GPS-Messgenauigkeit / Höhenmessung

[Büttner]

Ich habe dazu eine technische Frage. Ist vermutlich besser auszugliedern. Es geht um die Höhenmessdaten von GPS-Geräten. Üblicherweise werden diese ja benutzt um Wegstrecken aufzuzeichnen. A6ch kann man natürlich sehen das man bspw. 400 Meter eines 600 Meter hohen Berg absolviert hat. Ich hatte mal versucht in einer Funkmeßstellung Höhendaten von Hügeln zu erfassen im Vergleich zum umliegenden, ebenen Gelände. Das hatte aber nicht funktioniert. Weiß jemand was für Geräte man da benötigt um eine Höhendifferenz unter 2 Meter hinzubekommen?

 

[helge]

Höhendifferenzmessung ?

http://de.wikipedia.org/wiki/Höhenmessung

Gruß Helge

 

[Frank K.]

Weiß jemand was für Geräte man da benötigt um eine Höhendifferenz unter 2 Meter hinzubekommen?

Stefan,
Nur mit GPS-Geräten sehr schwer. Moderne Empfänger mit Korrektursignal-Auswertung des Sat's erreichen eine erzielbare Genauigkeit von bis zu ±2m. Das unter idealen Empfangsbedingungen. Siehe auch den Beitrag von @helge dazu.

Das ist hier aber meilenweit OT. Wenn dazu weitere Unterhaltung gewünscht wird es ausgelagert.

Grüße Frank

 

[djmdk]

Für relativ genaue Höhendifferenzen würde ich ein GPS-Handgerät mit barometrischem Höhenmesser verwenden. Messungen lieber nicht bei stark schwankendem Luftdruck durchführen. Grüße, Jo (und sorry für OT)

 

[Büttner]

Kann man mehr zu solch einem Gerät erfahren?

 

[djmdk]

Ich verwende ein älteres Garmin eTrex Vista, mit dem ich eine Höhenänderung von 1 m auch angezeigt bekomme. Mir reicht das und im Gegensatz zu GPS funktioniert es auch in geschlossenen Gebäuden. Es geht aber mit entsprechenden Geräten auch noch genauer (Dezimeterbereich). Allerdings wirst du, wenn sich deine Messkampagne über einen längeren Zeitraum erstreckt, mit einem ortsfesten Vergleichsgerät den Luftdruck (bzw. Referenz-Höhe) aufzeichnen müssen, um durch Schwankungen bedingte Messfehler kompensieren zu können.

http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_Höhenmessung

(Sorry nochmal für OT)

 

[Frank K.]

Technische Beiträge aus Ausgangsthema hierher verlagert.

hidden-places.de/Zentralabschnitt-Künstlicher-See

@djmdk,
kein Grund sich zu entschuldigen. Danke für deine Antworten.

Grüße Frank

 

[Frank K.]

Habe nun das GPS-Programm von 2006/7 reaktiviert und zur Demo der Messgenauigkeit Beispiele angefügt. Zu erkennen ist jeweils die Bodenspur der Messpunkte im zeitlichen Ablauf, Versuchsaufbau ortsfest und gleich, Messung an drei unterschiedlichen Tagen.

Der Unterschied kommt durch die unterschiedliche Wetterlage / Bewölkung und die jeweilige SAT-Überflugsituation zustande. Die Punktfarben entsprechen zeitlichem Ablauf (dunkel Anfang, hell Ende).

Grüße Frank

 

[jollentreiber]

Habe nun das GPS-Programm von 2006/7 reaktiviert und zur Demo der Messgenauigkeit Beispiele angefügt.
.....

Grüße Frank

Hervorhebung von mir

Nee wa Frank, das ist jetzt nicht dein ernst?! Wir haben das Jahr 2015 und das sollte auch jedem bekannt sein. :dejection:

Schau mal, ich hatte im betreffenden Beitrag folgendes geschrieben:

.....und habe an den betreffenden Punkten verschiedene Höhenmessungen durchgeführt.

