GPS Navigation Kompassrose

GPS-Genauigkeit & Einschränkungen

GPS-Korrektursystem WAAS/EGNOS
Bild 1: satellitengestütztes Erweiterungssystem

Bei guten Empfangsbedingungen beträgt die erzielbare Genauigkeit ohne Korrektur etwa 5-20m. Da aber die meisten gängigen GPS-Empfänger auch WAAS/EGNOS-Korrektursignale empfangen können, verbessert sich die tatsächlich erzielbare Genauigkeit auf 1-3m.

WAAS  (Wide Area Augmentation System) in Nordamerika und EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) in Europa sind Satelliten-gestützte Erweiterungssysteme (SBAS: Satellite Based Augmentation System), die mithilfe von festen Bodenstationen Abweichungen der ermittelten GPS-Position zur tatsächlichen Position berechnen und über Satelliten entsprechende Korrekturinformationen versenden, siehe Bild 1. Da diese Korrekturinformationen auf der GPS-Frequenz L1 versendet werden, benötigt der GPS-Empfänger kein zusätzliches Empfangsteil, sondern muss nur in der Lage sein, die Korrektursignale zu dekodieren und bei der Positionsberechnung zu berücksichtigen.

GPS Empfänger - Satellitenanzeige
Bild 2: Garmin GPSMap 60CSx  mit Satelliten-Anzeige, Foto: Garmin

Optimale Empfangsbedingungen werden jedoch häufig nicht erreicht: Die GPS-Funkwellen breiten sich aufgrund der sehr hohen Frequenz quasi-optisch aus und der GPS-Empfänger sollte deshalb "Sichtkontakt" zu möglichst vielen Satelliten haben.

Fehler in der Positionsberechnung werden vor allem durch zu starke Dämpfung, durch Reflexion einzelner oder aller GPS-Signale und durch den Empfang von zu wenig Satelliten verursacht: In Tälern oder in Häuserschluchten ist der Sichtkontakt zum Himmel eingeschränkt. Dadurch können weniger Satelliten empfangen werden, außerdem treten Reflexionen auf. Dämpfung tritt zum Beispiel im Wald unter dichtem Blätterdach auf, oder auch wenn der GPS-Empfänger an einer ungünstigen Stelle im Fahrzeug positioniert wurde.

Gängige Outdoor GPS-Empfänger zeigen sowohl den erfolgreichen Empfang des WAAS/EGNOS-Korrektursignals, als auch einen Schätzwert für die Genauigkeit der Positionsberechnung an, siehe Bild 2. Manche Empfänger geben zusätzlich einen Alarm aus, wenn keine Positionsberechnung möglich ist oder die Genauigkeit einen gewissen Grenzwert unterschreitet.
Bei schlechten Empfangsbedingungen können diese Genauigkeitsangaben allerdings deutlich daneben liegen. Empfängt der GPS-Empf??nger von einem oder mehreren Satelliten nur reflektierte Signale, kann dies der Empfänger nicht erkennen und gibt eine zu gute Genauigkeit an. Beispiel:  Der Empfänger zeigt eine Genauigkeit von +/-10m an, während die tatsächliche Positionsabweichung 100m beträgt. In der Praxis sollte man deshalb zur Einschätzung der GPS-Genauigkeit auch die Umgebung mit berücksichtigen.

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