Warum GPS abweicht, und wie weit

Der blaue Punkt landet auf der falschen Straßenseite. Die Position wandert, obwohl Sie stehen. Eine GPS-Position trägt immer einen Fehler, aber er stammt aus einer kurzen Liste von Quellen, und einige davon können Sie selbst beheben. Hier ist diese Liste, getrennt nach dem, was in Ihrer Hand liegt, und dem, was nicht.

Die Position entsteht aus gemessenen Entfernungen

Jeder Satellit sendet die Zeit und seinen Ort. Der Empfänger berechnet die Laufzeit und daraus die Entfernung. Vier Satelliten genügen für eine Position: vier statt drei, weil zugleich der Uhrfehler des Empfängers gelöst werden muss.

Also wird alles, was die Entfernung verfälscht, unmittelbar zum Fehler. Alles Folgende verfälscht eine Entfernung.

Fünf Fehlerquellen

Die Ionosphäre. Eine geladene Schicht zwischen etwa 100 und 1.000 km verzögert das Signal. Unkorrigiert sind das Dutzende Meter; mit dem einfachen ausgestrahlten Modell bleiben mehrere Meter. Das ist heute die größte Quelle.

Die Atmosphäre. Wasserdampf in Bodennähe verzögert ebenfalls. Feuchte Tage sind schlechter. Einige Meter.

Reflexionen. An Wänden, Glas, Boden oder Fahrzeugen zurückgeworfene Signale kommen später an und messen zu lang. In der Stadt liegt der Punkt fast immer deshalb in der Nachbarstraße.

Satellitengeometrie. Über den Himmel verteilte Satelliten geben eine scharfe Lösung, gedrängte eine unscharfe. Das Maß dafür heißt DOP, kleiner ist besser.

Satelliten und Empfänger. Uhren und Bahnen tragen ein bis zwei Meter Fehler. Empfängerrauschen und Antennenqualität zählen ebenfalls.

Wie weit daneben, in der Praxis

Einige Meter unter freiem Himmel, fünf bis zehn im Wohngebiet, Dutzende zwischen hohen Gebäuden. In Innenräumen gibt es keine Lösung oder eine grob falsche.

Der Höhenfehler beträgt das 1,5- bis 2-fache des horizontalen. Der Grund ist einfach: Die Satelliten stehen alle oben, es fehlt die Geometrie von unten, um die Höhe festzunageln.

Was Sie selbst beheben können

Nach Wirkung geordnet. Gehen Sie unter freien Himmel. Ein Schritt heraus aus dem Schatten eines Gebäudes, eines Baums oder einer Brücke bewirkt mehr als alles andere in dieser Liste.

Ändern Sie die Haltung. In der Tasche, tief in der Hosentasche oder hinter Metall bricht der Empfang ein. Verdecken Sie nicht die zum Himmel weisende Seite.

Warten Sie nach dem Einschalten kurz. Die Position braucht Dutzende Sekunden, bis sie sich setzt.

Nutzen Sie mehrere Konstellationen. GPS plus QZSS, GLONASS, Galileo und BeiDou verdoppelt die sichtbaren Satelliten mehr als nur und hält die Geometrie im Gleichgewicht.

Wählen Sie einen Zweifrequenzempfänger. Mit zwei Frequenzen lässt sich die ionosphärische Verzögerung herausrechnen, und Reflexionen stören weniger. Beim nächsten Kauf ist das der entscheidende Unterschied.

Die Mauer, die ein einzelner Empfänger nicht überwindet

Auch danach bleibt eine Einzelpunktlösung im Meterbereich, denn die Ursache liegt nicht im Empfänger, sondern in dem Himmel, durch den das Signal kam.

Es gibt genau einen Weg daran vorbei: der Vergleich mit einem Empfänger an bekannter Position. Ein naher Empfänger sieht die Signale durch denselben Himmel und trägt denselben Fehler. Zieht man ihn ab, verschwindet der gemeinsame Anteil. Das ist RTK, und der Fehler sinkt auf Zentimeter.

Nötig sind ein geeigneter Empfänger und eine Korrekturquelle: eine öffentliche Basisstation, ein kostenpflichtiger Dienst oder, in Japan, eine von den QZSS-Satelliten ausgestrahlte Korrektur.

Sehen Sie zuerst nach, was um Sie herum ist

Bevor Sie etwas kaufen: Prüfen Sie, ob es in der Nähe Ihres Einsatzortes eine nutzbare Basisstation gibt. Die Genauigkeit fällt mit der Basislinienlänge, die Frage ist also, ob eine innerhalb von etwa 10 km steht.

KUON GEO fragt die öffentlichen Basisstationen der Welt alle zehn Minuten ab und listet sie mit ihrer Verfügbarkeit. Auf der Karte trägt jede Station Kreise von 10 und 20 km, sodass auf einen Blick sichtbar ist, in welchem Ihr Standort liegt.