Empfang bei schlechtem Wetter?

Naddel · 19 Jan. 2007

Hallo an alle,

hab mal ein paar Fragen. Hab gestern mein GPS Handgerät bekommen. Und wollte es ausprobieren. Naja hab es in der Wohnung unterm Dach (Dachfenster am angemacht, aber er hat nichts gefunden (Satelit). Im Handbuch stand man muss zum starten raus gehen (okay das hab ich bei dem Wetter dann doch lieber gelassen). Und dann hab ich mich gefragt, ob ich bei dem schlechten Wetter im freien überhaupt einen Empfang bekommen würde?

Grüße Naddel

PHerison · 19 Jan. 2007

Man sagt Wasser (Nebel / Regen / grüne Blätter) dämpft das GPS-Signal... Ich sage, der Empfang war bei strahlendem Sonnenschein und freier Sicht auch schon bescheiden...
An meinem Dachfenster (Giebel) sehe ich halt nur eine Haelfte des Himmels, das ist meistens zu wenig. Draussen hatte mein LegendC nach dem allerersten Einschalten nach 10 Minuten seinen Fix.
Schlechtes wetter beeintraechtigt den Empfang, aber fuer einen Fix sollte es alle mal reichen.
Was hast Du fuer ein Geraet?

Naddel · 19 Jan. 2007

Hab mri ein eTrex gekauft... Ich dachte das reicht mal für den Einstieg zum Geocaching...

PHerison · 19 Jan. 2007

Naddel schrieb:
Hab mri ein eTrex gekauft... Ich dachte das reicht mal für den Einstieg zum Geocaching...

Tut es!

Lass es mal 1/4 Stunde draussen liegen, dann sollte es seinen ersten Fix haben. Spaeter reichen dann ca. 1-2 Minuten. Das liegt daran, dass sich das GPS beim ersten Einschalten (bzw. nach laengerer Ausschaltzeit) der aktuellen "Almanach" der Sateliten laden muss und das dauert 'n bischen. Bei regelmaessigem Gebrauch aktualisiert der sich dann laufend.

Naddel · 19 Jan. 2007

Ja, aber ich kann ihn bei dem Wetter doch net ne 1/4 Stunden draussen liegen lassen. Es regnet bei uns ununterbrochen, ...

Wie ist es dann wenn links und rechts Häuser sind, macht des auch noch was aus beim ersten Mal starten?

DocW · 19 Jan. 2007

Naddel schrieb:
Ja, aber ich kann ihn bei dem Wetter doch net ne 1/4 Stunden draussen liegen lassen. Es regnet bei uns ununterbrochen, ...

Wie ist es dann wenn links und rechts Häuser sind, macht des auch noch was aus beim ersten Mal starten?

doch, es ist wasserdicht. 12 Minuten minimum beim ersten Mal, damit einmal der Almanach empfangen werden kann.
Und solange die Häuser keine Wolkenkratzer sind, sollte das in Ordnung gehen.

Naddel · 19 Jan. 2007

Okay, danke mal für die Tipps...

Dann wart ich mal bis es etwas weniger regent und begebe mich dann mal ins Freie, ...

PHerison · 19 Jan. 2007

Naddel schrieb:
Ja, aber ich kann ihn bei dem Wetter doch net ne 1/4 Stunden draussen liegen lassen. Es regnet bei uns ununterbrochen, ...

Hast Du die Version aus Zucker gekauft? :wink:

Im ernst, das Geraet ist "Waterproof to IEC 60529 IPX7 standards". IPX7 bedeutet, dass das Geraet 30 Minuten in ca. 1m Wassertiefe ueberlebt. Zur Not leg halt 'ne Plastikfolie drueber.

Naddel schrieb:
Wie ist es dann wenn links und rechts Häuser sind, macht des auch noch was aus beim ersten Mal starten?

Je hoeher die Haeuser, desto weniger Himmel, desto weniger Sateliten, desto weniger Daten, desto laenger das laden des Almanach...

movie_fan · 19 Jan. 2007

ich würde mich nur nciht an den 15 minuten festhalten.. wenn das so rüber kam... sondern bis du ne position angezeigt bekommst, die ungefähr stimmt

aba wegen dem regen, das ich echt kein prob!

bin schon sehr oft durch den regen gelaufen, auch schon ordentlicher regen... da ist nichts passiert

Naddel · 19 Jan. 2007

Okay, ich hab jetzt ne eiskalte Hand, ... Hab meine Hand mind. 10 Min mit dem Ding zum Dachfenster raus gehalten... Hatte dann viel Satelliten. *juhuuu* Es geht, ...

DocW · 19 Jan. 2007

Achso, kleine Anmerkung am Rande:

Satellit

Es Aah ein T Eh Doppel-eL Ih und ein Teh

Alles andere schmerzt.

Naddel · 19 Jan. 2007

Sorry, hab mich halt verschrieben und nehme genau drauf geschaut, ...

