Beobachtungen an Daten aus GPS-Loggern und GPS-Geräten

Stand 22.01.2019

Hersteller von GPS-Chipsätzen und GPS-Modulen dürften über eine umfassende Ausstattung für Tests an ihrer in Entwicklung oder Produktion befindlichen GPS-Technik verfügen 1. Dennoch sind oft auch dem einfachen Nutzer einige Untersuchungen möglich – anhand der mit seinem GPS-Gerät gewonnenen Log-Dateien.

 

Eine der wesentlichsten Anwendungen eines GPS-Loggers bzw. GPS-Gerätes ist das Festhalten einer zurückgelegten Tour in einer Log-Datei,

um danach den Tourverlauf

auf einem Kartenhintergrund

– z. B. von Google Earth oder Google Maps, oder aber auch von Kartenprogrammen wie den Top50-Karten der Landesvermessungsämter / Landesämter für Vermessung und Geoinformation, dem "TourExplorer" von MagicMaps oder (im Fall von Logs im gpx-Format) auch den Kartenhintergründen des Geotagging-Programms "GeoSetter" –

darzustellen

oder auch,

um die Logdatei

– etwa unter sportlichem Aspekt –

zahlenmäßig auszuwerten.

Dabei kann sich aus Beeinträchtigungen, z. B.

im dargestellten Verlauf
 – wie etwa abschnittweise oder ständig unregelmäßige Abweichungen des Pfads bzw. seiner Punkte vom wahren Verlauf, abschnittweise einseitige Verlagerungen des Pfads –

oder

in den gewonnenen Zahlenwerten
 – Werte für Auf- und Abstieg zu groß, Resultat für die zurückgelegte Distanz zu hoch –

der Wunsch nach Klärung deren Ursache ergeben.

Zielstellungen von Beobachtungen an den Log-Daten

Neben diesen Besonderheiten in den aufgezeichneten Verläufen können Beobachtungen an den Log-Daten außerdem gewünscht sein

  • bei der Suche nach einer optimalen Unterbringung des GPS-Loggers auf den Touren,
  • beim Vergleich zwischen verschiedenen Exemplaren eines bestimmten Logger-Typs,
  • beim Vergleich zwischen verschiedenen Loggertypen (eingeschlossen GPS-Empfänger an mobilen Rechnern, GPS-fähige mobile Rechner, eigentliche mobile GPS-Geräte, Smartphones),

– im Idealfall unter definiert einstellbaren Testbedingungen.

"Beobachtungen"

– gemeint ist visuelles Herangehen:

Betrachten der Darstellung

der in das kml-Format umgesetzten Logdaten vor dem Kartenhintergrund

einerseits und

vergleichendes Besichtigen von Werten

in GPS-Logdateien oder aus diesen abgeleiteten Dateien in menschenlesbarem Format 2 oder

auf der Benutzeroberfläche eines Hilfsprogramms mit Darstellungen tabellarischer wie auch grafischer Art

andererseits.

Eignung von Angaben aus GPS-Geräten

Damit sich eine Datei für für die hier betrachteten Beobachtungen eignet, muss sie über die geografische Zuordnung, d. h. die unumgänglich notwendigen Koordinatenwerte Länge und Breite der Logpunkte, sowie deren bei einer GPS-Tour grundsätzlich zum Log gehörenden Zeitangaben hinaus, weitere Angaben enthalten.

Als Minimum kommen hier die intern in jedem GPS-Chipsatz bei jeder einzelnen Positionsbestimmung anfallenden

  • Höhenangaben

(also keinesfalls Werte etwa aus terrestrischen Höhendaten-Modellen) inbetracht. Bei einer Vielzahl von GPS-Loggern erscheinen diese GPS-Höhen im Log.

Tiefgründige Aufschlüsse ermöglichen die vielfältigen Angaben zur Situation des GPS-Signals am jeweiligen Empfangsort.

Dazu können gehören:

  • die Anzahl der über dem Horizont befindlichen Satelliten,
  • die Anzahl der davon für die Positionsbestimmung genutzten Satelliten 3,
  • die Auflistung der genutzten Satelliten nach

"PRN" – Nummer / Kennung

"Elevation" [0°:90°] – Erhebung über dem Horizont,

"Azimut" [0°:359°] – Himmelsrichtung ab Nord über Ost
  (Koordinaten im Horizontsystem – "Himmelskoordinaten") und

"SNR" in Dezibel – Signal/Rausch-Verhältnis ,

  • die Angabe zum Fix.

"2D-Fix" – drei Satelliten verwendet,

"3D-Fix" – vier (oder mehr) Satelliten verwendet.

Auch die jeweils aktuelle Satellitengeometrie4 beeinflusst die Qualität der Positionierung. Bei den Zahlenwerten ([Zogg 2011] Seiten 91-97)

  • "PDOP" – Position dilution of precision,
  • "HDOP" – Horizontal dilution of precision,
  • "VDOP" – Vertical dilution of precision,

die weitergefasst ebenfalls Bestandteil der Empfangssituation sind, handelt es sich um Multiplikatoren, um die sich der Beitrag vorhandener Fehlerquellen des betreffenden Satelliten-Quartetts vergrößert. Allerdings erscheinen diese Werte im Datensatz jedes Trackpunkts – laut [Zogg 2011] Seite 97, lediglich einmal, für die vier Satelliten, die die besten DOP-Werte ergeben, – obwohl bei GPS-Loggern am Positionierungsergebnis bekanntlich alle benutzten Satelliten beteiligt sind. Im ungünstigen Fall sind die Signale eben dieser vier Satelliten von Abschattung und Mehrwegeempfang betroffen und gehen abgeschwächt oder gar nicht in das Resultat ein.

