Neue GPS-Satelliten, werden die von den bisherigen Geräten empfangen?

Ebbe73 · 2010-05-08T12:28:03.000Z

Naja, unter GPS versteht man im allgemeinen nur das amerikanische NAVSTAR-GPS-System. Die übergeordnete Abkürzung für dieses und die von Dennis_B genannten sonstigen satellitenbasierten Navigationssysteme wäre wohl eher GNSS für Global Navigation Satellite System. Und selbst wenn man dies anders sieht, spätestens umgangssprachlich bezieht sich GPS nur auf das amerikanische System.

Bei den neuen Satelliten kommt eine weitere Frequenz hinzu. Die bisherigen Frequenzen sind auch bei der neuen Satellitengeneration weiterhin vorhanden. Also werden auch vorhandene Empfänger die Signale der neuen Satelliten problemlos empfangen können. Die neuen Satelliten ersetzen “einfach” im Laufe der Zeit die vorhandenen.

Das ganze ist also ganz grob ungefähr so, wie wenn ein Mobilfunkbetreiber im Laufe der Zeit die Sendeanlagen an seinen Mobilfunkmasten erneuert. Vorhandene Handys haben weiterhin problemlos Empfang, können aber nicht neue zusätzliche Funktionen/Frequenzbänder/Verfahren wie UMTS/HSDPA/EDGE/… nutzen.

Ganz am Rande, da im Vorposting Galileo genannt wurde. Das System wurde/wird so konzipiert, dass ZUKÜNFTIGE Empfänger wohl problemlos sowohl die GPS-Signale als auch die Galileo-Signale empfangen können, ohne das getrennte Antennen und ähnliches benötigt werden (ggf. gilt dies sogar auch für neuere Satelliten des Glonass-System???). Aber um hiermit keine Verwirrung zu stiften, dies bezieht sich auf Galileo, GPS siehe oben in diesem Posting.

mpeter89 · 2010-05-08T13:28:22.000Z

Kann man sagen, dass davon auch OSM profitieren wird?
Wenn die Satteliten genauere Uhren haben, steht ja generell eine höhere Genauigkeit zu Verfügung.
Die Frage ist, wie viel davon übrig bleibt, wenn die Amerikaner mit Absicht das öffentliche GPS in schlechterer Qualität senden.

GPS ist ja schon sehr genau - und zwar auf offenem Feld: Ungenauigkeitsradius von durchschnittlich 1 bis 1,5m (aus eigenen Erfahrungen).
Nur wenn Gebäude in der Nähe sind, wird die Positionsbestimmung deutlich schlechter.

Hobby_Navigator · 2010-05-08T19:19:59.000Z

Naja, die neueren Logger sind schon auf Galileo und auch auf andere “Sat-Systeme” vorbereitet, denn die Signale sind schon sein langem kein Geheimnis mehr.
Sie können diese auch gleichzeitig empfangen, dies sollte auf jeden Fall zur Genauigkeit beitragen.
Siehe hier z.B. der Wintec wbt 202
Georg

Nightdive · 2010-05-09T01:24:00.000Z

Du brauchst einen neuen Empfänger der die L5 Frequenz empfangen kann.
Die neue Frequenz verringert die Ungeauigkeiten die durch die Atmosphäre entstehen.

Die 1 bis 1.5m die mpeter89 berichtet können für einen reinen GPS Empfänger ohne DPS/EGNOS nicht richtig sein.

von http://www.kowoma.de/gps/Fehlerquellen.htm
Störungen durch die Ionosphäre ± 5 Meter
Schwankungen der Satellitenumlaufbahnen ± 2.5 Meter
Uhrenfehler der Satelliten ± 2 Meter
Mehrwegeeffekt ± 1 Meter
Störungen durch die Troposphäre ± 0.5 Meter
Rechnungs- und Rundungsfehler ± 1 Meter

von http://www.kowoma.de/gps/Genauigkeit.htm
Übersicht über die zu erwartende Genauigkeit
Typische Positionsgenauigkeit ohne SA ± 15 Meter
Typische Differential-GPS (DGPS)-Genauigkeit ± 3 - 5 Meter
Typische Genauigkeit mit aktiviertem WAAS/EGNOS ± 1 - 3 Meter

Viele überschätzen die Genauigkeit von GPS was für OSM sehr nachteilig ist weil gemittelte Straßen einfach ohne Nachfrage verschoben werden weil der eigene GPS Track angeblich so genau ist.

