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GPS-Anleitung

Das
Global
Positioning
System ist ein vom US-amerikanischen Militär entwickeltes Positionsbestimmungs-System. Siehe hierzu den Artikel auf Wikipedia.

Begiffsdefinitonen

  • GPSr: Das Empfangsgerät (R = Reciever) für die Satellitensignale des GPS.
  • Wegpunkt: Ein Datensatz, welcher einen einzelnen Ortspunkt beschreibt. Jeder Wegpunkt hat einen Namen, seine Position natürlich und eventuell noch weitere Daten wie die Höhe. Wegpunkten lassen sich mit fast jedem Gerät zur besseren Unterscheidung auf der Karte eigene Symbole zuordnen.
  • Route: Der am PC oder im mobilen Gerät errechnete Fahrweg. Eine Route besteht aus speziellen Wegpunkten, sog. Routenpunkten. Durch diese ergibt sich eine grobe Kette von Richtungsanweisungen.
  • Autorouting: Das Gerät kann selbstständig anhand eines Zielpunktes (das kann eine Adresse oder ein bereits bekannter Punkt sein) eine Route berechnen. Dafür sind besondere Karten („routingfähige Karten“) im Gerät notwendig. Die routingfähige Karte allein erlaubt es jedoch noch längst nicht jedem Gerät auch selbstständig Routen zu berechnen. Beides muss im Gerät vorhanden sein.
  • Track: Eine elektronische Brotkumen-Spur, anhand derer sich eine gefahrene Strecke später wieder anzeigen lässt. Enthalten sind in jedem Datum (ihr wisst schon, das ist die Einzahl von „Daten“ ;-)) die Position, Datum und Uhrzeit, eventuell noch die Höhe und die momentane Geschwindigkeit.
  • Karte: In den meisten Empfängern lassen sich Karten für den jeweligen Einsatzzweck installieren. Meistens sind dies Vektorkarten, also nur aufgespannte Linien ähnlich die eines Spinnennetzes. Dies ist platzsparender als gescannte Papierkarten, aber manchmal nicht so detailreich. Es gibt neben Straßenkarten auch welche für die Seefahrt mit Küstenlinien oder topografische Karten mit Höähenlinien und mehr Details, z.B. zum Wandern.
  • Almanach: Der Almanach ist die Liste mit den aktuellen Satellitenpositionen. Er wird beim allerersten Start des Empfängers nachgeladen, falls der bereits im Gerät vorhandene Almanach veraltet ist. In diesem Fall dauert es bis zu 20 Minuten bis das Gerät betriebsbereit ist. Dieser Fall tritt ein, wenn das Gerät längere Zeit unbenutzt gelagert wurde. Ansonsten läd das Gerät während des Bertiebes einen neuen Almanach unsichtbar im Hintergrund nach. Im Regelfall muss man sich um den Almanach nie kümmern, das Gerät kann jedoch eine entsprechende Fehlermeldung ausgeben.

Typen

Es gibt mehrere Arten von GPS-Empfängern (GPSr):

  • Einmal reine Straßennavigationsgeräte, welche eine Adresseingabe erlauben und die anschließend den zu fahrenden Kurs anzeigen und -sagen.
  • Dann gibt es sog. Wald-und-Wiesen-Geräte. Sie sind wasserfest und stoßsicher und ferfügen nur teilweise über Karten und auch nicht alle können Routen im Gerät selbst berechnen.
  • Es gibt auch reine Signalempfänger („GPS-Maus“) welche mittels Kabel oder Funk (Bluetooth) die Postitionsdaten weiterreicht. Der Empfänger kann ein PC, Notebook, PDA oder Handy sein.
  • PDAs mit integrierter GPS-Antenne sind eine Kombination aus GPS-Maus und Straßennavigationsgerät.
  • Datenlogger. Sie empfangen und sammeln lediglich die Tourdaten für eine Auswertung am PC, dafür sind sie sehr klein und leicht und haben tlw. einen sehr großen eingebauten Speicher, der je nach Gerät bis zu 40 Tage lang ununterbrochen aufzeichnet.

