25mm GNSS(GPS) Genauigkeit?

tracker51 · 2023-04-24T16:18:19.197Z

Hi Klaus,

meine Antworten bezogen sich hier stets eher auf in diesem Thread zur Sprache gekommene “Nebenthemen” als auf den Punkt “Genauigkeit”.

Ich nutze zum Empfang, wie gesagt, die mitgelieferte Antenne von u-blox. Der Bezugspunkt ist darauf markiert - s. Seite 5 der Datei. Ich habe die Genauigkeit allerdings noch nicht getestet. Für mich ist sie aber “völligst” ausreichend. Als Beispiel möge hier folgendes Bild dienen:

Herz51110×1126 335 KB

Leider wird der Track auf dem Orthofoto des nds. Landesvermessungsamtes überproportional breit dargestellt; trotzdem kann man meiner Meinung nach deutlich erkennen, dass er absolut mittig auf dem bergauf führenden Weg am rechten Bildrand liegt.

Und noch zwei weitere Nachträge zu meinem gestrigen Posting :

a) Die NMEA-Daten werden auf meinem Handy (Android 13) im Ordner “Files → Downloads” in Dateien namens “NMEA-yyyy-mm-dd.txt” gespeichert.

b) Ich lasse sie dann durch GPSBabel ins GPX-Format konvertieren.

Ciao

tracker51

toc-rox · 2023-04-25T09:53:12.390Z

ARP (antenna reference point) nennt der Hersteller den Punkt. Fehlt also nur noch die Montage der Antennenbox auf eine ‘handliche’ Stange (mit Spitze unten und integrierter Wasserwaage) und eine (automatische / manuelle) Korrektur des Höhenwertes um die Länge der Stange.

Nadjita · 2023-04-25T15:28:26.750Z

PXL_20230425_1726517201920×2560 143 KB

Der Hersteller hat auch diese Halterung im Programm. In die Klemme kann man dann wahlweise das Smartphone, oder eben eine Wasserwaage einspannen. Ich nutze eine andere Antenne als @tracker51, aber das gleiche u-blox-Modul.

Mammi71 · 2023-04-25T15:43:25.455Z

Ist so ein System irgendwie auch sinnvoll auf dem Fahrrad nutzbar? Ich will ja die Halterung nicht ständig in der Hand halten …

Aber Ihr habt mir das jetzt echt schmackhaft gemacht, zumal in BaWü die Daten auch frei verfügbar sind.

Nadjita · 2023-04-25T15:45:13.512Z

One feature, Six mappers and still More ways to map it:

Ist so ein System irgendwie auch sinnvoll auf dem Fahrrad nutzbar?

Ich trage meines normalerweise im Rucksack auf dem Rücken wenn ich fahre. Die Antenne kann prima herausgucken und damit hat man überall hervorragenden Empfang. Ist halt ein teurer Spaß, aber z.B. im Wald ist es immens hilfreich.

tracker51 · 2023-04-26T12:09:26.238Z

One feature, Six mappers and still More ways to map it:

Ist so ein System irgendwie auch sinnvoll auf dem Fahrrad nutzbar? Ich will ja die Halterung nicht ständig in der Hand halten …

Hi,

auf jeden Fall! Ich nutze das auf zwei Arten:

a) Antenne oben auf dem Rucksack, “Gnubbel” mit Powerpack im Rucksack.
b) Antenne in einer (zumindest früher) von Trimble angebotenen Baseballkappe, in die ein Fach für eine GNSS-Antenne eingearbeitet ist, “Gnubbel” mit Powerpack in einer Jackentasche.

IMG_1319a+1321a1342×665 283 KB

Ciao

tracker51

tracker51 · 2023-04-26T13:23:44.010Z

tracker51:

(zumindest früher) von Trimble angebotenen Baseballkappe

Wen’s interessiert: das Teil ist für 19,00 € (vermutlich +Versand und Märchensteuer) noch zu bekommen. Mit der Bezugsquelle bin ich garantiert weder verwandt noch verschwägert ! Bei mir war die Artikelnummer seinerzeit 44309.