Es ist heute z.B. möglich per GPS Werte wie diese zu erreichen:

Mess- und Positioniergenauigkeit

Statisch
· horizontal 2,5 mm + 0,5 ppm RMS
· vertikal 5,0 mm + 0,5 ppm RMS
Echtzeit-Kinematik
· horizontal 10 mm + 0,5 ppm RMS
· vertikal 20 mm + 0,5 ppm RMS
E-RTK (<100 km)
· horizontal 0,20 m + 1 ppm RMS
· vertikal 0,40 m + 1 ppm RMS
Genaugikeit (rms) von differentiellem Code (DGPS/RTCM)
· horizontal 0,25 m + 1 ppm RMS
· vertikal 0,50 m + 1 ppm RMS
SBAS typisch <1 m 3D RMS
Stand-Alone <1,5 m RMS

Quelle:http://www.vermessungsartikel.de/Geofennel-GPS-System-FGS-1-Roverstation

Ok, ein so hochwertiges (teures) habe ich bei dem Messungen nicht verwand obwohl ich es von meinem Bekannten (Tiefbaufirma) bekommen hätte können. Ist aber zu kompliziert in der Bedienung da man sich, wie er mir beschrieb, "irgendwo" einloggen muß um die Werte zu bekommen.

EGAL, ich werde es mir natürlich nicht nehmen lassen meine getroffene Aussage zur Problematik "Fluten des HG-System" demnächst in einer auch Dir verständlichen Weise nahe zu bringen.

Dazu nutze ich dann ein modernes UND geeichtes Nivelliergerät und ziehe die Höhenpunkte des Sees an die Entwässerung des HG-Systems. Das ganze dann auch Hieb- und Stichfest für Dich Zuhause dokumentiert.

Wenn Dich das dann auch wieder zu folgende Aussage hinreißt:

.....deine Messungen taugen nicht zur Untermauerung der Aussage.

Tja dann solltest Du es hier in die Hand nehmen und meine getroffene Aussage an Hand von Fakten wiederlegen.

Bis denne
Lutz

 

[Frank K.]

Lutz, wer sagt denn daß der Sensor noch der Alte ist ? Ich habe mittlerweile drei im Einsatz.

Die sind schon unterschiedlich, aber weniger in der Genauigkeit. Das war damals eine SW-Entwicklung für Pocket PC - die meisten hatten einen GPS-Sensor integriert. Da war GPS so nebenbei. Das hatte ich nur völlig vergessen, für die jetzigen Aufnahmen musste ich das Programm natürlich entwicklungsmäßig anpassen.

Ich dachte das eher als mögliche Basis zum selber Testen für Interessierte hier, man braucht ja nur eine GPS-Maus (und aktuell einen WinPC). Deine Werte sind die maximal möglichen Grenzwerte, meine zeigen die Realität bei nicht idealen Empfangsbedingungen.

Grüße Frank

PS:

Tja dann solltest Du es hier in die Hand nehmen und meine getroffene Aussage an Hand von Fakten wiederlegen.

Mit dir streite ich mich nicht. Wir haben am ZGS auf Wunsch solche Messungen versucht (muß man sagen). Die Werte waren nicht zu gebrauchen, eigentlich auch nicht nötig. Aber mach mal was. Man könnte Vergleichsmessungen am OWB durchführen, wenn das so wichtig ist.

So wie deine Wertangaben da sind, sind sie unhaltbar.

 

[Frank K.]

Seit nunmehr einer Woche habe ich hier meinen neuesten GPS-Sensor im Test. Das ist der, der mit 167 analogen Empfangskanälen (?!)* und schneller als der SiRF-3 Chipsatz (dem dafür gültigen Standard) beworben wird.

Die Ergebnisse sind da etwas ernüchternd. ME wird eine Genauigkeit vorgespiegelt, die so nicht vorhanden ist. Dies gerade im Bezug auf die hier thematisierten Höhenangaben. Nachdem er sich ‚eingepegelt‘ hat an einer konkreten Lokalisation ändern sich die Messwerte kaum noch. Egal, ob sie halbwegs stimmig sind oder nicht. Die Ortsangaben sind dabei durchaus besser liegend einzustufen, sie liegen zwischen Ø 5 m und Ø 25 m um den realen Punkt.

Grüße Frank

PS* laut Datenblatt des Chipsatzes:
51 Channel Acquisitions – man vermutet zum Ausblenden von Reflexionsempfangssignalen.
14 Channel Tracking – max 32 Sat's im Orbit, idR ~27, sichtbar pro Hemisphäre ~10-12.

