GPS Abweichungen von 20m beim Handy: wie reduzieren?

Mein Handy hat gestern die GPS-Aufzeichnung während der Fahrt unterbrochen, genau am Munitionsdepot. Zufall?
 
Locus hat eine Funktion dass er bis 3.6km/h den Kompass nimmt und danach die Fahrtrichtung aus den letzten GPS Punkten berechnet. Das ist bei langsamen Geschwindigkeiten trotzdem so chaotisch dass ich in der Stadt die Karte nach Norden ausrichte. Es hat leider keinen Dämpfungsfilter dafür, der dreht das Display auch mit 720Grad pro Sekunde. Eiskunstläufer wollen während der Pirouette halt auch immer eine korrekt ausgerichtete Navikarte.
 
aus reiner Neugier ob der Machbarkeit will ich mir doch noch Referenzkoordinaten für die Genauigkeitsmessung mit der GPSTest-App aus einer alten topografischen Karte im Maßstab 1 : 25 000 vom Vermessungsamt besorgen, endlich der erhoffte Kellerfund:

20221003_214647_processed.png

das ist nach all den letzten Jahren mit Karten-Apps schon was ungewohntes, Papierkarten von 1996/7 und auch welche aus dem Jahr 2002, beim Öffnen der Blätter der erste Gedanke "Mensch, ist das klein, da seh ich ja fast nichts" (sicher, die Lesebrille kam erst später dazu), dann die enttäuschende Erkenntnis "kein Zoomen mit zwei Fingern", aber immerhin!, die neueren Karten aus 2002 haben in der Legende schon die Höhenkorrektur (für meine Koordinaten) von 47,9 m zwischen WGS84 und NN beschrieben (in den älteren Karten fehlt das), ich habe mal ein Stück Karte gescannt und mit GIMP die UTM-Koordinaten ausgemessen und online nach WGS84 umgewandelt, das geht zwar, scheint mir aber auch nicht viel genauer als die Mittelwertbestimmung von GPS-Daten, die ich weiter oben für meinen Genauigkeitsmessplatz machte, wenn ich mir aber die aus der Karte vermessene Position in OsmAnd anschaue, dann stelle ich doch überascht fest, dass sie den tatsächlichen Standort doch ein wenig besser trifft als die GPS-Mittelwerte es taten, das mag aber auch zu einem Teil Zufall sein, dennoch, ich wiederhole die Genauigkeitsmessung und nehme für beide Handys (2017er, 2021er) nun dieselben Referenzkoordinaten aus der Papierkarte und die WGS84-Höhe von voher, also eine GPS-Messung (Handys am selben Ort einfach ruhig liegen und aufzeichnen lassen) ausschließlich gegen "Literaturwerte" für Position und Höhe:

2017er:
Screenshot_20221004-185508_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221004-185555_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221004-185759_GPSTest_processed.png
(Das alte Handy scheint seine Systemgenauigkeit für die Höhe immer zu null zu berechnen, das mag man nicht glauben wollen. Die gemessenen Abweichungen zu meinem Referenzpunkt mögen immer noch etwas falsch sein, weil ich den Referenzpunkt nicht so super genau bestimmen konnte auf dem Papierkartenscan)

2021er:
Screenshot_20221004-185509_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221004-185557_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221004-185801_GPSTest_processed.png
(Das neue Hand scheint schwach in der Höhe zu sein, jedoch hatte ich 5 Minuten vorher eine Messung, in der auch die gemessene vertikale Genauigkeit besser war als die vertikale Systemgenauigkeit, ähnlich wie man es bei den horizontalen Abweichungen sehen kann.)

Genauigkeit hin oder her. Es gibt Zeitspannen, da ist die tatsächliche Genauigkeit wohl besser, als die vom Handy abgegebene Systemgenauigkeit, und dann gibt es wieder Phasen, da ist die tatsächliche Genauigkeit schlechter als die vom Handy angegebene. Und zwischen den unterschiedlichen Phasen driftet die Genauigkeit hin oder her, mal besser, mal schlechter. Das Problem ist, dass man dan bei seinem GPS-Track nicht wirklich wissen kann, wie an jedem einzelnen Punkt die tatsächliche horizontale Genauigkeit war (im besten Fall wurde ein HDOP zusammen mit den GPS-Koordination aufgezeichnet, aber die tatsächliche Abweichung eines jeden Punkts wird ja nicht gemessen). Wenn man den GPS-Track auf einer Karte anzeigt (was ja letztlich eine nachträgliche Genauigkeitsmessung ist), dann kann man schon sehen, wo es passt und wo man doch nicht als Geisterfahrer auf der linken Fahrbahn gefahren ist, obwohl der Track das wegen so einer Drift in der Genauigkeit behauptet. Man würde schon denken, dass eine absolute Genauigkeit von 2 m möglich ist, man weiss halt meistens nicht, wann man diese tatsächliche Genauigkeit hat (2 Minuten später ist die Genauigkeit vielleicht schon auf 8 m gedriftet, das würde man dann in einer Karte erkennen können, weil man in Wirklichkeit nicht durch die Häuser auf der Karte gefahren ist). Man kann vielleicht immer mal an Strukturen auf der Straße oder Straßenelementen entlang fahren, die man leicht auf der Karte wiedererkennen kann. Wenn man dann später den GPS-Track über die Karte legt, dann sieht man, hier hat es man eine große Genauigkeit gegeben, oder hier ist der Track ja mal völlig falsch. Was bei der horizontalen Position nach Augenschein geht, könnte man für vertikale Positionen wirklich ausmessen, wenn man ein Höhenprofil aus anderer Quelle hätte und so wie bei diesem Video vorgehen würde (so könne man für jeden Punkt die GPS-Höhe mit dem Höhenprofil abgleichen und wüsste auf welcher Teilstrecke man welche vertikale Genauigkeit man hatte). Theoretisch. Man muss aber nicht alles machen, was einem einfällt. Es folgt noch ein Posting über meinen Besuch am GPS-Vermessungspunkt.
 