Willi2006 · 2010-05-09T12:50:50.000Z

Wie ungenau GPS ist kann man sehr anschaulich sehen. Man nimmt ein GPS Gerät bei dem die statische Navigation abgeschaltet ist oder schaltet diese ab. Das Gerät wird nicht von der Stelle bewegt und darf längere Zeit “warmlaufen”. Auch danach liegt die angegebene Position immer noch in einem Umkreis von 15 m oder mehr, selbst bei gutem Empfang von 8 oder mehr Satelliten in der Nähe des Äquators… Siehe auch DE:Genauigkeit von GPS-Daten.

Noframe · 2010-05-09T14:43:00.000Z

Eine weitere Frequenz erhöht nicht die Genauigkeit des GPS Systems, sondern es bietet eine weitere Größe zur Bestimmung von Laufzeitfehlern in der Atmosphäre. Damit kann also nur die Zuverlässigkeit der Postionsbestimmung verbessert werden.

Willi2006:

Wie ungenau GPS ist kann man sehr anschaulich sehen.

Man braucht es noch nicht einmal selber zu machen, wobei die eigene Anschauung immer noch die beste Methode ist sich zu überzeugen.
http://www.kowoma.de/gps/gpsmonitor/gpsmonitor.php
(Verlauf der Position im Vergleich zum Mittelwert für Breitengrad, Längengrad und Höhe in den letzten 24 Stunden)
Und hier wird nur die Abweichung zum Mittelwert betrachtet und nicht zum Erwartungswert (=vorgegebene Position).

Hier ein kleiner Exkurs zu den Begriffen Genauigkeit und Zuverlässigkeit:
Bei GPS handelt es sich nicht um eine absolute Messung sondern nur um eine möglichst genaue Schätzung des aktuellen Standpunktes aus mehrern abgeleiteten Messgrößen (Pseudoentfernungen).
Unsere Empfänger werten dabei nur das L1 Signal aus. Empfänger die mehrer Signale (2 Frequenzen und noch die Phasenlage des Signals von einem Satelliten) gleichzeitig auswerten werden fast nur im Vermessungsbereich eingesetzt.

Man stelle sich nun vor, man messe eine Strecke zwischen zwei Punkten mit einem kalibrierten 30m Messband (in einem Stück) und erhalte einen Wert von 10 Metern. Dann sage ich mir, OK - die Punkte liegen 10 Meter auseinander.
Anschließend nehme ich das 20cm Lineal aus der Schublade und messe die Strecke erneut. Und plötzlich komme ich auf 10,02 m, da ich an mir zweifele (nicht sorgfältig genug gearbeitet) messe ich nochmal: 9,98m und nochmal 10,05m und nochmal 9,97 - verflixt!
Wenn ich jetzt oft genug messe, so vielleicht 50 mal, werde ich sehen, dass alle Werte um 10m pendeln.

D.h. jede einzelne Messung für sich ist recht ungenau (Genauigkeit) und mit Fehlern behaftet, im Mittel passt es dann aber recht gut (Zuverlässigkeit).
Näher möchte ich nicht auf Statistik eingehen - es soll ja anschaulich bleiben, schließlich ist Sonntag!

Und genau so ist es bei unseren Tracks. Erst wenn genügend beisammen sind, kann man recht zuverlässig die Lage eines Objektes eintragen.
Und dann sind wir bei den 3-5 Metern (die ich immer noch für zu optimistisch halte) von denen immer gern geredet wird, wenns um “Genauigkeit” geht.

Messen kommt von Mist - ich messe Du mißt!

Hobby_Navigator · 2010-05-09T14:56:21.000Z

Hallo Noframe,

diese Erklärung ist fast reif für das WIKI.
Die Sache mit Maßband und Lineal würde sicher dazu beitragen, dass die Leute verstehen das eben nicht ihr gerade übertragene Track der einzig richtige ist!
Georg

mpeter89 · 2010-05-09T17:35:52.000Z

Nightdive:

Die 1 bis 1.5m die mpeter89 berichtet können für einen reinen GPS Empfänger ohne DPS/EGNOS nicht richtig sein.

Ich bin auf einen Feldweg gelaufen (keine häuser in sicht, flaches land, wolkenlos). Den Track habe ich mit den Logger i-Blue 747A+ aufgezeichnet.
Allerdings hatte ich zuvor mir noch aktuelle A-GPS Daten auf den logger geladen. Ich habe den logger so eingestellt, dass er jede Sekunde die aktuelle Position abspeichert.

Als ich mir den Track bei Google Earth angeschaut habe, habe ich festgestellt, dass der komplette Track immer auf den Feldweg (ca. 2m breit) liegt.
→ Meine Schlussfolgerung: bei guten Bedinungen auf offenen Feld: Genauigkeit von 1-1,5m (~95% der Punkte liegt innerhalb dieses Radius - bezüglich der realen Position).

