Funktionsweise der GPS-Datenverarbeitung

Hallo Leute!

Habe mal 2 Fragen wegen meines GPS-Empfängers.

1. Was ist genauer? Die Geschwindigkeitsanzeige im Auto, oder das was mein GPS sagt? (also ich persönlich bin für das Auto)

und

2. Wie genau bestimmt mein GPS-Gerät die Höhe, in der ich mich gerade befinde? Da denke ich es zu wissen, aber wenn jemand eine genaue Erklärung hat, wäre ich sehr froh...



Gruß Bastian

SickDog schrieb:

1. Was ist genauer? Die Geschwindigkeitsanzeige im Auto, oder das was mein GPS sagt? (also ich persönlich bin für das Auto)

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Nach den Erfahrungen die ich bisher gemacht habe das GPS.
Ich habe 3 Autos. Bei meinem Sommer-Spaß-Auto ist GPS und Tacho absolut identisch. Bei der Familienkutsche geht das GPS ca. 4% vor, und bei meinem Firmenwagen geht das GPS ca. 10% vor. Gemessen habe ich es mit 2 GPSr und einem PPC mit integriertem GPS. Die Ergebnisse waren immer gleich.

SickDog schrieb:

2. Wie genau bestimmt mein GPS-Gerät die Höhe, in der ich mich gerade befinde? Da denke ich es zu wissen, aber wenn jemand eine genaue Erklärung hat, wäre ich sehr froh...

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Ich würde mal sagen so genau wie es auch die Position bestimmt also in etwa +/- 5 Meter.

Windi schrieb:

Nach den Erfahrungen die ich bisher gemacht habe das GPS. Ich habe 3 Autos.

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Sogar in nur einem Auto kann die Tachoanzeige variieren. Solange ich auf meinem feuerroten Spaßmobil noch Sommerreifen hatte, stimmte Tachoanzeige und GPS-gemessene Geschwindigkeit genau überein. Jetzt mit den etwas kleineren Winterreifen geht das GPS 5% nach, sprich der Tacho zeigt etwas zuviel an.

Erfahrungsgemäß zeigen KFZ-Tachos weniger an. Ein Test mit unseren Firmenfahrzeugen ergab, daß alle 6 weniger auf dem Tacho anzeigen. Auf dem GPS und dem PDA waren es 100km/h und auf den Tachos so im Schnitt 90km/h. Ebenso zeigte sich bei einigen Fahrten mit Privatfahrzeugen, Abweichungen zwischen GPS und Tacho. Diese lagen ebenfalls bei rund 10km/h.

Fahrzeuge (Firma) : VW Caddy, 2 Skoda Octavia, VW Passat 3, 2 VW Golf CL.
Fahrzeuge (Privat) : VW Polo, Smart 4for4, Audi 80

Interessant wäre es mal die GPSr in einen LKW zu hängen und dann mal schauen. Denn die Fahrtenschreiber sollten schon ziemlich genau sein. Hat das schonmal jemand versucht?

Gruß

Armin

wutzebear schrieb:

Windi schrieb:

Nach den Erfahrungen die ich bisher gemacht habe das GPS. Ich habe 3 Autos.

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Sogar in nur einem Auto kann die Tachoanzeige variieren. Solange ich auf meinem feuerroten Spaßmobil noch Sommerreifen hatte, stimmte Tachoanzeige und GPS-gemessene Geschwindigkeit genau überein. Jetzt mit den etwas kleineren Winterreifen geht das GPS 5% nach, sprich der Tacho zeigt etwas zuviel an.

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Nachdem ich jetzt die etwas kleineren Winterspikes auf mein Fahrrad gezogen habe, musste ich den Tacho nachstellen - das geht beim Radl ganz einfach Ist der Tacho exakt eingestellt, was gar nicht so einfach ist, da man unter "Last" den Radumfang messen muß, dann stimmen Radltacho und GPSr einwandfrei überein - genügen Sats vorrausgesetzt ...
Grüße
Rudi

whitesun schrieb:

Erfahrungsgemäß zeigen KFZ-Tachos weniger an.

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Also das kenne ich ehrlich gesagt genau umgekehrt. Bis jetzt zeigte der Kfz-Tacho immer etwas mehr an als das GPS. Was ja auch nachvollziehbar ist, da der Tacho WIMRE bis 7% mehr anzeigen darf, als tatsächlich gefahren wird.
Wenn der Tacho tatsächlich so sehr wie bei dir nachgeht, müßte man ja bei laut Tacho korrekter Geschwindigkeit trotzdem ein Ticket nach dem anderen bekommen.

morsix schrieb:

Nachdem ich jetzt die etwas kleineren Winterspikes auf mein Fahrrad gezogen habe, musste ich den Tacho nachstellen - das geht beim Radl ganz einfach

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Hey, noch einer mit Winterspikes
Fahrradtacho und GPS haben bei mir auch immer gut übereingestimmt. Heute wird sich zeigen, ob ich meinen Tacho nachstellen muss...