TantchensOnkelchen · 19 Jan. 2007

Satte Literschüssel ... :mrgreen:

pom · 19 Jan. 2007

Das Wetter hat einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der angezeigten KOs.
Heute habe ich entnervt aufgegeben, weil die KOs unter freiem Himmel immer im 35-m-Umkreis getanzt sind. :?
Sturm bedeutet große Luftdruckschwankungen, damit ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unberechenbar, und die Empfänger können die Position nur schlecht ermitteln.
Das ging sogar so weit, dass das 60er heute morgen erst weit außerhalb der Stadt (nach fast 15 min Fahrt) einen Fix bekommen hat, obwohl 6 Sats mit starken Signalen über dem Horizont standen.

DocW · 21 Jan. 2007

pom schrieb:
Das Wetter hat einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der angezeigten KOs.
Heute habe ich entnervt aufgegeben, weil die KOs unter freiem Himmel immer im 35-m-Umkreis getanzt sind. :?
Sturm bedeutet große Luftdruckschwankungen, damit ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale unberechenbar, und die Empfänger können die Position nur schlecht ermitteln.
Das ging sogar so weit, dass das 60er heute morgen erst weit außerhalb der Stadt (nach fast 15 min Fahrt) einen Fix bekommen hat, obwohl 6 Sats mit starken Signalen über dem Horizont standen.

Du wolltest einen Spass mit uns machen, oder?

Luftdruckschwankungen haben Auswirkungen auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen???
Ja, ich kenne das Schlierenverfahren, ja ich habe schon von Fata Morganas gehört, aber was für ein Mördereinfluss muss das sein:
gerade mal so 10km der 24.000 km vom Satellit bis zum GPS gehen durch unsere wetterbeeinflussten Luftschichten. Alles was da passiert, dürfte ohne Belang fürs Signal sein.

pom · 22 Jan. 2007

DocW schrieb:
Du wolltest einen Spass mit uns machen, oder?

Luftdruckschwankungen haben Auswirkungen auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen???
... Alles was da passiert, dürfte ohne Belang fürs Signal sein.

Jetzt willst Du einen Spaß machen, oder?
Das Ausbreitungsmedium (hier Dichte der Luft etc.) hat Einfluss auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen.
Die Sachensuchgeräte berechnen die Position aus Laufzeitunterschieden der Signale. Diese Laufzeitunterschiede liegen im Millisekundenbereich, um eine Genauigkeit im Bereich einiger Meter zu erreichen. Treffen zwei Wetterfronten aufeinander, gibt es drastische Luftdruckunterschiede. Da kann der Rechner auch schon mal um einige Meter mehr daneben liegen, was für uns Sachensucher beinahe halbe Welten sind.

Es dürfte auch Deine Erfahrung sein, dass der Zustand der Atmosphäre die Genauigkeit beeinflusst. Bei klarer Luft und Sonnenschein berechnet Dir das Gerätchen eine leicht andere Position als bei Regen und Sturm. Das Problem sind dabei aber nicht die schwachen (z.B. durch den Regen gedämpften) Signale, sondern die unberechenbaren Reflektionen (und damit Laufzeitunterschiede), die den Rechner im GPSr verwirren.

Ob der extrem langsame Fix am Freitagmorgen damit zusammenhängt, ist in der Tat nur eine Vermutung, liegt aber im Bereich des Möglichen.

DocW · 22 Jan. 2007

Wir gehen mal davon aus, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit für die Mikrowellen des GPS gleich der des Lichtes ist, also Lichtgeschwindigkeit im Vakuum/Brechzahl der Luft.

Millisekunden wäre wirklich ein richtig mieses Signal, da das Signal nur knapp 0,8ms vom Satellit bis zum Boden unterwegs ist.
1m Messfehler aufgrund eines Laufzeitversatzes des Signals entspricht ungefähr 3ns ( 1m/ c )

Die Brechzahl der Luft beträgt unter Normalbedingungen für sichtbares Licht ungefähr 1,00029. Sie hängt von Druck, Temperatur und Zusammensetzung der Luft ab, vor allem aber von der Luftfeuchtigkeit. Entsprechend der Brechzahl ändert sich auch die Lichtgeschwindigkeit innerhalb der Luft.

Die Brechzahl der Luft beträgt auf Meeresniveau durchschnittlich 1,00029. Sie hängt ab von der Dichte und der Temperatur der Luft sowie von der speziellen Zusammensetzung der Luft - insbesondere der Luftfeuchtigkeit. Da die Luftdichte nach oben – entsprechend den Gasgesetzen in einem Schwerefeld – exponentiell abnimmt barometrische Höhenformel, beträgt er in etwa 8 km Höhe nur mehr 1,00011.

Das hat weitaus mehr Einfluss als ein bisschen Druck- und Feuchteschwankung innerhalb der "belebten" atmosphäre.

pom · 22 Jan. 2007

DocW schrieb:
Millisekunden wäre wirklich ein richtig mieses Signal, da das Signal nur knapp 0,8ms vom Satellit bis zum Boden unterwegs ist.
1m Messfehler aufgrund eines Laufzeitversatzes des Signals entspricht ungefähr 3ns ( 1m/ c )

Der geht eindeutig an Dich.