Ciao

tracker51

Mammi71 · 2023-04-26T16:40:42.784Z

Ihr macht es mir wirklich schmackhaft, wenn ich das Geld übrig habe, melde ich mich noch mal bei Euch. Solange muss ich erst mal mit meiner bishetigen Konfiguration hinkommen. Mit dieser bin ich aber auch schon sehr zufrieden:
Ich nutze das kleine GT-750F als GPS-Empfänger. Im Normalfall befindet sich dieser in euner kleinen Tasche am Trageriemen meines Rucksacks.

IMG_20230426_1822281920×1440 319 KB

Ich habs aber auch mit Klett beklebt und kann es mit eine Klettriemen fast überall befestigen.

IMG_20230426_1823201920×1440 240 KB

Eignet sich besonders gut auch zum Befestigen am Fahrradhelm. Auf 25mm komme ich zwar nicht, aber 2,5 - 3 m sind in der Regel immer drin. Bei optimalen Bedingungen bin ich damit aber auch mal gern im Bereich von 1 m (überprüft). Nur im Wald und nach scharfen Kurven sind die Abweichungen deutlich.
Zum Aufzeichnen reicht OSMAnd.

Shaun_das_Schaf · 2023-04-26T17:44:58.623Z

One feature, Six mappers and still More ways to map it:

zumal in BaWü die Daten auch frei verfügbar sind

Wooooo?

Du musst mich dann auf jeden Fall hier auf dem Laufenden halten falls du das ausprobierst. Wenn ich in den schwarzwaldigen Bergwäldern unterwegs bin verzweifel ich immer noch regelmäßig an der Genauigkeit.

Mammi71 · 2023-04-26T18:58:10.416Z

Shaun_das_Schaf:

Wooooo?

https://gpps-web.sapos-bw.de/registrierung.php
Die Daten sind kostenfrei.
Allerdings kosten die Registrierung für HEPS (RTK) einmalig schlappe 150 EUR

tracker51 · 2023-04-26T19:17:50.692Z

One feature, Six mappers and still More ways to map it:

Allerdings kosten die Registrierung für HEPS (RTK) einmalig schlappe 150 EUR

Für Genauigkeiten unter 1 m bei Nutzungsmöglichkeit von WAAS oder EGNOS bietet ArduSimple inzwischen einen Empfänger an, der ein NEO-F10T-Modul von u-blox enthält. Da dieses etliche GNS-Systeme auswerten kann, ist die Wahrscheinlichkeit einer guten Satellitenabdeckung und damit einer guten erzielbaren Positionsgenauigkeit offenbar hoch. Möglicherweise genügt das ja dem einen oder anderen.

Ciao

tracker51

Mammi71 · 2023-04-26T20:33:45.880Z

Naja, günstiger ist das auch nicht wirklich, spart nur die SAPOS-Registrierung.

Spartaner · 2024-05-22T05:03:15.571Z

Hier mal ein Beispiel, welches die Schönheit der RTK-Tracks zeigt:
3erTestWuhlheide21Apr2024

Gleichzeitig zeigt es, dass auf Dual Frequency GPS wenig zu geben ist. Ich erkenne keinen Unterschied zu meinem alten 2016er Xiaomi MiMax2 Single Frequency GPS.

Alle 3 Tracks variieren etwa um denselben Betrag, idR bis zu 4m. Das L1/L5-Zweikanal-GPS scheint keinerlei Vorteile zu bieten gegenüber dem einfachen alten 1-Kanal-GPS des Xiaomi MiMax2. Auch die bessere Antenne des Ardusimple-Geräts holt offenbar nichts heraus. Am schlechtesten schneidet das L1/L5-Zweikanakl GPS des Samsung S20 ab, das zeigt die größten Ausreißer und die heftigsten Geschwindigkeitsfehler. Deutlich schlechter würde nur noch das Ulefone 18T mit Zweikanal-GPS abschneiden, aber das habe ich zur Aufzeichnung des Ardusimple-Tracks benutzt.