Die Höhengenauigkeit meines GPS ist ungefähr um die hälfte schlechter bis doppelt so schlecht als die Positionsgenauigkeit. Typisch z.B. pos +/-4m, höhe +/-8m. Der Garmin verrät die beiden Genauigkeiten, wenn man in die NMEA-Sätze reinschaut, die er seriell ausspuckt. Angezeigt wird beim Foretrex nur die Positionsgenauigkeit.

Carsten77 schrieb:

Wenn der Tacho tatsächlich so sehr wie bei dir nachgeht, müßte man ja bei laut Tacho korrekter Geschwindigkeit trotzdem ein Ticket nach dem anderen bekommen.

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Ach deswegen! Und ich wunder mich schon.

Nee, ist klar. War ein kleiner Lapsus meinerseits. Natürlich ist es andersherum. KFZ-Tacho zeigen ein wenig mehr an. Aber die Differenz stimmt schonbei den Fahrzeugen, die ich hier am Wickel hatte. Im Schnitt sind es 10km/h.

Thx @Carsten77

Gruß

Armin

coomba schrieb:

Hey, noch einer mit Winterspikes
Fahrradtacho und GPS haben bei mir auch immer gut übereingestimmt. Heute wird sich zeigen, ob ich meinen Tacho nachstellen muss....

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Ja, ich fahr das ganze Jahr - im Winter natürlich keine solchen Gewaltstrecken wie im Sommer, aber 30/40km Runden drehe ich auch bei Schnee...

Wenn man den Tacho genau einstellt, dann stimmt nicht nur die GEschwindigkeit, sondern auch die gefahrene Strecke ganz gut überein. Trotzdem hab ich es nie geschafft, deutlich weniger als 1km Abweichung bei einer Strecke von 100km (also 1% ) zu bekommen. Ich denke aber, hier ist der Tacho genauer, da das GPSr nicht so oft eine Position misst, diese dann auch noch nicht ganz genau ist, und desswegen interpoliert. Der Radtacho bekommt jeden Schlenker mit. Desswegen zeigt der Tacho nach etwa 100km auch 1km mehr an als das GPSr.
Etwa 1km Abweichung habe ich, wenn die ganze Fahrt über der Empfang gut war. In den Bergen kann es auch schonmal 5-8km auf 100km sein.

Grüße
Rudi

Ok, es weicht jetzt etwas vom Thema ab, aber wie ist das genau mit den Spikes?

Ich Fahre auch das ganze Jahr über mit meinem SickBike wie ich es liebevoll nenne durch die Landschaft. Wollte mir eigentlich welche selber bauen, bin mir da aber nicht so 100% sicher ob und wie... Kauft ihr die? Oder bastet ihr selbst? Und wenn ja, wie?

Die Genauigkeit eines GPS-Empfängers hängt von verschiedenen Faktoren ab. Den größten Einfluß hat wohl die Satellitenkonstellation. Weitere Einflußfaktoren sind die Sonnenaktivität (diese hat einen Einfluß auf die Ionosphäre), Reflexionen, wie auch "Störsender" (Richtfunkanlagen, Funkdienste etc.).
Allgemein kann man sagen. daß der vertikale Fehler ungefähr 1,5-2 Mal so groß ist, wie der horizontale Fehler.
Am meisten hat wohl die Satelittenkonstellation einen Einfluß. Man kann sich daß ungefähr wie mit einem Leuchtfeuer vorstellen. Liegen die Leuchtfeuer z.B. dicht beisammen, wird man eine Posistionsänderung kaum wahrnehmen. Am besten ist, wenn die Satelliten über die 4 Himmelsrichtungen gleich verteilt sind. Es gibt da ein Java-Applet wo man ein paar Konstellationen ausprobieren kann (http://www.ualberta.ca/~norris/gps/DOPdemo.html). Bewegt man sich horizontal sind die einzelnen Änderungen weitaus größer (auf alle Satelitten gerechnet) als wenn man sich vertikal bewegt (stell Dir einfach Dich als Punkt vor, der mit Gummipfäden an den sichtbaren Satelliten aufgehangen ist).
Außerdem sagt die Spezifikation, daß bei der angegebenen Genauigkeit alle Satelitten mit 5 Grad über Horizont empfangen werden müssen. Wann hat man das schon mal.
Die Navigation beruht ja auf der Laufzeitmessung der Signale. Nun kommt die Ionosphäre ins Spiel. Die Ionosphäre hat einen Einfluß auf diese Laufzeiten (die Troposphäre auch noch etwas). Die Ionosphäre wird wesentlich von den Sonnenaktivitäten beieinflußt. Um diesen Fehler zu kompensieren wird mit den Stellitensignalen Voraussagewerte über die Ionosphärenaktivitäten mitgesendet. Moderne GPS-Empfänger benutzt diese Werte um die Werte zu korrigieren. Abhilfe schaftt hier nur (derzeit)das DGPS. Über extra Satelliten werden genaue Ionosphären-Daten sowie Daten über die Genauigkeit der Satelliten gesendet, was dann bei der Berechnung berücksichtigt wird.
Reflexionen können auch noch einen Einfluß auf die Genauigkeit haben. Man kennt das vielleicht vom Fernsehen als Schatten im Bild.

