Sonntag, 17. Januar 2010

Das iPhone und GPS

Grundlagen
Das Global Positioning System GPS wurde ursprünglich US-amerikanischen Militär entwickelt, um Lenkflugkörper sicher ins Ziel zu weisen. Es besteht aus 24 Satelliten, die in ca. 20'000 km Höhe die Erde umrunden. Hochgenaue Atomuhren senden die Uhrzeit an einen GPS-Empfänger. Aus den Differenzen der Laufzeit der Funksignale kann die eigene Position bestimmt werden. Mit vier Satellitensignalen ist eine Positionierung möglich, je mehr Signale empfangen werden, desto besser ist das Resultat.

Das System hatte ursprünglich einen künstlichen Fehler. Die ersten Autonavis wurden aufwändig mit dem Tacho gekoppelt, es mussten Teststrecken abgefahren werden, um das Navi zu kalibrieren. Für Vermessungsanwendungen gab es Lizenzen, um den Fehler herauszurechnen. Seit 2000 gibt es den künstlichen Fehler nicht mehr.

Konkurrenz zum GPS der USA sind das russische GLONASS und in Zukunft das europäische Galileo. China baut ebenfalls ein eigenes System auf.

Als natives Koordinatensystem wird elliptische WGS84 verwendet (Form N 46° 48.48’ E 7° 28.10’) . Eine Umrechnung in das schweizerische zylindrische CH1903 Form (602’265 / 184’100) ist möglich.

Genauigkeit
Die veränderlichen Bedingungen in der Ionospähre führen zu Fehlern in den Signalen. Selbst bei guten Bedingungen sind Fehler von 5 - 15 m üblich. Es gibt Methoden, die Genauigkeiten auf ca. 1 cm zu verbessern, was im Vermessungswesen angwendet wird.

GPS-Signale werden leicht gestört. In Gebäude oder sogar neben Bäumen wird die Qualität merklich schlechter. Gute und teure Empänger zeichnen sich dadurch aus, dass sie auch schwache Signale empfangen und auswerten können.

Das iPhone verwendet zusätzlich zu den GPS-Signalen die (wesentlich stärkeren) Mobilfunk-Signale zur Positionsbestimmung. Das reicht nur für eine Grobbestimmung. Bei mir daheim ist der Fehler gut 800 m.

Um ein Gespür für die Genauigkeit zu entwicklen, schlage ich folgendes vor: starte die App "Karte", lasse dich mit dem Button links unten positionieren und beobachte, wie sich deine Position verbessert. Der Ring um den blauen Punkt deutet an, mit welcher Genauigkeit du rechnen kannst. Denke daran: jede Position ist mit einem Fehler behaftet.

Eine gute Positionierung erhält man, wenn rundherum im Kegel von min. 45° die Sicht zum Himmel frei ist. Es lohnt sich, sich für eine Positionierung 1-2 Minuten Zeit zu nehmen. Ist eine exakte Position bestimmt, bleibt die Qualität auch erhalten, wenn man sich bewegt.


Must-have Apps
Nebst der App "Karten" und den vielgenannten Auto-Navis gibt es eine Reihe weitere Software, die es sich lohnt, näher betrachtet zu werden. Eine Auswahl:


Swiss Map Mobile 2009 iPhone Edition
Für CHF 4.40 erhält man eine Kartensoftware kombiniert mit dem nach wie vor besten Kartenmaterial der Schweiz. Etwas in der Kritik sind die hohen Preise des Kartenmaterials, welches nach einem frei verfügbaren Menge dazu gekauft werden muss.

Geocaching Intro
Geocaching ist eine Schnitzeljagd mit GPS-Empfängern. Nach dem Abschalten des künstlichen Fehler hat sich rasch eine weltweite sehr aktive Community gebildet. Je günstiger GPS Empfänger verfügbar sind, desto interessanter ist der Sport für viele geworden. Mit Geocaching Intro erhält man einen ersten Einblick in die Verstecke der eigenen Umgebung. Ausprobieren und staunen, wieviele es gibt. Nicht vergessen: tragt sorge zur Natur!

RunKeeper
Tue Gutes und rede darüber! Treibe Sport und rede davon! Nein, nicht nur Narzissten werden Tools wie Runkeeper toll finden. Gerade mir hilft eine kleine technische Spielerei, meinen Hintern überhaupt zu bewegen. Runkeeper zeichnet deine gelaufene Strecke auf (übrigens auch für Radfahrer), wertet diese nach Geschwindigkeit, Höhenprofil und Strecke aus und errechnet die verbrannten Kalorien. Und im Sinne von Web 2.0 kann diese der Mitwelt mitgeteilt werden.
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