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GPS Höhenangabe falsch

Dieses Thema im Forum "HTC Magic Forum" wurde erstellt von heikov, 20.09.2009.

  1. heikov, 20.09.2009 #1
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    Liebes HTC MAgic Forum!

    Die GPS werte stimme bis auf die Höhenangabe. Die ist ca. 200 HM zu tief! Kennt jemand dieses Problem?

    Lg Heiko
     
  2. e-Zee, 22.09.2009 #2
    e-Zee

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    Bei mir sind sie meist zu hoch :D
     
  3. Temar, 22.09.2009 #3
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    Woher kennt ihr eure Höhe so genau?

    Wenn ihr mal "GPS Status" installiert, denn wird dort neben der Position auch eine Abweichung mit angegeben. Diese Abweichung schliesst die Höhe mit ein. Wenn dort also steht: Abweichung 6m, dann bezieht sich das auch auf die Höhe. Ihr befindet euch also irgendwo innerhalb einer Kugel mit dem Radius 6 m, deren Zentrum die angegbene Position ist. Es ist nicht möglich, dass ihr bei einer angegebenen Abweichung von 6m eine 200m-Höhenabweichung habt. Wenn, dann habt ihr eine Abweichung von 200m in alle Richtungen.
     
  4. e-Zee, 22.09.2009 #4
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    Naja, wenn ich direkt an der Ostsee stehe und mir mein GPS eine Abweichung von 4m vorgibt, aber sagt, dass ich 60m über dem Meeresspiegel bin, dann kann das nicht stimmen.
    Oder wird der Meeresspiegel irgendwo anders als feste Konstante definiert?

    Edit: grad gefunden "Offenbar gibt es eine europäische Standardisierung auf der Basis des normalisierten Pegels in Amsterdam." Aber das sind dennoch krasse Abweichungen. Ob die Erde nun ein Geoid ist oder nicht... Zumal ich "nur" 600km östlich von Amsterdam wohne...
     
    Zuletzt bearbeitet: 22.09.2009
  5. Temar, 22.09.2009 #5
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    Europäsche Standardisierungen spielen hier keine Rolle - GPS ist von den Amis aufgezogen. Interessant ist, wie das Nullniveau für GPS definiert ist.

    60m Abweichung klingt allerdings schon enorm. In meinem Kroatienurlaub hatte ich ne Abweichung von 3-4 m zum Meeresspiegel.
     
  6. Familievierfuss, 22.09.2009 #6
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    Bubi und Temar haben sich bedankt.
  7. Temar, 22.09.2009 #7
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    Sehr guter Link, danke.

    Also scheint der GPS-Empfänger vom Magic keine saubere Geodidkorrektur vorzunehmen. Insofern lag ich also falsch, dass "Europäische Standards keine Rolle spielen", denn diese fliessen wohl in den Referenzgeodid mit ein.

    Mit entsprechender Software könnte man das dann allerdings korrigieren. Die Position und die Abweichung die der Empfänger liefert sind ja exakt. Nur das Nullniveau für die Region (Referenzgeodid) wird nicht berücksichtigt.

    Eine Anpassung ist also trivial: "Abstand akt. Position zum Zentrum" - "Abstand Nullniveau des Referenzgeodid an dieser Position zum Zentrum" = Höhe.

    Damit aber alle Anwendungen davon profitieren können, müsste man das direkt in die entsprechenden Funktionen von Android reinpatchen. Somit kommen nur Custom-Rom Nutzer in den Genuss einer exakten Höhe.
     
  8. fipsy, 15.03.2010 #8
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    Topografische Karte!?

    Nein, lediglich die Abweichung in der Fläche (horizontal). Die Abweichung in der Höhe ist bei GPS systembedingt deutlich größer (ca. 2-3 Mal so groß wie die horizontale Abweichung) und wird i.d.R. separat angezeigt, sofern das System dies unterstützt.

