Genauigkeit von Entfernungsmessungen

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Hallo zusammen,

ich bin mir sehr unsicher ob das hier das richtige (Unter-)Forum ist, aber es erscheint mir noch am passendsten - falls nicht, bitte ich um Entschuldigung und Verschieben :rolleyes:

Ich bin am Wochenende mit meinem neuen Fahrradcomputer eine Testrunde (50-60km) gefahren. Der Kilometerzähler des Computers stand am Ende bei 53,6km. Um zu kontrollieren dass ich den Computer halbwegs richtig angebaut und eingestellt habe, habe ich die Strecke mal in OsmAnd~ eingezeichnet (mit der "Strecke planen"-Funktion). Die Überraschung war groß: OsmAnd~ gibt sie mit 59,5km an! Also eine dritte Meinung eingeholt: Laut BRouter sind es 54,8km. Zwar näher an meiner Messung, aber die Abweichung fühlt sich immer noch zu groß an. Natürlich wird es nie exakt gleich sein ("Schlangenlinien", kleine Unterschiede beim Einzeichnen in der Karte etc.), aber ich hätte jetzt keine Abweichung von mehreren Kilometern erwartet, zumal die Kartendaten ja gleich sind :oops:

Ich möchte erstens gern den großen Unterschied zwischen BRouter und OsmAnd~ verstehen, zweitens natürlich die Konfiguration meines Fahrradcomputers ggf. korrigieren. Und drittens möchte ich gern wissen, wer Recht hat ;)
Kann mir jemand dabei helfen? Gibt's vielleicht eine ganz einfache Erklärung? Wie messt ihr denn z.B. auf Radreisen eure zurückgelegte Strecke?

Zum Fahrradcomputer: Ich kann mich natürlich beim Reifenumfang (1525mm für 40-406) vertan haben. Aber für 1km Abweichung auf 50km müsste ich mich ja schon um ca. 3cm, für 5km um ca. 15cm vermessen haben (zweimal!). Das wäre mir dann doch bestimmt aufgefallen. Am Mittwoch werde ich mal GPS parallel laufen lassen, was aber auch nicht übermäßig genau ist...

Danke und viele Grüße,
Aardjon
 
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Bei uns gibt es die Nordbahntrasse. Da sind einige Tunnel zu durchfahren. Manche Routing-Routinen berechnen jedoch den Weg ÜBER den Berg, in dem der Tunnel ist. Das sind dann schon ein paar Höhenmeter. Und entsprechend auch Strecke. Aber keine 10%. Nicht mal, wenn das Prog über die gewundenen Wege über den Berg routet anstelle einer geraden Linie von Tunnelein- zu Tunnelausfahrt.

Ein Radcomp (mit GPS, ohne gut eingestellten Radumdrehungssensor) kann, wenn der GPS-Chip "schlechte Sicht" hat, die Kurven abschneiden und so den Track stark kürzen in der Aufzeichnung. Dazu hat GPS eine eingebaute Aufzeichnungs-Unschärfe.

Aber eine Erklärung für die von dir festgestellten Differenzen ist das Alles nicht.
 
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Und drittens möchte ich gern wissen, wer Recht hat
Das Kartenmaterial ist "eckig", d.h. eine endliche Zahl von Ortspunkten.
Die GPS-Daten sind gestückelt "diskret", die Laufzeit- und Brechungsfehler der Atmosphäre wirken mit. Position der Satelliten...
Der Rad-Streckenzähler misst die gefahrene Strecke einschließlich Höhen, Genauigkeit unsicher (Reifendruck, Reifenverschleiß Zustand,...)
Also genug Fehlermöglichkeiten.
 

spz

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Bei mir ist der Unterschied zwischen GPS (Garmin Forerunner 235) und diversen Fahrradcomputern durchweg unter 1%. Insofern würde ich dem Fahrradcomputer bei der Ermittlung der Strecke mehr vertrauen als einem Routingprogramm. Ich habe aber noch nie die Längenangaben vom brouter mit der vom Fahrradcomputer angezeigten Strecke verglichen.
 
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Ich habe gerade mal für eine vorhin gefahrene Strecke die Angaben vom Brouter und von meinem Fahrradtacho verglichen. Tacho sagt 44,07 km, Brouter zeigt nur eine Dezimalstelle an und sagt 44,7 km. Das halte ich für brauchbar. Wenn der Unterschied deutlich größer wird, würde ich nachschauen, ob in der nachgezeichneten Route irgendwelche Ecken drin sind oder er wegen eines Zwischenpunkts vor-zurück-vor routet. Die von @AntoineH erwähnte "Eckigkeit" der Kartendaten kann die Route eigentlich nicht verlängern, denn in einem Kreisbogen ist die Sehne nie länger als der Bogen.

Tachokalibrierung mache ich, indem ich das 20"-Rad mit dem Ventil nach unten drehe und die Abrolllänge von drei Umdrehungen ausmesse.
 