Straßennavigation

Diese Geräte gibt es für geschlossene Fahrzeuge oder Motorräder. Letztere sind wasserdicht und haben meist auch eine Abschirmung über dem Bildschirm, um Reflexe zu reduzieren. Auch sind sie stoßfester. In vielen einfachen Geräten können die Einzelheiten der gefahrnen Route später nicht mehr nachvollzogen werden. Für Fahrzeuggeräte gibt es Halterungen mit Saugnapf für die Fensterscheibe oder zum Aufkleben oder Anschrauben im Fahrzeug. Diese Geräte verfügen i.A. über einen Stromanschluss an das 12-Volt-Bordnetz des Fahrzeugs. Diese Geräte sind nicht wasserdicht, sie haben statt einer Tastatur einen berührempfindlichen Bildschirm (wider die Anglizismen! ;-)) oder ein Mikrofon, mit deren Hilfe das Gerät auf Stimmkomandos reagiert.
In den Geräten sind Karten integriert, die entweder die Länder Deutschland, Österreich und Schweiz abdecken (D.A.CH, auch Dach-Geräte genannt; hat nichts mit einer Dach-Montage zu tun), oder es sind gleich Karten von ganz Europa installiert. Länder außerhalb des Kartenbereiches sind oft nur mit ihren Grenzen, groben Küstenlinien und den wichtigsten Durchgangsstraßen und Hauptstädten zu sehen.

Wald-und-Wiesen-Geräte

Diese Geräte sind handlich, robust und wasserdicht und fürs Wandern oder Radfahren geeignet. Je nach Preislage können diese Geräte im einfachsten Fall nur die Position anzeigen und man kann eigene Wegpunkte setzen. Sie haben keine Karte.
Anschließend kommen Geräte mit eigener Karte. Hier ist es entscheidend, wie groß der eingebaute Speicher ist. Je nach Größe dieses Speichers kann man eigene Karten dazuladen. Am besten sind hier Geräte, welche einen Steckplatz für Speicherkarten haben. Hier kann man je nach Einsatzzweck schnell einen ganzen Kartensatz wechseln.
Dann kommen Geräte, welche mit der eingebauten Karte auch selbstständig Routen berechnen können. Da dies eine nicht unerhebliche Rechenleistung von dem Gerät fordert, haben nicht alle Geräte diese Funktion eingebaut.
Es gibt auch Geräte, welche - unabhängig von der eingebauten Routenberechnung - einen elektronischen Kompass und/oder ein Barometer eingebaut haben. Über die Satellitensignale kann man zwar auch die Höhe errechnen lassen (wenn man mindestens vier Satelliten empfängt), jedoch ist diese Höhenberechnung je nach Empfangsqualität ziemlich ungenau. Bei gutem Empfang wird das eingebaute Barometer auf die GPS-Höhe eingestellt und ständig nachjustiert. Nun lassen sich z.B. Wetterstürze auch anzeigen, wenn man rasch die Höhe wechselt oder während man einen Berg besteigt.
Die Geräte stellen meist mehrere Ansichten auf dem Bildschirm zur Verfügung. Das ist üblicherweise eine Seite mit den Positionen und Empfangsqualitäten der Satelliten, eine Seite mit der Karte, eine mit einer Vogelperspektive der Route oder Karte, eine mit einem Kompass mit Pfeil auf den nächsten Wegpunkt, eine Liste der Routenpunkte und ein Systemmenü, in dem Wegpunkte bearbeitet oder Tracks komprimiert werden können und in dem man Aussehen der Anzeige und Verhalten des Gerätes einstellen kann.