    Bei mir ist die Höhenangabe auch immer 50-70 Meter zu hoch. Das war schon bei meinem alten, externen Nokia GPS-Empfänger so. Da konnte man allerdings wenigstens einen Offset einstellen.

    Lediglich mein uralter Garmin eMap aus dem Jahre 2000 zeigt die Höhe immer korrekt an. Auf den lasse ich nichts kommen! ;-) Es ist zwar ein schwerer Klotz, aber technisch auch heute noch erste Sahne und für "richtige" Outdoor-Aktivitäten immer noch absolut unentbehrlich. Da ist ein Handy-GPS Grütze gegen. Einziger Vorteil: Die Empfänger sind heute deutlich empfindlicher geworden als damals.

    Gruß, Volker
     
  9. fipsy, 15.03.2010 #9
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    So, ich habe nun nochmal nachgeschaut. Das Nullniveau hängt vom verwendeten Kartensystem ab. Bei meinem alten Garmin kann man aus zig verschiedenen Systemen wählen. I.d.R. verwenden aber alle Programme (auch die amerikanischen) heute das Kartensystem WGS84 (World Geodetic System of 1984). Deshalb dürften derartige Abweichungen von 50-70 Meter keinesfalls auftreten. Ich halte es daher für ein Softwareproblem und nicht für eines, das man durch einen Patch im Android-Betriebssystem lösen müsste.
     
    Zuletzt bearbeitet: 15.03.2010
  10. Reiner, 15.03.2010 #10
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    Bei mir stimmt die Höhe meist metergenau.

    Magic original VF 1.6
     
  11. fipsy, 16.03.2010 #11
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    Wie gesagt, es hängt von der Anwendung ab, ob eine Höhenkorrektur durchgeführt wird. Mit welcher Software ermittelst du denn die Höhe?
     
  12. Reiner, 17.03.2010 #12
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    Hast recht. Ist scheinbar anwendungsbedingt oder i hab zu schnell getestet.
    Am genauesten sind Maverick und GPS Status.
    Allerdings fängt es anfangs mit ca gleicher Angabe an wie ähnliche apps. Beginnend bei knapp 70m. Schalten aber schnell auf korrekte 490m um (home)
     
  13. Temar, 17.03.2010 #13
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    Fipsy, bitte lies doch das nächste Mal den kompletten Thread bevor du antwortest. Die Problematik wurde schon längst geklärt und mit einem sehr gute Link von FamilieVierfuss belegt.

    Nein, das Nullniveau hängt von der Geodidkorrektur ab. Daher können zwei GPS Geräte, welche unterschiedliche Referenzellipsoiden verwenden, trotzdem die gleiche Höhe anzeigen - auch wenn sie sich bei der aktuellen Position vielleicht nicht ganz einig sind. Siehe dazu auch den Link von FamilieVierfuss.

    Doch, denn es entscheidet nicht der Referenzellipsoid über die endgültig angezeigte Höhe, sondern die Geodidinformationen, die im Gerät hinterlegt sind.

    Und wie genau willst du die GPS Firmware patchen? Dieses Problem kann _nur_ durch einen Android-Patch behoben werden. An die GPS Firmware kommst du nicht ran.
     
  14. fipsy, 18.03.2010 #14
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    Also GPS Status zeigt bei mir auch immer die falsche Höhe an. Es pendelt sich stets auf ca. 102 Meter ein, obwohl ich in Hannover i.d.R. zwischen 52 und 57 Meter hoch bin. Das Korrekturdatum von -48 Meter für Deutschland (das man überall als Richtwert findet) passt also sehr gut.


    Gruß, Volker
     
  15. fipsy, 18.03.2010 #15
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    Nein, sie wurde _hier_ nicht vollständig geklärt. Ein unkommentierter Link auf einen ellenlangen Artikel, der nur für wissenschaftlich Gebildete mit viel Zeit verständlich ist, ist keine Klärung!