Also ob dein Gps genauer ist als dein Tacho hängt wohl von den Umständen ab. Allerdings sieht Dein GPS-Empfänger wohl nur einen kleinen Teil der Satelitten. Da aber der GPS-Empfänger mit dem gleichen Fehler arbeitet könnte es wieder genauer sein. Hier geht es ja um eine relative Bestimmung und nicht um genaue Koordinaten (absolut).

Kannst ja mal eine Testreihe machen, Fahr mit deinem Auto an einer Blitzanlage mit einer definierten GPS-Geschwindigkeit vorbei und im Bescheid kannst du dann ersehen, wie genau das GPS war - oder du hast Freunde bei der Polizei - dann geht die Meßreihe womöglich kostenlos.

mannomann, das wurde doch alles schon zehnmal durchgekaut.
ich empfehle die suchfunktion.
alles andere steht hier:
http://www.kowoma.de/gps/Fehlerquellen.htm

SickDog schrieb:

Ok, es weicht jetzt etwas vom Thema ab, aber wie ist das genau mit den Spikes?

Ich Fahre auch das ganze Jahr über mit meinem SickBike wie ich es liebevoll nenne durch die Landschaft. Wollte mir eigentlich welche selber bauen, bin mir da aber nicht so 100% sicher ob und wie... Kauft ihr die? Oder bastet ihr selbst? Und wenn ja, wie?

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Spikereifen gibts eigentlich in jedem gut sortierten Radgeschäft. Ich selber fahre die von Schwalbe ...

Grüße
Rudi

SickDog schrieb:

1. Was ist genauer? Die Geschwindigkeitsanzeige im Auto, oder das was mein GPS sagt? (also ich persönlich bin für das Auto)

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Meiner Erfahrung nach die vom GPS. In der Höhe misst Du kein Normalnull sondern die Höhe über dem WGS84-Ellipsoid.
Dazu ist vielleicht das mal interessant: http://www.iota-es.de/federspiel/gps_artikel.html

morsix schrieb:

SickDog schrieb:

Ok, es weicht jetzt etwas vom Thema ab, aber wie ist das genau mit den Spikes?

Ich Fahre auch das ganze Jahr über mit meinem SickBike wie ich es liebevoll nenne durch die Landschaft. Wollte mir eigentlich welche selber bauen, bin mir da aber nicht so 100% sicher ob und wie... Kauft ihr die? Oder bastet ihr selbst? Und wenn ja, wie?

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Spikereifen gibts eigentlich in jedem gut sortierten Radgeschäft. Ich selber fahre die von Schwalbe ...

Grüße
Rudi

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<ot>
Ich bin heute zum ersten mal Schwalbe Snow Stud (28'') gefahren. Vorher musste ich die Schneespurrillen meiden - nu geht's auf festgefahrenem Schnee viel schneller voran. 8)
</ot>

morsix schrieb:

SickDog schrieb:

Ok, es weicht jetzt etwas vom Thema ab, aber wie ist das genau mit den Spikes?

Ich Fahre auch das ganze Jahr über mit meinem SickBike wie ich es liebevoll nenne durch die Landschaft. Wollte mir eigentlich welche selber bauen, bin mir da aber nicht so 100% sicher ob und wie... Kauft ihr die? Oder bastet ihr selbst? Und wenn ja, wie?

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Spikereifen gibts eigentlich in jedem gut sortierten Radgeschäft. Ich selber fahre die von Schwalbe ...

Grüße
Rudi

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Die hatte ich heute im Katalog gesehen, und einen mit 300 spikes, aber der war mir einfach zu teuer im Moment. Und ob das auch Schwalbe waren, das weiss ich schon garnicht mehr Hab mit heut selber welche gebastelt und hoffe sie bringen mich noch über den Rest des Winters, nächsten werden anständige gekauft...

So, nun aber mal zum Thema zurück!

@moenk:
Der Link ist echt gut, hat mir einige noch offene Fragen beantwortet! THX

Da ja das GPS das Genauere zu sein scheint habe das dann mal genauer unter die Lupe genommen.
Unter 100kmh habe ich fast genau 10kmh Unterschied. Umso schneller ich fahre, desto grösser wird der Unterschied: Tacho 240, GPS 225.