Ich frage mich, ob da irgendwo ein Konfigurationsfehler oder so etwas vorliegt, beim Ardusimple und beim S20. L1/L5-Zweikanal-GPS kann doch nicht so schlecht abschneiden, sage ich mir.

Nadjita · 2024-05-22T06:21:30.261Z

Spartaner:

beim Ardusimple und beim S20. L1/L5-Zweikanal-GPS kann doch nicht so schlecht abschneiden, sage ich mir

Nutzt Du denn Korrekturdaten? Ohne diese wirst Du immer eine gewisse Unschärfe haben, egal ob Monofrequenz- oder Multifrequenz-Antenne. Ich komme mit meinem Ardusimple zusammen mit Korrekturdaten auf Genauigkeiten unter 10 cm, gemessen an Georeferenzpunkten. Ohne Korrekturdaten … je nachdem

Spartaner · 2024-05-22T07:06:05.664Z

Das steht ja in den Angaben im Bild. Dabei habe ich den Ardusimple einmal mit und einmal ohne RTK gezeigt. Mit RTK seht es natürlich perfekt aus.

Ohne RTK ist also nur das L1/L5-Zweikanal-GPS aktiv.

Mich erstaunt nur, dass das L1/L5-Zweikanal-GPS Samsung S20 und vom Ardusimple (+besserer Antenne als bei den Smartphones) keinerlei Vorteil gegenüber dem alten einfachen L1-Einkanal-GPS des Xiaomi MiMax2 zeigt.

Und richtig mies ist das L1/L5-Zweikanal-GPS des Ulfefone 18T, welches ich mir vor allem wegen des L1/L5-Zweikanal-GPS gekauft habe (natürlich daneben auch wegen der IR-Kamera, der wasserdichten und robusten Bauweise und wegen dem großen Akku). Aber all das ohne L1/L5-Zweikanal-GPS gäbe es auch bei billigeren Ulefones.

Beispiel 15.Okt 2023.
Verglichen wurde mit einem Xiaomi MiMax2 von ~2016 und nur L1-Band GNSS (orange), sowie einem Samsung S20 mit L1/L5 Dualband GNSS (grün). Das ebenfalls L1/L5 Dualband Ulefone 18T sind die roten Pfeile:

Test1683×885 144 KB

Test2790×917 278 KB

Ganz klar ist die sehr gute grüne Linienführung des S20, aber fast genauso gut ist das orange alte Single-Band MiMax2. Nur das rote Ulefone 18T weicht mehrere Meter von der wahren Linie ab.

In einem weiteren Test am 25.Feb 2024 vergleiche ich das Ulefone 18T (Pfeile meist rot, aber in einem extrem gezackelten fehlerhaften Abschnitt geschwindigkeitsabhängig auch grün gezeichnet) mit dem Ardusimple Receiver mit SAPOS-Korrektur (orange), den ich oben bereits vorgestellt hatte. Hierbei steckte die GPS-Antenne über dem Rucksack etwa auf Kopfhöhe, das Ulefone wird wieder flach auf der Hand vor der Brust getragen:

Dreieck11914×922 87.6 KB

Dreieck21915×922 96.1 KB

Auch hier wird deutlich, dass gutes GPS nur wenige Zentimeter Abweichung zwischen zwei nahezu identisch gelaufenen Wegen ergibt, während das Dualband-gepriesene Ulefone 18T Abweichungen im Meterbereich aufweist. Dass die orange Linie nicht genau auf den unterlegten Wegen liegt, ist zum einen der OSM-Ungenauigkeit geschuldet, zum andern der Breite der Wege, die ich nicht immer mittig begangen bin.

seichter · 2024-05-22T21:28:34.956Z

Ein paar Anmerkungen zu den Bildern von @Spartaner:
Zunächst mal allgemein zu der Genauigkeit der Tracks von GNSS-Geräten. Sie hängt ab von

Hardware (vor allem Chips, Antenne)
Soft- bzw. Firmware
einfallenden Signalen (Dämpfung durch Wald, Abschattung durch Berge, Häuser, Trageweise am Körper)
Konfiguration der Satelliten