Locus hat eine Funktion dass er bis 3.6km/h den Kompass nimmt und danach die Fahrtrichtung aus den letzten GPS Punkten berechnet
nun, ich hab da nur die Berechnung via gps aktiv
Es hat leider keinen Dämpfungsfilter dafür
Zum einen gibt's da "Use true bearing" (die habe ich deaktiviert) und dann auch noch den "Location filter" (habe ich auf "light" gesetzt. Oder was ist das ein anderer Dämpfungsfilter als der Pirouetten-Standortfilter?
Edi: mit dem cubot king kong mini2 habe ich jetzt innen über 35 Satelliten statt früher um die 10. Zudem ist das Handy anstatt 40cm 1.5m von der Fensterbank entfernt.
 
Zuletzt bearbeitet:
ich bin jetzt Fan von GPS-Vermessungspunkten geworden, ich wusste zwar schon, dass da draußen irgendwelche professionellen Vermessungspunkte rumliegen, aber diese Vielzahl an solchen Punkten für Endbenutzer war mir neu

weil ich eh dort vorbei kam, habe ich den GPS Referenzpunkt Offenburg etwas (zu spontan) ausprobiert, den auf der Webseite genannten vermeintlichen Straßennamen gab es so nicht, als Auswärtiger bin ich dann in den alten GeoCaching-Modus verfallen (Koordinaten eingeben und suchen gehen, diese Entdeckerfreude war mal wieder erfrischend), der Schatten des Laternenmasts nahe der Bildmitte weist auf die Bodenplatte:

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bei den GPS-(Boden)Platten gibt es über die Jahre hinweg leichte Unterschiede bei der Art der Höhenangaben, mal ist die Höhenangabe in NN, mal in NHN, mal ist auch die WGS84-Höhe angegeben ("ellipsoidische Höhe", wobei man noch fragen könnte, ja, welcher Ellipsoid denn genau?, ich vermute einfach mal WGS84), für Offenburg hätte ich mir die WGS84-Höhe vorher noch besorgen müssen, hatte ich aber nicht gemacht, also nahm ich einfach mal den Offset von 48 m für BaWü an, war das gut genug? um das zu beurteilen erzeuge ich mir nun nachträglich von Hand eine GPX-Datei mit den Koordinaten der Bodenplatte und benutze wieder GSPBabel wie schon weiter oben, um den Offset von MSL zu WGS84 zu bekommen

Eingabedatei "Offenburg.gpx" mit Höhe 0 m:
XML:
<gpx>
  <trk>
    <trkseg>
      <trkpt lat="48.46998" lon="7.940269">
        <ele>0</ele>
      </trkpt>
    </trkseg>
  </trk>
</gpx>
Kommando:
gpsbabel -i gpx -f Offenburg.gpx -x height,wgs84tomsl -o gpx -F Offenburg_neg_Offset.gpx
Ausgabedatei "Offenburg_neg_Offset.gpx" mit dem negativen Offset:
XML:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<gpx version="1.0" creator="GPSBabel - https://www.gpsbabel.org" xmlns="http://www.topografix.com/GPX/1/0">
  <time>2022-10-06T20:47:54.662Z</time>
  <bounds minlat="48.469980000" minlon="7.940269000" maxlat="48.469980000" maxlon="7.940269000"/>
  <trk>
    <trkseg>
      <trkpt lat="48.469980000" lon="7.940269000">
        <ele>-48.530</ele>
      </trkpt>
    </trkseg>
  </trk>
</gpx>