    Geoidkorrektur (nicht Geodidkorrektur!) und Referenzellipsoid gehören doch zusammen!? Deshalb ist natürlich das verwendete Kartensystem für die Höhenangabe entscheidend. Sicher kannst du Referenzellipsoid und Geoidkorrektur aus zwei verschiedenen Kartensystemen nehmen. Aber das macht doch überhaupt keinen Sinn?! Schließlich wurde das Referenzellipsoid für eine Geoidkorrektur erstellt.

    Also dann haste dir den Artikel aber auch nicht richtig durchgelesen, denn dort wird eindeutig festgestellt, dass es u.a. eine Geoidkorrektur nach dem Kartenbezugssystem WGS-84 gibt.

    Ich will nicht die Firmware patchen, sondern erwarte lediglich, dass die verwendete Software (= Apps) eine Geoidkorrektur vornimmt. Oder zumindest ein Offset einstellbar ist, wenn sie das nicht tut!


    Gruß, Volker
     
  16. Temar, 18.03.2010 #16
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    Natürlich.

    Dem sollte eben nicht so sein. Natürlich wirst du vielleicht in der Praxis Abweichungen von ein paar Metern haben, generell sollten aber alle Systeme die gleiche Höhe anzeigen. Alle Systeme bemühen sich ja die Erde möglichst gut wiederzugeben. Da sie aber unterschiedliche Bezugssysteme verwenden, können sie sich in der angezeigten _Position_ unterscheiden. Die aktuelle _Höhe_ sollte aber immer die gleiche sein.

    Warum sollte man das auch machen.

    Ursprünglich hast du geschrieben: "Das Nullniveau hängt vom verwendeten Kartensystem ab." Dem sollte aber nicht so sein, es sei denn du meinst damit den Radius des Ellipsoids an der aktuellen Position - dann hast du Recht. Das Null-Niveau ist aber doch die Meeresspiegelhöhe, die sich aus der Goidkorrektur ergibt - und die sollte im Idealfall immer gleich sein.

    Nein, eben nicht. Erst gab es das Ellipsoid und dann die Geoidinformationen. Diese dienen ja zur Korrektur des Ellipsoids.

    Warum sollten sie das machen? Das ist nicht die Aufgabe der App, sondern der GPS Firmware. Die Daten des Empfängers werden ja nicht erst von der App in WGS84 umgerechnet, sondern die App erhält diese Daten vom Android LocationManager bereits in diesem Bezugssystem. Wenn eine App jetzt anfängt da nochmal was zu korrigieren, dann würden alle anderen Leute, bei denen die GPS Firmware die korrekte Höhe zurückgibt, auf einmal nur noch falsche Werte haben.
     
  17. fipsy, 18.03.2010 #17
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    Zitat von fipsy [​IMG]
    Deshalb ist natürlich das verwendete Kartensystem für die Höhenangabe entscheidend.

    Nö. Da die Höhe immer auf den Meeresspiegel bezogen wird und dieser an verschiedenen Stellen der Erde höchst unterschiedlich ist, sind auch die Höhenangaben höchst unterschiedlich. Verschiedene Länder haben verschiedene Kartenbezugssysteme und diese wiederum höchst unterschiedliche Höhenangaben. Sie unterscheiden sich teilweise um mehrere hundert(!!!) Meter voneinander!

    Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/H%C3%B6he_(Geod%C3%A4sie)
    Und vor allem hier: Höhe über dem Meeresspiegel ? Wikipedia

    Ich bleibe dabei: Das Nullniveau hängt sogar in extemer Weise vom verwendeten Kartenbezugssystem ab! Begründung: Siehe oben. Die Meeresspiegelhöhe ergibt sich übrigens nicht aus der Geoidkorrektur, sondern umgekehrt ;-).

