14/24 Der GPS-Vergleich

40Ihr GPS-Uhrenträger aufgepasst, ich habe euch etwas zu sagen! Eure Uhren sind nicht genau! Egal, welche Marke. Ihr könnt euch nicht auf die letzte Nachkommastelle verlassen. Wenn eure Uhr nach einem 10 km-Rennen nur 9,8 km anzeigt, bitte verkündet dann nicht jedem, die Strecke sei zu kurz. Klar, sie kann zu kurz sein, muss sie aber nicht. Genauso muss sie nicht zu lang sein, wenn eure Uhr 10,3 km anzeigt! Fakt ist, bei jedem Lauf führt ihr eine Messung durch, und jede Messung ist mit Fehlern behaftet (ja, jede Messung, auch das Wiegen).
Natürlich können sich die Fehler ausgleichen und am Ende das korrekte Ergebnis angezeigt werden. Muss es aber nicht. Bei einem normalen Lauf über 10 km – also beispielsweise halb auf Waldwegen, halb auf Straßen, nicht querfeldein durch Büsche und Hecken – beträgt die Abweichung +/- 200 m. Das kann man ausrechnen! Erzähle ich immer wieder, scheint aber nicht überzeugend zu sein. Deshalb habe ich einen Test gemacht: 30 Mal bin ich eine repräsentative Strecke gelaufen (nicht am Stück) und habe die Messergebnisse protokolliert. Die Uhr zeigt für jeden Lauf die gelaufene Strecke in Kilometern, sinnvollerweise nur auf 100 m genau, natürlich die Laufzeit sowie der berechnete Schnitt pro Kilometer. Laut Fahrradtacho und Google Earth ist die Strecke übrigens 6,4 km lang:

Datum Gemessene Strecke [km] Zeit [min] Schnitt [min/km]
23.03. 6,2 28:01 4:31
17.04. 6,2 31:30 5:03
18.04. 6,1 31:22 5:04
20.04. 6,1 31:13 5:02
23.04. 6,1 29:50 4:49
26.04. 6,1 29:46 4:50
27.04. 6,2 29:52 4:49
29.04. 6,1 30:06 4:51
01.05. 6,2 30:46 4:57
03.05. 6,1 30:30 4:57
10.05. 6,2 30:02 4:49
11.05. 6,2 29:04 4:41
14.05. 6,2 28:16 4:30
15.05. 6,2 28:23 4:31
23.05. 6,2 31:08 5:00
25.05. 6,2 29:02 4:39
30.05. 6,2 30:13 4:50
01.06. 6,1 30:18 4:54
06.06. 6,2 32:01 5:07
07.06. 6,2 31:20 5:00
08.06. 6,2 30:34 4:56
16.07. 6,2 30:46 4:55
18.07. 6,1 29:59 4:51
31.08. 6,3 30:31 4:52
08.09. 6,2 30:01 4:49
10.09. 6,2 29:41 4:48
23.09. 6,2 30:11 4:50
24.09. 6,2 29:47 4:49
25.09. 6,2 32:01 5:08
26.09. 6,1 29:59 4:53

Diese Messdaten zeigen offensichtlich, dass den Ergebnissen nicht exakt getraut werden kann! Kein einziges Mal wurde die richtige Streckenlänge von 6,4 km ermittelt, durchgängig wurde zu kurz gemessen. Das aber nicht konsequent: Innerhalb der Ergebnisse zeigen sich Abweichungen von 200 m, und das bei einer Gesamtstreckenlänge von lediglich 6,4 km! Das entspricht 3,125 %! Der angegebene Schnitt korreliert zusätzlich nicht immer mit der Streckenlänge, dort gibt es also einen weiteren Unsicherheitsfaktor. Nehmt eure GPS-Uhren also nicht so genau! Abweichungen gibt es immer.

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4 Gedanken zu „14/24 Der GPS-Vergleich

  1. Die Ungenauigkeit resultiert aus den Messpunkten, die die Geräte aufzeichnen. Bei Kurven oder Abbiegungen werden die Punkte meist vorher und nachher gesetzt, so dass die Messung eine Abkürzung ergibt.

  2. Sowohl die Abweichung an sich als auch deren zeitliche Variablität ist vollkomen natürlich und erklärlich.

    Prinzipiell darf man nicht vergessen, dass man nicht viel mehr als eine Genauigkeit in der Horizontalen von 10 m – 15 m (mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit) für eine einzelne Position bei einer GPS-Uhr erwarten sollte. Wie sich das jetzt genau auf die Genauigkeit der Streckenmessung auswirkt kann man nicht genau sagen und ist sicher auch Abhängig von Algorithmen der Uhr.

    Um die Qualität der Laufaufzeichnung beurteilen zu können, empfehle ich den Track über ein Luftbild zu legen. Dabei sieht man meist ziemlich gut wo die Probleme liegen. Prinzipiell sollte die Uhr auf die größtmögliche Aufzeichnungsrate gestellt werden (1 Hz, nicht irgendeine „intelligente“ Aufzeichnungsrate – leider nicht bei jeder Uhr möglich). So kann man verhindern, dass Ecken abgeschnitten werden.

    Was verändert sich denn von Tag zu Tag?

    – z.B. die Satellitenkonstellation

    Diese wiederholt sich bei GPS mit einer Periode von 23h und 56 min (d.h. nach dieser Periode stehen die Satelliten wieder ungefähr an der gleichen Stelle am Himmel) und somit ändert sich die Anzahl der Satelliten über dem Horizont und die Richtung aus der die Signale empfangen werden (Stichwort: Schnittgeometrie, DOP). Zu beachten ist auch, dass SIgnale nicht immer direkt Empfangen, sondern evtl. zuvor reflektiert werden (Stichwort: Multipath-Effekt) und da macht es etwas aus auf welcher Straßenseite man läuft und wo gerade die Satelliten stehen.

    – z.B. der Zustand der Atmosphäre:

    Dieser beeinflusst die Laufzeit der Signale und ist schwer zu modellieren (zumindest ohne Zusatzinformationen)

    – …

    Dem interessierten Leser kann ich folgende Internetseite empfehlen: http://www.kowoma.de/gps/Fehlerquellen.htm

  3. Pingback: Der GPS-Vergleich, Teil 2 | Laufen hilft!

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