Pech für mich, ein halber Meter an einem Referenzpunkt, der auf Zentimeter genau sein soll, ist schon ziemlich viel (den Unterschied zwischen NHN und MSL kenne ich ja zudem auch nicht), mal sehen, was die Handys dazu sagten, als ich sie auf die herbstlich nasse Bodenplatte legte, der Nachtregen hält sich gut in den Satellitenbahnen, tja, ein Handtuch hatte ich natürlich auch nicht dabei, spontan halt, nochmal Koordinatenkontrolle für die Genauigkeitsmessung der GPSTest-App:

2017er Handy2021er Handy
Screenshot_20221003-135722_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221003-135719_GPSTest_processed.png
(Hier hätte ich als Höhe stattdessen 152,59 m + 48,53 m = 201,12 m eingeben sollen. Wenn Du zum Vermessungspunkt gehst, dann bring Deine ellipsoidische Höhe lieber selber mit und habe etwas zur Umwandlung der horizontalen Koordination parat, damit Du in der GPSTest-App die dezimalen Gradangaben machen kannst. Kann man alles am besten zuhause schon vorbereiten. :whistle: )

hier sieht man schon, dass sich das neuere Handy deutlich wohler fühlt als das ältere, durch die genauen Koordinaten am Vermessungspunkt fällt eine Quelle an Ungenauigkeit weg und die anderen Einflüsse treten stärker hervor, die DOP-Werte an sich sind schon besser für das neuere Gerät und die Mittelwerte bei der Genauigkeitsmessung sehen auch besser aus (diese gemittelte Abweichung sollte ja eigentlich gegen Null gehen, hmm, kommt drauf, was die App da mit dem Vorzeichen macht, naja), bei dieser Messung lagen beide Handys nebeneinander auf der noch nassen metallenen Bodenplatte, ob das auch was ausmacht? ich werde nochmal einen anderen GPS-Vermessungspunkt ausprobieren

2017er2021er
Screenshot_20221003-140305_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221003-140303_GPSTest_processed.png
Screenshot_20221003-140421_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221003-140422_GPSTest_processed.png
 
einen hatte ich mir ja noch vorgenommen, nämlich den Mannheimer GPS-Referenzpunkt, für den die WGS84-Höhe direkt angegeben ist, so dass eigene Recherche und Umrechnung dazu entfallen, mehr noch, denn begleitend zum eigentlichen Referenzpunkt gibt es auch ein Geo-Online-Angebot der Stadt Mannheim zur Genauigkeitsmessung, das hatte meine Neugier geweckt

damit ich die Handys nicht wieder ins Regenwasser der letzten Nacht legen müsste, hatte ich mir einen Stativtisch gebaut aus dem was der Keller an kaputten Resten und Überbleibseln so her gab (das sprichwörtliche "man könnte es ja noch mal gebrauchen"), die Höhe des Tisches habe ich noch zur Geoid-Höhe aufaddiert, hmm, eine Zentimeterskala an der Zentrierhilfe würde es einfacher machen

IMG_20221101_113409_processed.png

hier die typischen Bilder der GPSTest-App, die Referenzdaten waren: 49,486908, 8,466033, 145,2

2017er Handy2021er Handy
Screenshot_20221101-114004_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221101-114003_GPSTest_processed.png
Screenshot_20221101-113923_GPSTest_processed.pngScreenshot_20221101-113922_GPSTest_processed.png

das Mannheimer GIS ist eine Browser-Anwendung und dadurch wohl auf das beschränkt, was das Handy an Systemgenauigkeit anbietet, ich war doch etwas überrascht, als beste Genauigkeit nur 16 m angezeigt zu bekommen, die schlechteste Genauigkeit auf meinen 6 Screenshots war sogar nur 67 m, was auf der GIS-Karte größer als der Paradeplatz aussah, da hatte ich gar keine Lust mehr, das "GPS-Kontrollwerkzeug" auszuprobieren, was vielleicht ein Fehler war

Screenshot_20221101-114555_Firefox_processed.png

leider spielen Geld und Gewicht eine Rolle, ansonsten würde ich mich hier anmelden; die kleinere Variante reicht vielleicht aber auch, dann müsste man einen Laptop auf dem Rad mitführen (der in FAQ 3.3 kaputte Link auf die Software soll wohl hierhin zeigen), hmm, oh, es gibt auch mindestens einen Ntrip Client für Android, dann bräuchte man nur eine extra GPS-Antenne mit Bluetooth und der Fähigkeit, diese "RTCM-Korrekturdaten" zu verarbeiten, hmm, vielleicht hat das schon mal jemand ausprobiert an einem Rad? vielleicht ist das aber auch nichts anderes als was die Apps eh schon mit den AGPS-Korrekturdaten machen, nur viel häufiger und dadurch ein wenig genauer ... (ich lasse das Thema vorerst mal liegen)
 
In den Ausgaben 35 und 36 der Fahrradzukunft wird die App phyphox für Radwegsmessungen benutzt. Für GPS-Messungen bietet die App die Option "Nur Satelliten-Position" an, um die weniger genauen Positionen aus WLAN und Mobilfunknetzen auszuschließen.
 
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