GPS-Maus

Diese Geräte sind nur sinnvoll in Kombination mit einem PC, Notebook oder PDA, da der Computer die gesamte Verwaltung der Daten übernehmen muss. Der Sinn und Vorteil dieser Geräte ist, dass sie außen am Fahrzeug angebracht werden können und (im Falle von Bluetooth-Funk auch ohne Kabel) das Signal ins Fahrzeuginnere transportieren. Dies können jedoch auch externe Antennen, falls ein vorhandener GPSr eine Buchse dafür hat - und nicht alle haben das.
Bessere Geräte dieser Art haben einen eingebauten Speicher und sammeln ständig Trackdaten und bei manchen kann man auch Wegpunkte erzeugen. Der Clou an diesen Geräten ist, dass sie oft wochenlang Daten sammeln können und man anschließend z.B. gemachte Digitalfotos mit den Trackdaten verknüpfen kann. Dazu muss nur die Uhrzeit in der Kamera mit der des Empfängers übereinstimmen. Eine PC-Software schreibt dann die Koordinaten (unsichtbar) mit in die Bilddatei rein. Diese sog. EXIF-Tags haben genormte Speicherorte extra für Positionsangaben. So können Bilder dann z.B. mit Google Earth lokalisiert werden.

PDA

PDAs sind oft nicht wasserdicht und stoßempfindlich und lassen sich nur bedingt im Fahrrad einsetzen. Allerdings gibt es wasserdichte Beutel für diese Geräte und auch Fahrrad- oder Autohalterungen. Im Beutel leidet jedoch die Genauigkeit des berührempfindlichen Bildschirms. Ohne Beutel geht es mit einer wasserdichten Box (z.B. Armor Case), welche an einem Fahrradlenker dann doch etwas zu klotzig wirkt. Eigene Versuche mit lediglich einem Kondom als Wetterschutz (kursiert als Tip in PPC-Foren) schlugen fehl: Bei unsanfter Behandlung neigt dieser Wetterschutz zu schlagartigem Versagen durch Reissen. Ein großer Nachteil von Windows-basierten Pocket-PCs ist die relativ kurze Akkulaufzeit. Wird bei den ohnehin leistungshungrigen PPCs noch ein evt. eingebauter GPS-Empfänger aktiviert, so sinkt die nutzbare Akkulaufzeit oft auf magere 2,5 Stunden. Ein externer GPS-Empfänger mit eigener Stromversorgung ist für eine längere Betriebszeit zu empfehlen, jedoch muß man sich dann Gedanken um dessen Unterbringung machen. Ein großer Vorteil liegt in dem riesigen Softwareangebot, der das Gerät vielfältig einsetzbar machen kann.

Nicht-Windows-basierte PDAs (z.B. Handys, Smartphones mit Symbian-Betriebssystem) haben ein deutlich kleineres Softwareangebot, sind aber doch für die meisten Fälle ausreichend. Straßen- oder Geländenavigationssoftware ist zu haben, die Auswahl ist recht klein. Ebenso das Display, welches gute Augen voraussetzt. Der Vorteil dieser Geräte liegt in den kleinen Abmessungen (Gewicht, Robustheit), und in der ausreichend guten Akkulaufzeit. Eine externe GPS-Antenne (Bluetooth) ist obligatorisch, mir ist (noch) kein Smartphone mit eingebautem GPS-Empfänger bekannt.

Tipps im Umgang mit dem Gerät

Einen Track abfahren

Da viele Geräte unablässig einen Track aufzeichnen, fragt man sich gerne: Was mache ich nun mit der Krümelspur? Digitalkamera habe ich keine, die Steigungen interessieren mich nicht, aber ich würde gerne wieder heimfinden!
Kein Problem! Dafür gibt es eine Funktion, die nennt sich „Track back“, also „Spur zurück“. Bei manchen Geräten muss der Track dafür vorher gespeichert werden - das Gerät erinnert einen im Zweifelsfall daran. Man kann häufig auch auswählen, welche Teile des Tracks gespeichert werden sollen (ab … Uhr, den ganzen Tag, alles). Ist der Track gespeichert, lässt sich ein „Track back“ darauf anwenden. Man wird nun die inzwischen vereinfachte Krümelspur wieder zurückgeführt und landet schließlich wieder am Ausgangspunkt. Allerdings sind alle Umwege in der Aufzeichnung enthalten.