    Zitat von fipsy [​IMG]
    Schließlich wurde das Referenzellipsoid für eine Geoidkorrektur erstellt.
    Hmm, ist das nicht genau das, was ich geschrieben habe? ;-) Das Ellipsoid wurde erstellt, um mit Hilfe einfacher Berechnungen (Interpolation) und eines Korrekturfaktors die Höhe zu errechnen. D.h. das Ellipsoid wurde als Hilfsmittel für die Geoidkorrektur erstellt.

    Zitat von fipsy [​IMG]
    Ich will nicht die Firmware patchen, sondern erwarte lediglich, dass die verwendete Software (= Apps) eine Geoidkorrektur vornimmt.

    Ich gehe davon aus, dass Android die Daten im NMEA-Format zur Verfügung stellt. Die App muss dann die Umrechnung vornehmen, wenn sie nicht völlig daneben liegen will, denn nur die App ermöglicht dem Anwender, das Kartenbezugssystem einzustellen (oder einen Höhen-Offset). NMEA bietet zwei Höhenangaben an: Höhe über Geoid und zusätzlich die nach WGS-84 korrigierte Höhe. Diese sollte dann von der Anwendung in die "richtige" Höhe umgerechnet werden. Es wäre schön, wenn es eine APP gäbe, die die vom Android-GPS gesendeten Daten im NMEA-Format z.B. direkt über Bluetooth ausgibt. Dann könnte man das Android auch als GPS-Maus verwenden!

    Gruß, Volker
     
  18. Temar, 19.03.2010 #18
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    Es stimmt natürlich, dass der Meeresspiegel überall unterschiedlich ist. Dies ist aber irrelevant, da wir davon gesprochen haben an ein und demselben Punkt der Erde die Höhenangaben zweier Bezugssysteme zu vergleichen. Die beiden Systeme zeigen unterschiedliche Koordinaten an, aber die gleiche Höhe.


    Nein, nicht wenn wir über die absolute "Höhe über dem Meeresspiegel" sprechen. Dies steht übrigens auch in dem von dir zitierten Wikipedia Artikel:
    Die Unterschiede zwischen den Höhensystemen betragen in der Regel Zentimeter bis einige Dezimeter, können aber in Extremfällen auch Meter annehmen.

    Vielleicht sollten wir erstmal Nullniveau einheitlich definieren. Ich habe irgendwie das Gefühl, dass wir ein wenig aneinander vorbei reden.

    Du drehst es dir, wie es dir gerade passt. Wir reden hier davon, wie ein GPS-Empfänger die Höhe bestimmt. Für diesen ergibt sich die Meeresspiegelhöhe erst durch die Geoidkorrektur. Zum Zeitpunkt der Definition des Bezugssystems war das natürlich andersrum.

    Nein, wie soll denn das gehen? Erst die Korrektur und dann fragst du dich welcher Ellipsoid passt dazu?

    Umgekehrt wird ein Schuh draus. Du hast einen Geoid und versuchst diesen möglichst genau mit einem Ellipsoid anzunähern. Da das aber nicht 100% passt teilst du deinen Ellipsoid in mehrere Sektoren und berechnest für jeden Sektor einen Korrekturfaktor.
     
    Zuletzt bearbeitet: 19.03.2010
  19. fipsy, 19.03.2010 #19
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    Genau, da war das Missverständnis! Alle Kartenbezugssysteme legen das selbe Geoid zugrunde (nämlich die theoretische Höhe des Meeresspiegels an einer bestimmten Stelle der Erde, wenn die Erde komplett mit Wasser bedeckt wäre). Aber sie haben völlig unterschiedliche und an die Notwendigkeiten vor Ort angepasste Ellipsoide, die dann mit Hilfe von (nur für das jewelige Bezugssystem gültigen) Korrekturfaktoren auf das Geoid an der gewünschten Stelle der Erde heruntergerechnet werden.

    Dies führt natürlich dazu, dass alle Bezugssysteme die selbe Höhe (über dem theoretischen Meeresspiegel an dem jeweiligen Ort) angeben.