Hier mal ein Screenshot: http://img685.imageshack.us/img685/9724/feld.png
Die Abweichung die man da sieht, liegt nicht am Logger sondern daran, dass in Googles Bildern immer ein konstanter Offset ist. Verschiebt man die Karte, dann passt der Track genau auf den Weg.
Das gleiche sieht man auch, wenn man auf Fußwegen geht.

Noframe · 2010-05-09T18:19:54.000Z

mpeter89:

→ Meine Schlussfolgerung: bei guten Bedinungen auf offenen Feld: Genauigkeit von 1-1,5m (~95% der Punkte liegt innerhalb dieses Radius - bezüglich der realen Position).

Ich weiß es tut weh, aber so genau ist GPS nun einmal nicht - hier vielleicht zufällig. Geh den Weg doch mal öfter ab…

Und hier die schwere Kost:
http://de.wikipedia.org/wiki/PDOP
http://de.wikipedia.org/wiki/GPS-Technologie

Es soll Leute geben, die haben das studiert…

Willi2006 · 2010-05-10T13:35:20.000Z

mpeter89:

Als ich mir den Track bei Google Earth angeschaut habe, habe ich festgestellt, dass der komplette Track immer auf den Feldweg (ca. 2m breit) liegt.
→ Meine Schlussfolgerung: bei guten Bedinungen auf offenen Feld: Genauigkeit von 1-1,5m (~95% der Punkte liegt innerhalb dieses Radius - bezüglich der realen Position).

Hier mal ein Screenshot: http://img685.imageshack.us/img685/9724/feld.png
Die Abweichung die man da sieht, liegt nicht am Logger sondern daran, dass in Googles Bildern immer ein konstanter Offset ist. Verschiebt man die Karte, dann passt der Track genau auf den Weg.
Das gleiche sieht man auch, wenn man auf Fußwegen geht.

Warum liegt es an Google und nicht am Logger? Ich hatte auch schon (in etwa) konstante Offsets zwischen Tracks vom selben GPS Empfänger an verschiedenen Tagen. Dies ist ja gerade einer der Fehler bei GPS.

Auf dem Satellitenbild ist der Feldweg nicht 2 sondern etwa 3 m breit. Der Masstab im oben genannten Bild fehlt zwar. Jedoch habe ich die Stelle in Google Maps anhand der angegebenen Koordinaten mit dem größten Massstab angesehen und eine Bildschirmkopie nochmals vergrößert. Die Satellitenbilder sind nicht die “ursprünglichen” Aufnahmen, sondern das was der Computer daraus macht.

Hin- und Rückweg liegen gemäß oben genanntem Satellitenbild um mehr als die Wegbreite, also 3 m auseinander. Entsprechend bei den Schlangenlinien, wo der Weg schnurgerade ist.

95% liegen innerhalb der Genauigkeit, das heißt eine einmalige Messung/Test kann auch mal den exakten Wert geben.

Nightdive · 2010-05-11T09:13:23.000Z

Nur zur Info: APGS erhäht nicht die Genauigkeit sondern sorgt nur dafür das Du schneller einen ersten Fix bekommst.

Hier auch mal ein Beispiel Bild, Sirf III und 10 Sats in View :
http://mversen.de/temp/gps2.png

Auf dem 2m Feldweg geringe aber vorhandene Abweichung und dann sieht man den großen Sprung bei Abdeckung durch den Wald.
Am besten in Firefox das Bild mit CTRL++ vergößern.

Willi2006 · 2010-05-12T05:10:46.000Z

Nightdive:

Hier auch mal ein Beispiel Bild, Sirf III und 10 Sats in View :
http://mversen.de/temp/gps2.png

Auf dem 2m Feldweg geringe aber vorhandene Abweichung und dann sieht man den großen Sprung bei Abdeckung durch den Wald.

Prima Beispiel mit tollem anschaulichen Bild. Ich schlage vor, es mit Text in DE:Genauigkeit von GPS-Daten einzubauen. Falls du es nicht selbst machen willst, würde ich das gerne übernehmen. Bitte dann das Bild hier für OSM freigeben.

EvanE · 2010-05-12T12:26:40.000Z

Nightdive:

Hier auch mal ein Beispiel Bild, Sirf III und 10 Sats in View: http://mversen.de/temp/gps2.png

Auf dem 2m Feldweg geringe aber vorhandene Abweichung und dann sieht man den großen Sprung bei Abdeckung durch den Wald.

Ein anderes schönes Beispiel für die geringe Genauigkeit sind die
Haltestellen in Dortmund. Obwohl dort sehr viele mit DGPS erfasst
wurden, liegen einige doch mitten auf der Straße oder im Vorgarten.