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Ich möchte erstens gern den großen Unterschied zwischen BRouter und OsmAnd~ verstehen, zweitens natürlich die Konfiguration meines Fahrradcomputers ggf. korrigieren.
durchweg unter 1%.
Kann ich für die drei genannten Meßmethoden auf bisher geplanten Strecken bestätigen und gerade nochmal auf meinem Arbeitsweg kontrolliert.
Ich tippe auch auf Kartenungenauigkeiten. Ein Weg an einer Hanglage kann z. B. schnell zu deutlichen Abweichungen führen.
 
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Ich vermute neben Kartenungenauigkeiten einen mathematischen Effekt: je mehr Wegpunkte die Software setzt, umso länger wird die durch Aufaddieren der Wegpunktabstände ermittelte Strecke. Je weniger Wegpunkte, desto kürzer. Analog zum Problem der Küstenlänge
 
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Also auch bei einer nur im geplanten Zustand im Computer unterschiede von mehreren Kilometern bei 2 Strecken zu haben ist nicht normal!

@Aardjon : Vergleiche mal im Computer die Strecken von Osmand und Brouter, ich denke da gibt es Unterschiede, besonders wenn Routing angeschaltet ist, geschehen absonderlichkeiten. Zb wollte im Routing mein Garmin über eine 10m breite Brücke nicht fahren sondern statt dessen einen Umweg von 10km fahren.

Übrigens die aktive Streckenaufzeichnung mit einem Garmin war bei mir immer sehr genau.
Ich habe damit immer mein RadComputer nachgeeicht.
Eigentlich sollte ein GPS immer etwas zu wenig aufzeichnen, da aus gebogenen Strecken im Teilstück eine Gerade gemacht wird.
Das sollte aber bei 100km weniger als 500m sein.
 
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Thema Fahrradcomputer, ich hatte 2 baugleiche Sigma Tachometer die ich auf den gleichen Radumfang eingestellt hatte. Merkwürdigerweise zeigten am Ende beide nicht das gleiche Ergebnis, auch wenn die Abweichung unter 1% lag. Ich vermute die Abweichungen des Threaderstellers sind das Ergebnis von vielen Variablen, die sich am Ende summieren
 
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Ich vermute neben Kartenungenauigkeiten einen mathematischen Effekt: je mehr Wegpunkte die Software setzt, umso länger wird die durch Aufaddieren der Wegpunktabstände ermittelte Strecke. Je weniger Wegpunkte, desto kürzer. Analog zum Problem der Küstenlänge
Glaube ich nicht:
  • Im Gegensatz zu einer realen Küste sind Vektorkarten relativ grob aufgelöst; zwischen den Knoten liegen oft zig Meter. Auch wenn man weiter reinzoomt, wird es nicht länger.
  • AFAIK summiert ein Routenplaner nicht die einzelnen Liniensegmente immer neu auf, sondern in der Routingtabelle sind die Streckenlängen zwischen zwei Verzweigungen hinterlegt (alleine schon aus Geschwindigkeitsgründen, damit nicht jedes Mal alles neu aufsummiert werden muss).
Und zur ursprünglichen Fragestellung: Kann nicht sein. Verschiedene Routingprogramme, die auf den selben Daten beruhen, liefern auch die gleiche Streckenlänge – wenn nicht, nehmen sie leicht unterschiedliche Strecken. Und diese Länge passt sehr gut zu meinem Tacho/GPS; da kann es zwar auch Ungenauigkeiten geben (schlechter GPS-Empfang => eine scharfe Kurve wird dann etwas weiter gezeichnet; Reifenumfang falsch gemessen bzw. hat sich durch Reifenverschleiß verringert), aber das ist nicht viel – unter 1%, würde ich sagen.
 
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Verschiedene Routingprogramme, die auf den selben Daten beruhen, liefern auch die gleiche Streckenlänge [für die gleiche Strecke].
Nein. Die horizontale Distanz (was die meisten Routingprogramme ausgeben. Zumindest GPSies hatte da so eine andere Funktion...) zwischen zwei Punkten entspricht selten exakt der tatsächlich zurückzulegenden Distanz. Bei richtig gebirgigen* Strecken können da schon ziemlich unterschiedliche Werte herauskommen.
Extrembeispiel: ein 100m langer Tunnel, beide Portale auf gleicher Höhe, darüber 0-200m Gestein ("Felsnase") <= gemeinsame Datengrundlage der Routingprogramme:
- 100m Streckenlänge ohne Höhenmeterberücksichtigung
- ~400m Streckenlänge mit Höhenmeterberücksichtigung ~= 2*sqrt((100/2)^2+200^2)
- 100m Streckenlänge mit "intelligenter" Höhenmeterberücksichtigung (Tunnel+Brücken=>Höhendaten ignorieren)
- 101m effektive Streckenlänge, weil der hier theoretische Tunnel von jedem Portal aus zur Tunnelmitte etwas ansteigt ;).
Umgekehrte Beispiele gibt es auch (z.B. in Norwegen): Tunnel unter dem Meer. Oder die Strecke führt entlang von Waldrand/Klippe/Felswand/Gebäudeschlucht/....
 