    Aber darum ging es mir gar nicht. Mir ging es darum, dass die für das jeweilige Land übliche Höhe richtig angegeben wird! Und diese hängt von dem für das jeweilige Land gültigen Pegel ab. In Deutschland ist der Bezugspegel der mittlere Wasserpegel in Amsterdam. Dieser sollte dann identisch sein mit dem Geoid in Amsterdam. Wenn man davon ausgeht, dass der (theoretische Geoid-) Pegel in Deutschland etwa identisch mit dem in Amsterdam ist, sollte die GPS-Höhenangabe nach Geoidkorrektur mit der amtlichen Höhenangabe weitgehend übereinstimmen.

    Der Kasus Knacktus ist aber, dass z.B. mein Garmin Navigationsgerät stets bis auf den Meter genau die für Deutschland korrekte, amtliche Höhe angibt, während das Android GPS eine Höhe angibt, die 48 Meter ÜBER der amtlichen Höhe in Deutschland liegt. Und das lässt sich (da war mein Denkfehler) nur durch eine fehlende Geoidkorrektur im Android erklären.

    Deshalb meinte ich, dass die Software es ermöglichen müsste, einen entsprechenden Korrekturfaktor einzugeben, wenn das Gerät schon keine Geoidkorrektur beherrscht. Denn wenn ich mit meinem Android an die Nordsee fahre, müsste dort eine Resthöhe von 48 Meter angezeigt werden, vermute ich. Ich werde das bei Gelegenheit mal testen.

    Ich hoffe, wir haben nun nicht mehr aneinander vorbei geredet ;-).

    Zitat von fipsy [​IMG]
    D.h. das Ellipsoid wurde als Hilfsmittel für die Geoidkorrektur erstellt

    Nein, so hatte ich das nicht gemeint. Es geht doch darum, eine möglichst gute Annäherung an die Realität zu finden. Deshalb sucht man ein Ellipsoid, dass möglichst gut an die reale Oberfläche rankommt. Und zu diesem muss man dann Korrekturfaktoren erstellen. Deshalb ist in meinen Augen das (idealisierende) Ellipsoid lediglich ein Hilfsmittel für die erst durch Geoidkorektur gefundene Realität.

    Puh! :)
    Volker
     
    Zuletzt bearbeitet: 19.03.2010
  20. fipsy, 19.03.2010 #20
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    So, nun tun wa nochmal richtig Butter bei die Fische.

    1. Es gibt ein Programm für Android, das die vom GPS-System gelieferten Daten im NMEA-Format über die serielle Bluetooth-Schnittstelle ausgibt! Es heißt "BlueNMEA" und funktioniert perfekt. Ist im Marketplace runterzuladen.

    2. Ich habe meinem Nokia Empfänger unrecht getan. Er gibt auch einwandfreie Höhendaten aus. Warum er früher mal 110 Meter angezeigt hat, weiß ich nicht. Jetzt zeigt er korrekte 63 Meter an (58 Meter Niveau plus 5 Meter für die 1. Etage im Haus).

    3. Im folgenden habe ich eben mal drei NMEA-Datensätze aus meinem Fenster aufgezeichnet:

    a) Garmin:
    $PGRMZ,207,f,3*1E
    $PGRMM,WGS 84*06
    $GPRTE,1,1,c,*37
    $GPRMC,175014,A,5222.8946,N,00949.4113,E,0.0,0.0,190310,0.7,E,A*17
    $GPRMB,A,,,,,,,,,,,,A,A*0B
    $GPGGA,175014,5222.8946,N,00949.4113,E,1,07,1.5,63.1,M,46.3,M,,*75
    $GPGSA,A,3,05,,08,09,10,15,,,,,27,28,2.9,1.5,2.0*31
    $GPGSV,3,1,12,05,36,203,51,07,10,070,00,08,46,065,42,09,11,254,45*78
    $GPGSV,3,2,12,10,19,183,46,15,56,293,45,18,12,323,00,19,10,027,00*70
    $GPGSV,3,3,12,21,09,304,00,24,11,296,00,27,22,256,46,28,59,107,46*78
    $GPGLL,5222.8946,N,00949.4113,E,175014,A,A*46
    $GPBOD,,T,,M,,*47
    $PGRME,6.3,M,11.3,M,12.9,M*22

