GPS Navigation Kompassrose

Smartphone vs. GPS-Empfänger

Mittlerweile verfügen die meisten Smartphones über hochwertige GPS-Module. Einige sind sogar wasser- und staubdicht und damit auch für den Outdooreinsatz geeignet.
Passende GPS- bzw. Navi-Apps inklusive Kartenmaterial werden ebenfalls in immer größerer Auswahl angeboten und zusammen mit mehreren Ersatzakkus und/oder einem mobilen Notstromladegerät dürfte das Smartphone-Navi auch mehrtägige Bergtouren ohne Steckdose überstehen. Der größte Nachteil gegenüber klassischen GPS-Empfängern ist unserer Meinung nach neben der kurzen Akkulaufzeit die schlechte Erkennbarkeit der Displays bei direktem Sonnenlicht. Die Smartphone-Displays sind im Vergleich zwar meist größer und haben eine bessere Auflösung. Dafür verfügen Outdoor GPS-Empfänger über transflexible Displays, die auch ohne Hintergrundbeleuchtung und bei Sonnenschein gut erkennbar sind. Trotzdem könnte das outdoor-fähige GPS-Smartphone für den einen oder anderen eine sinnvolle Alternative zum klassischen GPS-Empfänger darstellen.

Smartphone Karten-Apps und Internetzugang

Smartphones werden je nach Betriebssystem bereits mit vorinstallierter Kartensoftware ausgeliefert. Auf Android-Smartphones ist neben der kostenlosen GoogleMaps-App sogar eine vollwertige Straßennavi-App mit Sprachnavigation vorinstalliert. Sowohl für die Benutzung von GoogleMaps als auch für das Straßennavi ist eine Verbindung in das Internet erforderlich. Bei den heutzutage üblichen mobilen Internet-Flats von 5-10 Euro pro Monat stellt dies für viele jedoch kein Hindernis mehr dar. Zumindest innerhalb der Landesgrenzen ist der Smartphone-Benutzer immer online und kann sowohl auf die GoogleMaps-Karten als auch auf die Straßennavi-App zugreifen. Problematisch wird es erst im Ausland wegen der hohen Roaming-Gebühren oder in den Bergen beziehungsweise in Tälern ohne Mobilfunk-Empfang. Der GPS-Empfang ist hier zwar gewährleistet, jedoch können keine Karten über das Internet nachgeladen werden. Ein weiterer Nachteil der Google-Karten sind die nach wie vor fehlenden Wander- und Radwege. Abhilfe schafft hier die Installation von zusätzlichen Navi- oder Karten-Apps, die zum Beispiel Open Street Map-Karten anzeigen und diese offline auf der Geräte-internen microSD-Karte vorhalten. Möchte man lieber die gute alte Papiere-Wanderkarte mit UTM-Koordinatennetz nutzen, benötigt man dagegen eine App, die die GPS-Koordinaten entsprechend konvertiert und anzeigt.
Insgesamt glauben wir, dass es die klassischen GPS-Empfänger schwer haben werden, sich auf Dauer gegen die allgegenwärtigen GPS-Smartphones zu behaupten. Sie werden höchstwahrscheinlich ähnlich viele Marktanteile an die Smartphone-Liga abgeben müssen wie die klassischen Straßennavis.

Die Auswahl des richtigen Smartphones

Outdoor Smartphone
Samsung Galaxy Xcoover
Foto: Samsung

Handlich und robust sollte es sein, ein auch im Sonnenlicht gut erkennbares Display besitzen und eine Betriebsdauer von mindestens 12 Stunden bieten. Leider erfüllt alle diese Ansprüche nach wie vor kein einziges derzeit erhältliche Smartphone. Es gibt zwar inzwischen einige Outdoor-fähige Android-Smartphones mit kratzfesten Displays und wasserdichten u. relativ robusten Gehäusen. Bezüglich Display-Erkennbarkeit im Sonnenlicht und Betriebsdauer wird man jedoch einige Einschränkungen hinnehmen müssen:

Display:

Die selbstleuchtenden oder mit Hintergrundbeleuchtung ausgestatteten Smartphone-Displays sind im Gegensatz zu den transflexiblen Displays der GPS-Empfänger in direktem Sonnenlicht kaum noch erkennbar. Auf der Wanderung kann man hier das Smartphone mit der Hand oder dem eigenen Körper abschatten, am Fahrradlenker muss man dagegen auf trübes Wetter oder Wolken hoffen oder eine Pause einlegen. Die Displays sind zumindest im mittleren und höheren Preissegment kapazitiv ausgelegt. Das heißt sie reagieren nicht auf Druck (Widerstandsänderung) sondern bereits auf leichte Berührung (Kapazitätsänderung). Dies hat den Vorteil einer deutlich besseren Bedienbarkeit. Bei Regen und/oder mit nassen Händen werden diese Displays nach unseren Erfahrungen jedoch schnell unbedienbar.

mit Handschlaufe
Motorola Defy mit improvisierter Handschlaufe

Robustheit:

Hier hat sich in den letzten zwei Jahren einiges getan. Es stehen mehrere Android-Smartphones verschiedener Hersteller zur Auswahl, die sowohl Wasser- als auch staubdicht sind, über kratzfeste Displays verfügen und auch den einen oder anderen Sturz schadlos überstehen können. Insbesondere auf letzteres sollte man sich jedoch nicht zu sehr verlassen und das Gerät besser mit einer Handschlaufe ausstatten. Bei unserem Smartphone war dies nicht möglich, wir haben uns deshalb mit einer festsitzenden Silikon-Schutzhülle beholfen und diese mit einer aus einem dünnen Schnürsenkel improvisierten Handschlaufe ergänzt, siehe Bild rechts.