PS2: Der Messort ist jeweils derselbe. Die Koordinatenangaben in der Statuszeile sind bewusst mittels Software mit einer Unschärfe versehen. Der Höhenwert real ist bekannt. Wir haben hier eine Ausbildungseinrichtung für Baumessingenieure am Ort.

 

[Büttner]

Zwei von drei Messungen ergaben zweistellige Differenzen?!?

 

[Frank K.]

Die Software zeichnet jeden Messwert auf und stellt die max. Differenz dar. Die unterschiedlichen Werte treten idR am Anfang der Messserie auf. Auch wenn man die nicht berücksichtigt liegen die eigentlichen Messwerte bei den drei Messungen doch stark auseinander - von ~45 bis 153 Meter. Der Mittelwert dieser 3 Werte kommt der Realität wiederum ausreichend nah

Werde demnächst bei besserem Wetter Messungen im Freien mit freier Rundumsicht nach oben durchführen. Mal sehen.

Grüße Frank

 

[Silver]

Weder das GPS noch das GLONASS System lassen für den privaten Gebrauch, realistische Höhendaten zu. Da wird absichtlich an der Schraube gedreht. Der Hintergrund ist das Saddam damals seine Raketen mit GPS ins Ziel gelenkt hat. So würde es damals jedenfalls erklärt. Während und nach dem ersten Golfkrieg waren die Geräte garnicht mehr zu gebrauchen. Wir haben damals unsere Probenahmepunkte mit GPS einmessen wollen und plötzlich lag der Punkt aber auf der anderen Seite des Weges. Naja da sind wir dann wieder mit dem Maßband losgezogen bis dann das Differential-GPS aufkam. In den meisten Testberichten liefern nach wie vor die Geräte von Garmin ein gutes Ergebniss ab. Ein Garmin Gerät mit GLONASS und einem barometrischen Höhenmesser ist immer noch das einfachste und zuverlässigste für den privaten Gebrauch. Den Höhenmesser kann man an Hand einer Höhenangabe auf einer topographischen Karte eichen und bei gleichbleibendem Wetter über Stunden nutzen ohne das größere Abweichungen enstehen. Einige PC-Programme die mit Karten und Wegpunkten arbeiten errechnen auch die Höhe von Wegpunkten. Auch mit diesen Angaben kann man sehr gut leben.

 

[Büttner]

Weder das GPS noch das GLONASS System lassen für den privaten Gebrauch, realistische Höhendaten zu. Da wird absichtlich an der Schraube gedreht. Der Hintergrund ist das Saddam damals seine Raketen mit GPS ins Ziel gelenkt hat.

Das bedarf jetzt etwas Erläuterung. Wo genau bist du jetzt zeitlich und was für Waffen genau sind gemeint?

 

[Silver]

Also Büttner das war Anfang der 90iger. Wir haben uns damals beim Lieferanten beschwert weil wir die Geräte nicht wirklich verwenden konnten. Das wurde uns damals damit erklärt das seitens der USA die Gennauigkeit herabgesetzt wurde wegen dem Golfkrieg und diesen Skud-Raketen oder wie die Dinger auch immer hießen. Mehr weiß ich darüber nicht, ich gebe nur das wieder was uns damals dazu vom Vertrieb/Supporter dazu gesagt wurde. Die Genauigkeit wurde dann irgendwann wieder erhöht, aber die Höhendaten kann man vergessen. In erster Linie hängt das auch mit folgendem Aspekt zusammen:

siehe auch Wikipedia: Mit dem Global Positioning System (GPS) werden ellipsoidische Höhen über dem Referenzellipsoid des World Geodetic Systems (WGS84) bestimmt. Die ellipsoidischen Höhen sind in Deutschland von 36 m (in Vorpommern) bis 50 m (im Schwarzwald und in den Alpen) höher als die schwerebezogenen Höhen (NN, HN, NHN).

 

[Frank K.]

Das GPS besteht seit Anfang der System-Dokumentation & -Definition Anfang der 60er Jahre aus einem Militärischen und einem Normalen Informationsteii. Der Normale wird auch als 'Zivile Anwendung' bezeichnet.