Einen Umweg/eine Abkürzung fahren

Bei Geräten, die kein Autorouting beherrschen kann man trotzdem von der gewählten Route abweichen. Bleibt man hinter dem nächsten Stützpunkt (Routenpunkt) zurück, wird man immer in Richtung dessen gelotst. Überholt man den Punkt, dann verwenden die Geräte einfach den nächsten vorgewählten Punkt.
Bei autoroutingfähigen Geräten gibt es zwei Kategorien: Eine errechnet selbstständig die neue Route, bei anderen Geräten (z.B. Garmin 60s) muss man eine Neuberechnung quasi anstoßen.

Eine Route am PC planen

Verfügt das Gerät nicht über eigene Routenberechnungsmöglichkeiten, so plant man die Route zuhause am PC. Bei vielen Geräten bzw. deren Karten ist solch ein Routenplaner enthalten. Man kann aber auch auf freie Software zurückgreifen. So ist es z.B. mit GPSies.de möglich online eine Route mit Unterstützung einer Google-Maps-Karte einzugeben und sich diese Route in einem Standardformat herunterzuladen. Am besten ist es bei der Routenplanung mit den Routenpunkten sparsam umzugehen und nur dort einen Punkt zu setzen, wo man z.B. Abbiegen muss. Zwischenpunkte setzt man nur, wo es die Eindeutigkeit der Stecke erhöht. So reicht es bei einer Autobahnfahrt von München nach Nürnberg prinzipiell etwa drei oder vier Punkte zu setzen, da dort kaum Abzweigungen sind. Auch bei Landstraßen ist es nicht empfehlenswert, jede Kurve zu erfassen. Viele Geräte erlauben nur ca. 100-200 Routenpunkte pro Route. Damit kommt man allerdings selbst auf Landstraßen schon halb durch Deutschland - der Länge nach!
Die exakte Streckenlänge lässt sich so nur errechnen, wenn man ein PC-Programm & Karte mit Autoroutingfunktion benutzt. Bei GPSies.de hat man die Möglichkeit die Option „Wege folgen“ zu wählen, dann wird die Routingfunktion von Google benutzt. Man kann eine eigene Route jedoch aus automatischen und manuellen Streckenabschnitten zusammenstellen.

Digitalfotos und GPSr

Digitalfotos können mit den Positionsdaten des GPSr verknüpft werden. So weiß man dann später auch noch, wo man das Foto gemacht hat. In den digitalen Bilddaten ist ein extra Bereich vorgesehen, in dem alle Zusatzinformationen liegen. Der Bereich nennt sich EXIF. In diesem EXIF-Bereich sind so Daten wie Blende, Belichtungszeit, Brennweite, etc. abgelegt. Es ist dort auch ein Bereich für Positionsdaten vorgesehen.
Es gibt einige Kompaktkameras mit eingebautem GPS-Empfänger; sie legen diese Daten gleich mit im Bild ab. Hat man keine solche Kamera, ist man zumindest auf einen sog. GPS-Logger angewiesen. Diese GPSr - meist ohne Anzeige - kosten so ab 50 EUR und zeichnen unentwegt Trackpunkte auf, sobald man sie einschaltet (und sie Empfang haben).
Wichtig ist, dass die Uhrzeit in der Kamera möglichst genau stimmt, denn sie ist die Grundlage für das Zusammenführen von Bild und Position. Am besten ist es, man macht ab und zu ein Foto von einem Atomzeituhr-Empfänger, dann kennt man den Versatz aus wahrer Zeit und der Zeit im Fotoapparat.
Mit einer entsprechenden Software (siehe unten) werden nun die Trackdaten geladen und das Verzeichnis mit den Bildern angegeben. Auch kann man die Zeitdifferenz sekundengenau einstellen. Nun wird der Trackpunkt, dessen Zeit der eines Bildes am nächsten ist, als Position des Bildes verwendet und die Position wird in dem EXIF-Bereich des Bildes abgelegt. Oft liegt dem Gerät auch schon eine entsprechende Software bei.

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offtopic/gps_anleitung.txt · Zuletzt geändert: 2013/10/27 14:01 (Externe Bearbeitung)