Betriebsdauer:

Betreibt man das Smartphone ähnlich wie den klassischen GPS-Empfänger, d. h. Display und Karten-App sind ständig angeschaltet bzw. aktiv, dürfte bei den meisten Geräten der Akku bereits nach drei bis vier Stunden schlapp machen. Hier hilft nur die Mitnahme von mehreren Reserve-Akkus, oder man ändert das eigene Benutzungsverhalten dahingehend, dass Smartphone-Display und Karten-App nur gelegentlich und bei Bedarf aktiviert werden. Die restliche Zeit ist das Display aus und das Smartphone im Stand-By. Je nach Benutzungshäufigkeit kann auf diese Weise die Betriebsdauer des Android-Smartphones auf zwei bis drei Tage verlängert werden. Zusätzlich sollte das Smartphone im Flugzeug-Modus laufen. Das GPS-Modul funktioniert hier auch weiterhin und die A-GPS-Daten werden nur beim ersten Positionsfix aus dem Internet (wenn vorhanden) geladen.

UTM-Koordinaten und Kompass-App

Für Nutzer, die lieber mit einer Papierkarte wandern gehen und das GPS-Smartphone nur als Koordinatenlieferant benötigen, genügt die Installation einer Koordinatenanzeige-App, wie z.Bsp. GPS Test:

GPS Test - Koordinaten/Kompass-App:

Im Einstellungsmenü der App unter Settings-Grid kann zwischen verschiedenen Koordinatenanzeigen gewählt werden. Da die meisten GPS-fähigen Papierkarten ein UTM-Gitter besitzen, wird hier entsprechend UTM eingestellt. Wie UTM-Koordinaten aufgebaut sind und wie damit die eigene Position auf der Karte bestimmt werden kann, haben wir in den Kapiteln UTM-Koordinatensystem  und Outdoor Navigation mit UTM-Karte beschrieben. GPS Test bietet zusätzlich einen einfachen Magnetsensor-basierten Kompass, und zeigt die aktuelle Höhe (GPS-basiert) und für Frühaufsteher oder Wanderungen mit Überlänge die lokalen Sonnenaufgangs- und Untergangs-Zeiten an.

Kartenmaterial und Karten-Apps

Als kostenloses Kartenmaterial bietet sich Open Street Map (OSM) an. Neben Straßenkarten und Stadtplänen beinhaltet OSM im Gegensatz zu GoogleMaps auch Wanderwege und Radwege. Näheres zu Open Street Map hier.
Zur Anzeige der OSM-Karten wird eine App benötigt, welche die Kartendaten auf microSD-Karte vorhält und möglichst im platzsparenden Vektorformat rendert und ausgibt. Die Auswahl dafür geeigneter Apps wird insbesondere für Android-Geräte von Jahr zu Jahr größer. Wir haben uns hier auf die beiden kostenlosen Apps OsmAnd und mapFactor Navigator beschränkt:

OsmAnd - Kartenapp und Navi:

Neben der eigentlichen Karten-Anzeige bietet OsmAnd viele weitere Funktionen, z.Bsp. die Suche nach Wegpunkten, Straßennavi-Funktionen inklusive Sprachausgabe, Trackingfunktionen usw. Die Anzahl der über die App herunter ladbaren OSM-Karten ist in der freien Version auf maximal 10 begrenzt. Je größer die Länder bzw. je umfangreicher das Kartenmaterial (Kartendaten, POI, Adressen), desto mehr sind diese in Einzelkarten gesplittet. Die Schweiz besteht zum Beispiel aus einer und Deutschland aus 15 Einzelkarten. Die gewünschten Karten lädt man über ein schnelles WLAN und mithilfe des OsmAnd-internen Kartenmanagers "Daten-Management" auf das Smartphone. Das Limit bezüglich der Anzahl der ladbaren Karten gilt leider auch auf die Updates. D.h. wenn fünf Karten installiert wurden, dann können diese genau einmal aktualisiert werden und dann nicht mehr. Abhilfe schafft hier die Deinstallation und Neuinstallation der OsmAnd-App. Der Downloads-Zähler wird hierbei zurückgesetzt, leider gehen auch weitere Daten verloren, wie zum Beispiel die mühsam erstellten eigenen Favoriten. Diese sollten also vor einer solchen Aktionen gesichert werden. Wem dies zu aufwendig ist, der kauft sich die Bezahlversion OsmAnd+, oder er sucht sich die Karten auf https://download.osmand.net/list.php  zusammen, lädt sie auf den heimischen PC, entpackt sie dort (vorher "php" in "zip" umbenennen) und schiebt sie anschließend über das USB-Interface auf die microSD-Karte des Smartphones in das OsmAnd-Verzeichnis: /mnt/sdcard/osmand/. Die Karten werden dann beim nächsten Start von OsmAnd initialisiert.
Unter Einstellungen -> Allgemein -> Nutzerprofil sollte anschließend noch Fußgänger ausgewählt werden, dann werden die Wanderwege besser erkennbar dargestellt. Die Kartenrotation und die Anzeigeausrichtung haben wir auf Keine Rotation (Norden ist oben) und Hochformat gestellt, dadurch werden die Karten ruhiger angezeigt.