Ich nehme Tracks seit etlichen Jahren parallel mit mehreren Consumer-Loggern bzw. Smartphones auf und vergleiche und mittele die Tracks.
Keines der im Laufe der Zeit etwa ein Dutzend Geräte war stets besser als die anderen, jedes hat irgendwann Abweichungen von etlichen Metern zu den anderen. Messungen nur an einer Stelle können ein falsches Bild liefern.
Die Zwei-Frequenz-Geräte haben in der Tendenz weniger Ausfälle und eine Genauigkeit von 1 bis 2 Meter RMS. Die Ein-Frequenz-Geräte haben Abweichungen bis zu 5 Meter, ein paar ältere und billige noch deutlich mehr. Nur zwei WinTec G-Rays 2 kommen insgesamt an die Dualband-Geräte ran. Die Schleichwerbung kann ich mir erlauben, da der Logger schon lange nicht mehr lieferbar ist.

Den größten Einfluss auf die Signalqualität und damit die Genauigkeit haben die äußeren Einflüsse, die Zwei-Frequenz-Geräte springen bei miserablen Bedingungen nur nicht ganz so wild herum.
Daneben haben die Tragebedingungen einen großen Einfluss, d.h. die Abschattung durch den Körper und die Dämpfung durch Kleidung, da ist ein Faktor 2 bei der Genauigkeit leicht drin. Am besten kommt bei mir eine Armbanduhr mit Dual-Frequenz weg, da hat Garmin trotz der geringen Größe gute Arbeit geleistet. Da ist die Abschattung am geringsten. Noch besser wäre die Position auf dem Kopf, die hat aber bei mir einen zu niedrigen WAF (wife acceptance factor). Ein guter Kompromiss ist der Deckel des Rucksacks, den habe ich aber nur auf langen Touren dabei.

Das bei den Bildern gelaufene Dreieck ist übrigens eine besondere Herausforderung an die Software, da an den Ecken durch die geänderte Körperabschattung plötzlich andere Satelliten besser hereinkommen, andere dafür schwächer. Im letzten Bild sieht man an der ganz linken grünen Linie, wie das Programm sich abmüht, mit der neuen Satellitenkonfiguration zurecht zu kommen und eine Zeitlang zwischen zwei Zuständen vor und zurück springt. Die Smartphones haben da tendenziell die größere Mühe, da die Antennen beim Design nicht die höchste Priorität haben und sie typisch am Körper getragen werden.

Nadjita · 2024-05-23T05:25:02.674Z

seichter:

Noch besser wäre die Position auf dem Kopf

Ich kenne doch tatsächlich jemanden, der einen Hut mit einer Tasche nach oben hat, wo diese Person die GPS-Antenne positioniert …

Mammi71 · 2024-05-23T06:06:32.306Z

Ich verwende ein kleines Neoprentäschle von einem Fahrrad-Multitool. In diesem steckt ein kleiner günstiger GPS-Empfänger. Das Täschle ist entweder am Trageriemen vom Rucksack oder am Fahrradhelm befestigt. Bei guten Bedingungen* bekomme ich Genauigkeiten von 2m, bei idealen Bedingungen sogar darunter. Nur im Wald sind die Abweichungen größer, reicht aber, um beim mappen dann doch auf den Orthobildern die Lücken in den Kronen auszumachen und den Weg darunter zu erkennen.

25mm Genauigkeit finde ich zwar faszinierend, für mich persönlich sehe ich aber keinen effektiven Mehrwert mehr im Vergleich zu den Nachteilen (Größe, Bauform, Trageform und Preis)

Bei den derzeit häufiger eintreffenden Sonnenstürmen ist die Abweichung zuweilen heftig.

Spartaner · 2024-05-23T06:09:38.158Z

Hinweis für diejenigen, die das vielleicht übersehen haben: die erste Abbildung gestern ist ein animiertes GIF, da muss man wohl erst mal raufklicken, dann rennt es los.

"seichter:

Die Zwei-Frequenz-Geräte haben in der Tendenz weniger Ausfälle und eine Genauigkeit von 1 bis 2 Meter RMS. Die Ein-Frequenz-Geräte haben Abweichungen bis zu 5 Meter, ein paar ältere und billige noch deutlich mehr.