Der Militärische Teil ist von Anfang an verschlüsselt und nicht offengelegt. Entsprechende Empfangssysteme werden nur auf Festlegung des System-Eigners USA weitergereicht. Beide Signale - militärisch und zivil - werden parallel übertragen.

Das zivile Signal hat eine weitreichende Wandlung erfahren. Anfangs war es künstlich verschlechtert, auf eine Genauigkeit der Ortslokalisierung von ±100m. Diese ist ~2000 offiziell abgeschaltet worden mit der Option der sofortigen Wiederaktivierung. Die Ortslokalisierung liegt seitdem bei ±10m.

Es steht geschrieben, daß eine Signalverschlechterung während der Zeit des Bosnienkrieges durchgeführt wurde. Das hat zu Problemen auf der Gegenseite der NATO geführt.

Auch Differential-GPS ist von Anfang an beschrieben. Das wurde als notwendig erachtet um die Genauigkeit auf ±1m zu bringen, wie sie zur Landeanflug-Navigation erforderlich ist. Im Prinzip wird dies durch einen zusätzlichen Referenzempfänger in der Nähe des Referenzpunktes erreicht. Auch hier gab es enorme Weiterentwicklungen.

Aktuell gibt es eine Vielzahl fester Referenzempfangsstationen (die Nummerierung läuft bis 1024 und soll erweitert werden) an Flugplätzen installiert. Ihr Signal wird von den Systembodenstationen berücksichtigt und mit Übertragen. Auch gibt es solche Empfänger als ein Hilfsmittel der Genauigkeitssteigerung zu kaufen.

Die Höhenangaben haben aus Systemgründen die geringste Genauigkeit. Der genaue Grund dafür ist mir bisher unklar.

Der Dienst wird kostenneutral zur Verfügung gestellt. Nochmal » er wird verschlüsselt und normal übertragen. Der Systemeigner hat jederzeit die Option die Genauigkeit zu Ändern. Auch das hat zur Entwicklung anderer Systeme wie GLONASS geführt.

Grüße Frank

 

[blair]

danke Frank, für die kurze Zusammenfassung

Das GPS besteht seit Anfang der System-Dokumentation & -Definition Anfang der 60er Jahre aus einem Militärischen und einem Normalen Informationsteii. Der Normale wird auch als 'Zivile Anwendung' bezeichnet.

Der Militärische Teil ist von Anfang an verschlüsselt und nicht offengelegt. Entsprechende Empfangssysteme werden nur auf Festlegung des System-Eigners USA weitergereicht. Beide Signale - militärisch und zivil - werden parallel übertragen.

Das zivile Signal hat eine weitreichende Wandlung erfahren. Anfangs war es künstlich verschlechtert, auf eine Genauigkeit der Ortslokalisierung von ±100m. Diese ist ~2000 offiziell abgeschaltet worden mit der Option der sofortigen Wiederaktivierung. Die Ortslokalisierung liegt seitdem bei ±10m.

Es steht geschrieben, daß eine Signalverschlechterung während der Zeit des Bosnienkrieges durchgeführt wurde. Das hat zu Problemen auf der Gegenseite der NATO geführt.

Auch Differential-GPS ist von Anfang an beschrieben. Das wurde als notwendig erachtet um die Genauigkeit auf ±1m zu bringen, wie sie zur Landeanflug-Navigation erforderlich ist. Im Prinzip wird dies durch einen zusätzlichen Referenzempfänger in der Nähe des Referenzpunktes erreicht. Auch hier gab es enorme Weiterentwicklungen.

Aktuell gibt es eine Vielzahl fester Referenzempfangsstationen (die Nummerierung läuft bis 1024 und soll erweitert werden) an Flugplätzen installiert. Ihr Signal wird von den Systembodenstationen berücksichtigt und mit Übertragen. Auch gibt es solche Empfänger als ein Hilfsmittel der Genauigkeitssteigerung zu kaufen.

Die Höhenangaben haben aus Systemgründen die geringste Genauigkeit. Der genaue Grund dafür ist mir bisher unklar.

Der Dienst wird kostenneutral zur Verfügung gestellt. Nochmal » er wird verschlüsselt und normal übertragen. Der Systemeigner hat jederzeit die Option die Genauigkeit zu Ändern. Auch das hat zur Entwicklung anderer Systeme wie GLONASS geführt.

Grüße Frank