Die Brechzahl der Luft beträgt auf Meeresniveau durchschnittlich 1,00029. Sie hängt ab von der Dichte und der Temperatur der Luft sowie von der speziellen Zusammensetzung der Luft - insbesondere der Luftfeuchtigkeit. Da die Luftdichte nach oben – entsprechend den Gasgesetzen in einem Schwerefeld – exponentiell abnimmt barometrische Höhenformel, beträgt er in etwa 8 km Höhe nur mehr 1,00011.

DocW schrieb:
Das hat weitaus mehr Einfluss als ein bisschen Druck- und Feuchteschwankung innerhalb der "belebten" atmosphäre.

Die in Abhängigkeit von der Höhe abnehmende Dichte kann man lässig herausrechnen, weil bekannt. Die Folgen des Wetters sind aber ohne terrestrisches DGPS unvorhersehbar.

DocW · 22 Jan. 2007

pom schrieb:
DocW schrieb:

Millisekunden wäre wirklich ein richtig mieses Signal, da das Signal nur knapp 0,8ms vom Satellit bis zum Boden unterwegs ist.
1m Messfehler aufgrund eines Laufzeitversatzes des Signals entspricht ungefähr 3ns ( 1m/ c )

Zum Vergrößern anklicken....

Der geht eindeutig an Dich.

Die Brechzahl der Luft beträgt auf Meeresniveau durchschnittlich 1,00029. Sie hängt ab von der Dichte und der Temperatur der Luft sowie von der speziellen Zusammensetzung der Luft - insbesondere der Luftfeuchtigkeit. Da die Luftdichte nach oben – entsprechend den Gasgesetzen in einem Schwerefeld – exponentiell abnimmt barometrische Höhenformel, beträgt er in etwa 8 km Höhe nur mehr 1,00011.

Zum Vergrößern anklicken....

DocW schrieb:

Das hat weitaus mehr Einfluss als ein bisschen Druck- und Feuchteschwankung innerhalb der "belebten" atmosphäre.

Zum Vergrößern anklicken....

Die in Abhängigkeit von der Höhe abnehmende Dichte kann man lässig herausrechnen, weil bekannt. Die Folgen des Wetters sind aber ohne terrestrisches DGPS unvorhersehbar.

Das Thema beginnt mich zu interessieren. Ich hatte schon was ausgerechnet, das war aber Quatsch. Mir ist dann aber die Abhängigkeit der Brechzahl von der Höhe dazwischen gekommen.
Grundsätzlich bin schon der Überzeugung, dass die Brechzahländerung durch Wetter-Druckschwankungen und Feuchtigkeit keine besondere Rolle spielt. Hab gerade noch ne Anfrage bei einem Freund laufen, was den einfluss der Brechzahl angeht.
Überschlagsmässig hatte ich aber schon ausgerechnet, dass die Brechzahl (der nachkommaanteil) sich verdoppeln/halbieren müsse, damit die Laufzeit um 3ns bzw um 1m sich verschiebt.
Das würde dann dem Druck in 8km Höhe entsprechen. Und das sind keine Drücke, die durch Wetterphänomene entstehen.
Lass uns das mal ergebnisoffen diskutieren.

Also die Frage lautet: Haben wetterbedingte Schwankungen in der Atmosphäre wie Druck und Luftfeuchte einen nennenswerten Einfluss auf die Positionsgenauigkeit des GPS-Signals?
Und: nix mit glauben, wissen ist angesagt. ordentlich zitieren usw :wink:

DocW · 22 Jan. 2007

Maxima des Luftdrucks: http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck#Luftdruck-Rekorde
Mit anderen Worten: Der Luftdruck schwankt wetterbedingt um etwas mehr als 10%, 950-1060 hPa

die Abhängigkeit der Brechzahl der Luft vom Druck:
http://www.f07.fh-koeln.de/imperia/md/content/aoe_files/holografie/versuch_6_brechzahl_von_luft.pdf
sprich von n(p0)=1,00027 bis n(p1)=1,00030

Da der Druckabfall über die Höhe ja eine feste Grösse ist und ich jetzt ja nur die Änderung sehen will, nehme ich jetzt einfach mal zwei verschiedene "Blöcke" Luft mit den beiden Druckextrema an. Der Block sei einfach mal s=20km hoch, dann ist die Laufzeitunterschied des Signals zwischen "dichtem" und "dünnem" Block s/c*(n(p0)-n(p1)) = 2ns, also weniger als 1m Fehler in der Laufzeit.
Das ist jetzt mal eine Worst case Annahme: 20km Wetter mit konstantem Druck. Da in der Atmosphäre der Druck aber rapide abnimmt mit der Höhe, sinkt auch der Einfluss der dann noch wetterbedingten Druckschwankungen auf die Brechzahl.
Mit anderen Worten: Der Einfluss der wetterbedingten Luftdruckschwankungen ist auf die Laufzeitschwankung des GPS Signales mal getrost zu vernachlässigen.

Jetzt kommt Luftfeuchte und Temperatur....

Empfang bei schlechtem Wetter?

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