Ist ja doch schon ein Unterschied... Hab immer gedacht das so ein Tacho im Auto recht genau ist. GPS öffnet einem die Augen...

morsix schrieb:

Spikereifen gibts eigentlich in jedem gut sortierten Radgeschäft. Ich selber fahre die von Schwalbe ...

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@Spike-Thema: Fahre alte Nokia-Reifen in 26" (ja, die von der Häändiefirma; gibt's nicht mehr, heißen jetzt "Nokian").

@Genauigkeit:
Die Genauigkeit beim GPSr spielt bei der Geschwindigkeitsberechnung kaum eine Rolle, nur der Wechsel (Änderung) der Genauigkeit. Wenn man seinen GPSr mal länger auf die Fensterbank legt, sieht man, wie ein Tracklog kreuz und quer entsteht. Das nennt sich Migration (Wanderung) und ist ca. 1,3 km/h schnell. Das ist - bei gleich gutem Empfang - die Genauigkeit der Messung des GPSr. Da 1x pro Sekunde gemessen wird, fährt man in Kurven scheinbar etwas schneller als geradeaus, weil das Kreissegment in ein Vieleck zerlegt wird. Auf gerader Strecke und bei gleichbleibend gutem Empfang(!) ist die Geschwindigkeitsanzeige des GPSr äußerst genau, da innerhalb einer Sekunde die Migration äußerst gering ist (~36cm).
Ein Autotacho muss zu viel anzeigen, sonst könnte ein Autofahrer, nachdem er geblitzt wurde, nämlich den Tachohersteller verklagen, da sich der A. ja auf die Anzeige seines Tachos verlassen können muss.

So, jetzt muss ich aber in die Arbeit!

Ja, ein Tacho muss zuviel anzeigen.

Ich habe da mal irgendwann das hier zu erfahren (wollte andere Pellen auf der Karre haben, drum informierte ich mich, ob ich den Tacho ändern muss):

Laut TÜV muss ein Tacho bis zu 3 % vorauseilen, allerdings nur für Geschwindigkeiten unter 100 km/h.

Die zulässige Höchstabweichung liegt dann noch bei 7% am Skalenende des Tachos, was aber an den normalen TÜV-Stellen nicht wirklich messbar ist.

Somit steht also schon mal fest, dass bei den meisten Tachos die Ungenauigkeit proportional zur Geschwindigkeit ist.

Ein früherer Bekannter hat mal an seinem Moped den Tacho gegen einen Fahrradcomputer ausgetauscht und in fisseliger Kleinarbeit exakt eingestellt.

Beim TÜV gabs dann allerdings wieder Streß, da sein Fahrradcomputer eben nicht vorauseilte, also kam der alte Tacho zur "TÜV-Show" wieder dran....

Zum Thema GPS-Geschwindigkeit:

Das GPS benutz zum ermitteln ein Phänomen, das Doppler-Effekt genannt wird. (Kennt man aus der Formel 1 oder vom Krankenwagen: kommt das geräusch auf dich zu, ist der Ton höher und fährt der Wagen dann vorbei und von dir weg, ist der Ton tiefer)
Dadurch kann die Geschwindigkeit sehr genau bestimmt werden und ist von der Genauigkeit der Positionsmessung unabhängig.
Obwohl vielleicht mal der Punkt "hin und her" springt, ist die Geschwindigkeit dennoch null.

Auf dem gleichen Prinzip wird übrigens auch die Richtung bestimmt, in die man sich bewegt.

Allerdings benutzen manche "Programme" (auch in den Handheld-Geräten macht das das Programm) zusätzlich noch die von kapege angegebene Differenzmessung, was natürlich zu leichten abweichungen führen kann.

Neulich bin ich durch eine Radarfalle gefahren die nicht ausgelöst hat.

Geschwindigkeitsbeschränkung: 80
Tacho: kanpp 90
GPS: 83
Tempomat war eingestellt.

Ich fahre sehr oft auf einer Radrfallenbespickten Bundesstraße.
GPS: 103
Tacho: gut 110

Noch nicht geblitzt worden.

SickDog schrieb:

1. Was ist genauer? Die Geschwindigkeitsanzeige im Auto, oder das was mein GPS sagt? (also ich persönlich bin für das Auto)

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Wie schon gesagt ist GPS genauer. Neben dem variierenden Reifenumfang beim Auto gibt's da noch einen sehr entscheidenden Faktor: Der Schlupf. Der kann wenn man richtig schnelll fährt schon einmal 10% betragen, was dann auch erklärt warum Hochgeschwindigkeitsreifen teuer sind, schnell runtergeschruppt sind und ziemlich warm werden wenn man schnell fährt.