Das hätte ich auch so erwartet. Aber meine Messungen zeigen das nicht. Ich führe das auf mangelnde Qualität meiner L1/L5-Geräte zurück, speziell beim Ulefone 18T. Miese Hardware oder Signalverarbeitung/Software - keine Ahnung, an was es liegt.
Aber das alte MiMax2 mit L1-Einkanal-GPS fällt nirgends negativ auf, das funktioniert vergleichsweise sehr gut.

"seichter:

Den größten Einfluss auf die Signalqualität und damit die Genauigkeit haben die äußeren Einflüsse, die Zwei-Frequenz-Geräte springen bei miserablen Bedingungen nur nicht ganz so wild herum.

Bei mir springt besonders das 2-Kanal-Ulefone 18T besonders stark herum.

"seichter:

Daneben haben die Tragebedingungen einen großen Einfluss, d.h. die Abschattung durch den Körper und die Dämpfung durch Kleidung, da ist ein Faktor 2 bei der Genauigkeit leicht drin. …

Ich habe die Smartphones, wie berichtet, nebeneinander flach auf den Händen vor mir her getragen, so dass sie immer ähnlich gut zum Himmel ausgerichtet waren und auch die Körperabschattung immer wieder gleich war (natürlich blieben mehr oder weniger witzige Kommentare von entgegenkommenden Spaziergängern nicht aus).

"seichter:

Im letzten Bild sieht man an der ganz linken grünen Linie, wie das Programm sich abmüht, mit der neuen Satellitenkonfiguration zurecht zu kommen und eine Zeitlang zwischen zwei Zuständen vor und zurück springt. Die Smartphones haben da tendenziell die größere Mühe, da die Antennen beim Design nicht die höchste Priorität haben und sie typisch am Körper getragen werden.

Ich habe diese Sägezahnspuren beim Ulefone 18T mehrfach beobachtet, meist auf längeren gerade Strecken. So ein Mist trat noch bei keinem anderen Smartphone auf.

seichter · 2024-05-23T10:57:44.701Z

Spartaner:

Ich habe die Smartphones, wie berichtet, nebeneinander flach auf den Händen vor mir her getragen, so dass sie immer ähnlich gut zum Himmel ausgerichtet waren und auch die Körperabschattung immer wieder gleich war

Ganz identisch kriegt man die Empfangsbedingungen nie hin. Meine zwei identischen Wintec liefern oft unterschiedliche Ergebnisse, auch wenn sie nur ein paar Zentimeter voneinander entfernt waren. Bei einer Vergleichsuntersuchung der ZHAW (Lokalisierung und Tracking: Multi-Band GNSS-Empfänger - ZHAW Industrie 4.0) wurden deshalb die Antenneneingänge auf eine gemeinsame Antenne gelegt. Selbst da hat man dann das Problem, dass dann GNSS-Platine und Antenne u.U. nicht optimal aufeinander abgestimmt sind.

Bei diesen wahnsinnig schwachen Signalen krebst man immer am Rande der Auswertbarkeit herum und muss sich mit “Dreckeffekten” herumschlagen. Ein Gerät, das bei freiem Himmel die anderen übertrumpft, kann im verregneten Wald völlig versagen.
Ich wäre nicht einmal sicher, dass selbst Geräte der selben Serie vergleichbare Resultate bringen. Gerade bei Massenprodukten wie Smartphones können sich Fertigungstoleranzen erheblich auswirken. Um dem Ganzen die Krone aufzusetzen, werden im selben Typ manchmal sogar unterschiedliche Komponenten verbaut.

Wie empfindlich das ganze ist, kann man sehen, wenn man mal zwei Aufzeichnungsprogramme im Smartphone nebeneinander startet. Selbst wenn die Abfragezeitpunkte zur GNSS-API nur Sekundenbruchteile auseinander liegen, bekommt man fast nie identische Trackpunkte - auch nicht wenn man sich nicht bewegt.