Grundlagen der GPS-Navigation

Die Abkürzung GPS steht für Global Positioning System und beschreibt eine satellitengestützte geographische Orientierungshilfe. Zur Zeit sind für den zivilen Bereich zwei globale Positionierungssysteme von größerer Bedeutung: NAVSTAR-GPS und GLONASS. Weitere Systeme befinden sich im Aufbau. Diese weltweit kostenlos nutzbaren Systeme stellen mit Hilfe von Weltraum-Satelliten Signale bereit, die von GPS-Empfängern zur Ortung ausgewertet werden. Die Ortsbestimmung nach geographischen Informationen (sog. Wegpunkte bzw. Track Points) kann mit einer Landkarte abgeglichen werden, um den Aufenthaltsort zu bestimmen. Alle handelsüblichen Fahrzeug-Navigationsgeräte basieren auf GPS und längst sind auch kompakte Fahrrad-GPS-Navigationsgeräte erhältlich.

GPS-Geräte können Bewegungspfade sowohl aufzeichnen (Loggen von GPS-Tracks) als auch vorgeben (Navigation nach GPS-Tracks). Ein GPS-Track ist eine digitale Computerdatei, die geographische Koordinaten enthält und durch deren chronologische Ordnung einen Weg (Track) beschreibt. GPS-Tracks können mithilfe von digital codiertem Kartenmaterial auch ohne GPS-Empfang am Computer geplant werden. Die vom Rennrad-Kletterführer Deutschland angebotenen GPS-Tracks basieren alle auf digitalem topographischen Kartenmaterial.

Mit einer geeigneten Anwendung auf einem Endgerät (z.B. Radcomputer oder Smartphone) können GPS-Tracks gelesen und grafisch angezeigt werden. Dabei werden die Wegpunkte mit einer Linie verbunden und ggfs. auf eine Landkarte projiziert. Ein GPS-fähiges Empfangsgerät gleicht die geographische Position des Gerätes fortlaufend mit dem beschriebenen Weg ab und ermöglicht Dir dadurch, dem beschriebenen Weg zu folgen.

Die Praxistauglichkeit der GPS-Navigation steht und fällt mit dem Abgleich der eigenen Position mit einem digital beschriebenen Weg bzw. einer zugrundeliegenden digitalisierten Landkarte. Die Genauigkeit des Abgleichs ist von verschiedenen Faktoren abhängig. So ist das kostenlos nutzbare Positionierungssignal in der Genauigkeit auf ca. 10-15 Meter beschränkt. Es gibt zwar ein kostenpflichtiges Positionierungssignal, das eine erheblich präzisere Ortung erlaubt. Das ist jedoch speziellen Anwendern (i.d.R. Militär) und speziellen Endgeräten vorbehalten. Weitere wesentliche Faktoren, von denen die Genauigkeit der Ortung abhängt, sind die Qualität des Satellitenempfangs (in abgeschirmten, engen Schluchten durch Reflektion oft mangelhaft) und die Prozessorleistung des GPS-Empfängers in Verbindung mit der Dynamik der Bewegung (ältere Geräte sind meist etwas reaktionsträge).

Ein spezielles Navigationsproblem besteht darin, dass korrekte Navigationsanweisungen eine Bewegungsrichtung voraussetzen und eine solche Richtung bei Geräten ohne integrierten Kompass nur durch Bewegung erkannt werden kann. Damit ein Navi eine Wegbeschreibung korrekt in Fahrtrichtungsanweisungen umsetzt, muss sich der/die Navigierende also zunächst in Bewegung setzen. Mit anderen Worten ist einem Abbiegehinweis nicht zu trauen, wenn er im Stand erfolgt, da im Stand die Ausrichtung des Gerätes nach einer Himmelsrichtung selten zuverlässig erkannt wird.

Der Rennrad-Kletterführer Deutschland nutzt GPS-Tracks, um Radtouren zu beschreiben. Du überträgst die GPS-Dateien auf Dein Fahrrad-Navigationsgerät, startest die Navigation und folgst den Fahrtrichtungsanweisungen des Gerätes, um die beschriebenen Radtouren nachzufahren. Grundsätzlich kann die Fahrrad-Navigation statisch oder dynamisch erfolgen, wobei die dynamische Navigation per Routing für unsere Tracks nicht erforderlich ist.

Routing bedeutet, sich durch eine vom Navi vorgeschlagene Strecke zum Ziel (bzw. zum nächsten Wegpunkt) führen zu lassen. Die klassische Auto-Navigation ist ein gutes Beispiel für Routing. Da unsere Kurse allesamt Rundkurse sind, entspricht das Ziel dem Startort und eine reine Zielnavigation ohne unsere Wegpunkte wäre sinnlos. Es sind ja gerade die Wegpunkte, welche die gewünschte Radtour beschreiben. Die Wegpunkte unserer Strecken liegen nur wenige Meter auseinander. Echtes Routing findet also kaum statt, verbraucht jedoch viel Akkukapazität. Außerdem kann die automatische Streckenfindung des Navis zu unangenehmen Überraschungen bei der Wahl des Verkehrsweges führen. Die Routingfunktion ist bei verwinkelten Kursen trotzdem hilfreich, da sie akustische Abbiegehinweise geben kann.

Zur Nutzung unserer Tracks ist die statische Navigation, d.h. die Anzeige des Pfades auf dem Display des Navigationsgerätes, unserer Meinung nach völlig ausreichend. Puristen kommen sogar ohne die Anzeige einer Straßenkarte aus - der abgebildete Pfad verläuft dank digitaler Planungsgrundlage ja exakt auf einem Verkehrsweg.

Wie die GPS-Dateien auf das jeweilige Endgerät zu übertragen sind (drahtlos oder per Verbindungskabel), in welches Verzeichnis sie zu kopieren sind, wie die Navigation erfolgt und welche Navigationsoptionen das Gerät zur Verfügung stellt, darüber gibt die Bedienungsanleitung des Geräteherstellers Auskunft (bzw. die Beschreibung der Smartphone-App). Es würde jeglichen Rahmen sprengen, wollte ich hier versuchen, den Umgang mit allen verfügbaren Navigationsgeräten und Apps zu beschreiben (oder aktuell zu halten).

Du darfst darauf vertrauen, dass unsere GPS-Tracks kompatibel mit Deinem Endgerät sind, weil die Tracks im allereinfachsten GPX-Datenformat ohne überflüssigen Schnickschnack erstellt wurden. Das GPX-Format ist ein offenes, lizenzfreies Format, das von jedermann und jederfrau jederzeit gebührenfrei genutzt werden kann. Übrigens sind Dateien im GPX-Format im Klartext verfasst und können bspw. mit einem Text-Editor eingesehen werden.

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