    b) Nokia:
    $GPGGA,180435.000,5222.8969,N,00949.4106,E,1,06,1.6,63.3,M,47.0,M,,0000*6D
    $GPGSA,A,3,27,05,28,08,15,09,,,,,,,2.9,1.6,2.5*36
    $GPGSV,3,1,12,15,63,289,35,28,59,093,43,08,38,068,33,05,28,199,36*71
    $GPGSV,3,2,12,27,28,259,42,18,26,306,,17,25,067,,09,16,257,41*7F
    $GPGSV,3,3,12,10,11,181,32,19,07,021,,25,07,077,,21,06,298,*78
    $GPRMC,180435.000,A,5222.8969,N,00949.4106,E,0.14,156.02,190310,,,A*64

    c) Android:
    $GPGSA,A,3,,9,12,15,17,18,,,27,28,,,,,,*0e
    $GPGSV,3,1,10,8,8.0,85.0,24.0,9,48.0,277.0,27.0,12,6.0,219.0,23.0,15,69.0,190.0,36.0*4b
    $GPGSV,3,2,10,17,30.0,113.0,43.0,18,30.0,290.0,28.0,22,14.0,323.0,21.0,26,28.0,307.0,21.0*7e
    $GPGSV,3,3,10,27,58.0,280.0,28.0,28,37.0,56.0,26.0*49
    $GPGGA,192137,5222.8921,N,00949.4122,E,1,,9.487171,109.0,M,,,,*27
    $GPGLL,5222.8921,N,00949.4122,E,192137,A*21
    $GPRMC,192137,A,5222.8921,N,00949.4122,E,0.0,true,190310,,*24

    Interessant sind jeweils nur die $GPGGA Datensätze, die die Höhe beinhalten. Siehe auch Das NMEA-0183 Datenformat

    Garmin: $GPGGA,175014,5222.8946,N,00949.4113,E,1,07,1.5,63.1,M,46.3,M,,*75
    Nokia: $GPGGA,180435.000,5222.8969,N,00949.4106,E,1,06,1.6,63.3,M,47.0,M,,0000*6D
    Android: $GPGGA,192137,5222.8921,N,00949.4122,E,1,,9.487171,109.0,M,,,,*27

    Sowohl Garmin als auch Nokia liefern hier neben der 'Höhe über Geoid' (also dem theoretischen Meeresspiegel) von 63.1 bzw. 63.3 Metern noch die 'Höhe Geoid minus Höhe Ellipsoid' (nach WGS84) von 46.3 bzw. 47 Metern. Eigentlich sollten diese Werte identisch sein. Vermutlich benutzen die beiden Empfänger unterschiedliche Geoid-Interpolationsverfahren und kommen daher auf leicht unterschiedliche Werte.

    Android fällt nun total aus der Reihe. Es liefert einen um 46 Meter falschen Höhenwert und auch keinen Korrekturwert ('Höhe Geoid minus Höhe Ellipsoid'). Offenbar findet im Android keine Geoidkorrektur statt, sondern es wird einfach der Wert des WGS84-Referenzellipsoids ausgegeben. Na super! :-( Was ist denn das für ein Murks-GPS!? Höhenmäßig kann man das Gerät also in die Tonne treten. Es sei denn, man weiß immer, wie gerade die Geoid-Korrekturwerte an der aktuellen Position sind. Da ist also dringend etwas zu tun und es sollte schleunigst eine Geoidkorrektur eingebaut werden...

    Gruß, Volker
     

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