GPS-Genauigkeit & Einschränkungen
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.
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-Empfänger 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.