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Nein. Die horizontale Distanz (was die meisten Routingprogramme ausgeben. Zumindest GPSies hatte da so eine andere Funktion...) zwischen zwei Punkten entspricht selten exakt der tatsächlich zurückzulegenden Distanz. Bei richtig gebirgigen* Strecken können da schon ziemlich unterschiedliche Werte herauskommen.
Ok, stimmt. Aber dann gibt es noch die Realität von Programmen wie BRouter, deren Höhendaten auf den SRTM-Daten beruhen. Und diese sind recht grob (alle 30 m) und voller Artefakte (im Gebirge gibt es viele Signalreflexionen, die mehr oder weniger erfolgreich rausgerechnet wurden; und es werden natürlich auch alle Häuser und Wälder mitgemessen, daher die Höhenstufe rund um Wälder). Ich vermute, dass BRouter einfach die Höhendaten auf die Knoten der Polygone interpoliert, und dazwischen einfach die Differenz nimmt. Alles andere würde die Genauigkeit nicht erhöhen. Daher halte ich deine Beispiele für grundsätzlich möglich, aber in der Realität sind die Höhendaten so verwaschen, dass Felsnasen etc. überhaupt nicht auftauchen würden. Bei langen Tunneln, die keine Gerade sind, sondern mehrere Knoten im Polygonzug haben, könnte es schon sein, dass die Höhe des Berges darüber genommen wird – aber das dürfte extrem selten vorkommen.
 
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Gibt's vielleicht eine ganz einfache Erklärung?
Du hast ja das Rad noch relativ neu. Die Euphorie, die man besonders auf den ersten Kilometern mit dem Liegerad hat, sorgt dafür, dass man mitunter so stürmisch anfährt, dass erst ein paar hundert Meter später das Vorderrad wieder den Boden berührt. In der Zeit hat der meist vorn montierte Tacho natürlich keine Strecke zählen können. Vom Fronttriebler kenne ich das Phänomen noch genau umgekehrt: Da werden eher mehr Kilometer aufgezeichnet, wenn das Vorderrad beim Ampelsprint etliche hundert Meter weit durchdreht.

Nicht ganz ernstgemeinte Gruß,
Martin, dessen Fahrradcomputerstrecke meist ganz gut mit Garmin, Telefonaufzeichnung und auch Brouter übereinstimmt

PS: Im Dresdner Umland fallen mir eigentlich keine Strecken ein, die zwischen Brouter und Osmand einen Unterschied von 5 km durch Höhenzüge erzeugen könnten. Die beiden berechneten Strecken würde ich nochmal genau gegeneinander halten, ob sie vom Verlauf her wirklich identisch sind. Und dann vielleicht noch gegen die tatsächlich gefahrene Strecke checken, das könnte einiges erklären.
 
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Ich bin am Wochenende mit meinem neuen Fahrradcomputer eine Testrunde (50-60km) gefahren. Der Kilometerzähler des Computers stand am Ende bei 53,6km. Um zu kontrollieren dass ich den Computer halbwegs richtig angebaut und eingestellt habe, habe ich die Strecke mal in OsmAnd~ eingezeichnet (mit der "Strecke planen"-Funktion).
Deine Schilderung liest sich nicht so, als wenn du tatsächlich eine zuvor am Rechner bzw. in der App geplante Strecke abgefahren bist. Wenn ich das richtig verstehe, hast du erst später die gefahrene Route nachgezeichnet. Dabei könnten schon Abweichungen durch das Routing-Programm entstanden sein (vielleicht nur kleine Details, die auf den ersten Blick nicht auffallen, sich aber in der Summe zusammenläppern).

Für einen besseren Test schlage ich vor, du zeichnest einmal in BRouter eine Route, exportierst diese als GPX-Datei, lädst diese in OsmAnd mittels der Funktion "Track folgen" und fährst dann exakt diese Route nach.

Währenddessen würde ich die gefahrene Strecke auch per GPS aufzeichnen, um noch einen zweiten Messwert zu haben. Für eine hohe Genauigkeit ist wichtig, dass das Aufzeichnungsintervall nicht adaptiv (neudeutsch "intelligent") gewählt wird, sondern ein festes, möglichst kurzes Interval eingestellt wird. Das kann man normalerweise in der App oder in den Geräte-Optionen einstellen (in meiner App heißt die Option bspw. "GPS-Aktualisierungsintervall" und muss für höchste Genauigkeit auf "Schnellste" gestellt werden).
 
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