Einfach einen größeren Ausschnitt in JOSM laden und nach
DGPS + accuracy + tobwen suchen. Mit zusätzlich fixme findet
man direkt welche, die nicht dort liegen, wo sie sein sollten.

Edbert (EvanE)

okilimu · 2010-05-12T18:09:49.000Z

EvanE:

…

Ein anderes schönes Beispiel für die geringe Genauigkeit sind die
Haltestellen in Dortmund. Obwohl dort sehr viele mit DGPS erfasst
wurden, liegen einige doch mitten auf der Straße oder im Vorgarten.

Einfach einen größeren Ausschnitt in JOSM laden und nach
DGPS + accuracy + tobwen suchen. Mit zusätzlich fixme findet
man direkt welche, die nicht dort liegen, wo sie sein sollten.

Edbert (EvanE)

Die Dortmunder haben mittlerweile selbst gebeten (vor ca. 10 Tagen in der Dortmunder Mailingliste), daß die Mapper die eigentlichen Fixpunkte auch verschieben sollen, damit die Daten alle zueinander passen.

Daher ist dieser Aufruf etwas zu spät erfolgt

Grüße
Dietmar

EvanE · 2010-05-12T21:46:42.000Z

okilimu:

EvanE:

… Haltestellen in Dortmund. Obwohl dort sehr viele mit DGPS erfasst
wurden, liegen einige doch mitten auf der Straße oder im Vorgarten.

Die Dortmunder haben mittlerweile selbst gebeten (vor ca. 10 Tagen in der Dortmunder Mailingliste), daß die Mapper die eigentlichen Fixpunkte auch verschieben sollen, damit die Daten alle zueinander passen.

Daher ist dieser Aufruf etwas zu spät erfolgt

Hallo Dietmar

Ich habe das nicht als Aufruf verstanden, sondern als Beispiel, dass selbst
der Einsatz von DGPS keine Genauigkeit im Meter-Bereich garantiert.
Dafür braucht es dann doch teure Zwei-Frequenz Profi-Gerätschaft.

Ansonsten habe ich mich an die Bitte gehalten, diese Punkte nicht zu
verschieben (-> Fehler über fixme-Tagg markieren).

Andere Haltenstellen ohne die hohe Genauigkeit habe ich (wie gebeten)
verschoben, sofern es einen sinnvollen Bezugspunkt (Haltebucht,
Wartehäuschen) im Luftbild gab. In dem Fall habe ich im note-Tagg
das Verschieben notiert. Wenn es keinen klar erkennbaren Bezugspunkt
gab, habe ich die Situation ebenfalls per fixme-Tagg markiert.

PS: Wird die Dortmunder Mailingliste irgendwo gespiegelt?
Lesen würde für mich völlig ausreichen.

Edbert (EvanE)7

OPerivar · 2010-05-12T21:49:46.000Z

EvanE:

PS: Wird die Dortmunder Mailingliste irgendwo gespiegelt?
Lesen würde für mich völlig ausreichen.

moin,
http://www.mail-archive.com/dortmund@lists.openstreetmap.de/index.html

EvanE · 2010-05-12T22:13:28.000Z

OPerivar:

EvanE:

PS: Wird die Dortmunder Mailingliste irgendwo gespiegelt?
Lesen würde für mich völlig ausreichen.

moin, http://www.mail-archive.com/dortmund@lists.openstreetmap.de/index.html

Wau, das ging ja schnell.
Da habe ich in den nächsten Tagen einiges zu lesen.

Edbert (EvanE)

Nightdive · 2010-05-13T00:17:17.000Z

Willi2006:

Prima Beispiel mit tollem anschaulichen Bild. Ich schlage vor, es mit Text in DE:Genauigkeit von GPS-Daten einzubauen. Falls du es nicht selbst machen willst, würde ich das gerne übernehmen. Bitte dann das Bild hier für OSM freigeben.

Das Bild darfst Du gerne für das Wiki benutzen.

Noframe · 2010-05-26T21:24:12.000Z

Hobby Navigator:

Hallo Noframe,

diese Erklärung ist fast reif für das WIKI.
Die Sache mit Maßband und Lineal würde sicher dazu beitragen, dass die Leute verstehen das eben nicht ihr gerade übertragene Track der einzig richtige ist!
Georg

Ich habe da mal was angefangen:

http://wiki.openstreetmap.org/wiki/DE:Zuverl%C3%A4ssigkeit_von_OSM_Koordinaten

Ich hoffe es ist verständlich. Konstruktive Kritik ist gern gesehen (Diskussionsseite).

Willi2006 · 2010-05-27T06:32:48.000Z

Nightdive:

Das Bild darfst Du gerne für das Wiki benutzen.

Ist jetzt drin DE:Genauigkeit von GPS-Daten.