mapFactor Navigator:

Ebenfalls gut geeignet ist der mapFactor Navigator, der im Gegensatz zu OsmAnd auch in der freien Version keine Begrenzung bezüglich der Anzahl der installierbaren Karten vorsieht. Dafür sind die Wanderwege hier etwas schlechter erkennbar. Die OSM-Karten werden wie bei OsmAnd mithilfe eines Apps-internen Kartenmanager auf die microSD-Karte des Smartphones geladen. Da die Karten sehr umfangreich sein können, sollte dies nicht über das mobile Internet sondern über einen schnellen DSL-Anschluss und WLAN erfolgen. Eine ausreichend große microSD-Karte vorausgesetzt, kann so ganz Europa oder sogar die ganze Welt auf das Smartphone geladen werden. Wie OsmAnd bietet auch der mapFactor Navigator viele über die eigentliche Kartenanzeige hinausgehende Zusatzfunktionen. Wer möchte, kann für die Straßennavigation auch kostenpflichtige TomTom-Karten verwenden.

GPS-Smartphones im Ausland / ohne Internet

Probleme mit dem ersten Positionsfix:

Unsere Überraschung war groß, als wir im Urlaub auf den Kanaren trotz bester GPS-Empfangsbedingungen mit dem Smartphone keinen Positionsfix hinbekommen konnten. Während der Garmin GPS-Empfänger es nach ca. 90 Sekunden schaffte, warteten wir beim Smartphone vergeblich. Grund hierfür ist die unterschiedliche Ermittlung des ersten Positionsfixes. Ein Smartphone berechnet diesen im Gegensatz zum GPS-Empfänger nicht aus den GPS-Satellitendaten und -Laufzeiten, sondern lädt sich die Koordinaten der ersten Position in Form von A-GPS-Daten aus dem Internet herunter. Meist entspricht dieser erste Positionsfix bei Smartphones deshalb dem Standort der nächsten Mobilfunk-Basisstation oder er wird von der IP-Adresse bestimmt (Geolocation). Von dieser ersten Position ausgehend berechnet das Smartphone dann mithilfe der GPS-Satelliten-Navigation die auf wenige Meter genaue eigene Position. Dieses Vorgehen hat durchaus Vorteile: Im Vergleich mit einem herkömmlichen GPS-Empfänger wird die erste Position deutlich schneller berechnet, und eine ungefähre Positionsbestimmung ist auch bei schlechtem oder fehlendem GPS-Empfang möglich. Ist kein Internet vorhanden, sollte das Smartphone eigentlich trotzdem die Positionsberechnung auf herkömmlichem Weg durchführen können. Warum es bei uns nicht funktioniert hat wissen wir nicht. Möglicherweise ist der entsprechende Algorithmus in neueren Android-Versionen bereits verbessert und das Problem damit behoben worden.

Falls dieses Problem dennoch auftritt, kann man sich recht einfach selbst behelfen: Entweder sucht man mit aktiviertem GPS-Modul und gestarteter Karten-App das nächste Internetcafé auf und ermöglicht über WLAN den Download der A-GPS-Daten, oder man löscht die alten A-GPS-Daten manuell und überlässt anschließend dem Smartphone die erste Positionsberechnung. Zum Löschen der A-GPS-Daten eignet sich die bereits weiter oben aufgeführte GPS Test - App, siehe Bild rechts. Anschließend werden gute GPS-Empfangsbedingungen und mehrere Minuten Geduld benötigt.

Während des Ausflugs:

Das oben beschriebene Problem tritt nur beim ersten Positionsfix auf. Während des Ausflugs ist die neue Position dagegen meist innerhalb weniger Sekunden ermittelt, auch wenn der letzte Positionsfix einige Minuten zurückliegt. Generell gilt, je größer der zeitliche und räumliche Abstand zur letzten Position und je schlechter die GPS-Empfangsbedingungen, desto länger dauert es. Vor Beginn bzw. am Ausgangspunkt eines Ausflugs sollte man deshalb dem Smartphone etwas Zeit für die erste Positionsermittlung gönnen.

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