach b): Nimm den Nachkommaanteil der Gradzahl 51,2345 (also 0,2345), multipliziere mit 60 und du hast die Minuten: 14,07. Von dort weiter nach c): nimm den Nachkommateil der Minuten 0,07, multipliziere mit 60 und du hast die Sekunden.

Ist doch gar nicht so schwer, oder? [WS]

Fernnavigation


Bei der Fernnavigation ohne Straßendaten und ohne topografische Daten ist lediglich zu beachten, dass dort, wo das Gerät hinzeigt, in der Regel keine Straße ist bzw. immer dann z. B. ein Fluss quert, wenn man es nicht gebrauchen kann. Ein wenig Recherche im Vorfeld mit Straßenkarten oder topografischen Karten ist also sinnvoll. [GS]

Navigation im Nahbereich (die letzen Meter)


Im Nahbereich gibt es zwei Probleme: Erstens das unbekannte Gelände und zweitens die Ungenauigkeit des GPS.

Obwohl die GPS-Empfänger theoretisch nur 3-4m Abweichung haben können, sieht das in der Praxis meist anders aus, da die Satellitenkonstellation ungünstig oder der Empfang schlecht ist. Hierdurch gibt es zum Teil gravierende Abweichungen in der Entfernungsanzeige und vor allem auch in der Anzeige der Richtung.

Es ist auf jeden Fall sinnvoll, mehrere Messungen (besser auch an verschiedenen Orten oder gar Zeiten) durchzuführen, um die Ergebnisse zu validieren.

Ebenfalls hilfreich ist ein Kompass (manche GSP-Empfänger haben einen eingebaut). Mit diesem kann die Richtung zum Zielpunkt auch bestimmt werden, wenn das GPS die genaue Himmelsrichtung nicht liefern kann (siehe Allgemeines).

Man bedenke auch, dass nicht nur beim Suchen des Caches Ungenauigkeiten bei der Ortsbestimmung auftreten, sondern auch beim Ablesen der Koordinaten beim Ausbringen des Caches. Im schlimmsten Falle addieren sich die Fehler. Beim Ausbringen eines Caches und beim Bereitstellen der Koordinaten muss noch sorgfältiger gearbeitet werden. Bei jeweils 7m Abweichung und Addition der Fehler (beim Ausbringen und später beim Suchen) liegt man schon 14m daneben. Nimmt man nun die Fläche eines Kreises mit 14m Radius (die man nun ja absuchen muss), so erhält man ca. 615qm. Wenn der "Schatz" vergraben ist, hat man ein wenig zu tun... [GS]

Viel Spaß beim Geocachen. Happy hunting!