Gezieltes Variieren der Testbedingungungen

Soweit es nicht allein um das Verhalten des Testobjekts während einer vorangegangenen Benutzung geht, kann es zur näheren Klärung von Auffälligkeiten erwünscht sein, Tests unter vorgegebenen Bedingungen vorzunehmen.

Aufmerksamkeit verdient dabei die

Wahl des Log-Modus

Bei einigen GPS-Chipsätzen sind als Trigger der Trackpunkt-Aufzeichnung sowohl der Trackpunkt-Wegabstand als auch der Trackpunkt-Zeitabstand konfigurierbar. Gegenüber einem engen Raster lassen die so vergrößerten Punkteabstände und damit verringerte Zahl der Trackpunkt-Icons den Track zum einen deutlicher hervortreten, zum anderen ruhiger erscheinen. Zudem wird so besonders auch das Zentrum der bei einem Stop zu erwartenden Punktewolke merklich ausgelichtet, wenn nicht sogar die Wolke gänzlich verschwindet. Für das Verdeutlichen von Fehlern kann eine geringe Wegauflösung als Folge großer Abstände aber hinderlich sein. Für Zwecke einer Fehlersuche kommt deshalb eher ein Aufzeichnen mit möglichst engem, zeitlichem wie auch räumlichem Aufzeichnungsraster, z. B. "1 s" bzw. "10 m" inbetracht.

Aktivierung von Aufzeichnungs-Parametern im Setup des Loggers

Bei mehreren der in GPS-Loggern eingesetzten Chipsatztypen ist es – teils manuell konfigurierbar – vorgesehen, in der Logdatei zusammen mit den Positionsangaben (Koordinaten: Breite, Länge, Höhe) und der – bei GPS-Loggern und GPS-Empfängern prinzipiell stets vorhandenen – zugehörigen Zeitangabe (Zeitstempel <TimeStamp>) auch zahlreiche der oben aufgeführten Daten der empfangenen Satelliten festzuhalten.

Logger mit beschränktem Speicherplatz speichern die Trackdaten in einem platzsparenden Binärformat ab. Das ist bei vielen Loggern mit MTK-Chipsatz der Fall. Eine weitere Platzersparnis wird durch das (manuelle) Minimieren der im Track-Log abzulegenden Daten im Zuge des Konfigurations-Setup des GPS-Geräts erzielt. Für die Beobachtungen sollten im Unterschied dazu dennoch ebenfalls möglichst viele Parameter aktiviert werden.

Interessant können z. B. Tests mit

Veränderung des Empfangspegels

sein. Im einfachsten Fall wäre das durch Ändern der Öffnungsweite eines schirmenden Metallbehältnisses erreichbar, das das Testobjekt umgibt. Allerdings zeigte sich bei Versuchen bereits bei Pegelabsenkungen um wenig mehr als etwa 10 dB ein sehr sensibles Reagieren bzw. eine ungenügende Reproduzierbarkeit, die sich mit größeren Dämpfungswerten noch verschlechtert. Mit akzeptablem Zeitaufwand wäre so das Beurteilen des eingestellten Pegels wohl nur im Echtzeitbetrieb möglich – im Fall des GPS-Loggers in dessen Betriebsweise als GPS-Empfänger.

Für besser reproduzierbare Ergebnisse ist es denkbar, das in seinem Pegel veränderte GPS-Signal direkt an den Logger zu übergeben. Bei GPS-Loggern des hier betrachteten Consumer-Segments ist ein Antenneneingang grundsätzlich nicht vorgesehen. Als Ausweichlösung bietet sich die kontaktlose Signalübergabe an – mit Hilfe einer flexiblen Koppelschleife, wie z. B. vom Hersteller PC-Mobile hier beschrieben, oder ein wenig präziser in der Art des z. B. von H. Pfeifer (Fa. GARtrip) verwendeten Prinzips einer Repeater-Antenne in einer Messkammer, wobei es zusätzlich denkbar ist, diese Adapter-Box so auszulegen, dass sie – gut schirmend – den Prüfling vollständig umschließt und ferner intern, elektronisch, ein definiertes Einstellen des Verstärkungsfaktors / der Abschwächung des Antennensignals ermöglicht wird.

Siehe auch Anmerkung 1 mit der Darstellung einer Messkammer ("anechoic chamber") auf S. 36. Dagegen würde der aus der Vorgabe "einfach" bereits herausfallende Aufwand der oben genannten vereinfachten Anordnungen bei einem Vorhaben

Vergleich von GPS-Geräte-Exemplaren oder GPS-Geräte-Modellen

der über das Feststellen grober Fehler oder den Vergleich zwischen Exemplaren eines Typs hinausgehen soll, noch zunehmen. Die Empfindlichkeitsunterschiede pflegen sich auf wenige Dezibel zu belaufen. Beherrschbare Einflüsse der genauen Position in der Kammer oder der Geometrie unterschiedlicher Modelle auf den sich innerhalb der Kammer im Prüfling einstellenden Pegel des GPS-Signals erfordern ausreichendes Volumen und reflexionsarm gestaltete Innenflächen der Messkammer 5.

Nicht zuletzt können auch die sich im Zeitabstand von ca. 12 Stunden wiederholenden veränderlichen

Satellitenpositionen

eine Rolle als Bestandteil der Testbedingungen spielen.

Oft ist der Ausgangspunkt für

Beobachtungen an den Logdaten

die Darstellung des Wegverlaufs in der Karte. Dort entsteht der Pfad einer Tour oder Messpunktfolge als eine Linie, die sich aus den Verbindungslinien, Sehnen, zwischen den aufeinanderfolgenden Positionen des GPS-Logs zusammensetzt. Wenn diese Positionen nicht sogar durch an den Logpunkten des Wegverlaufs angebrachte Icons gekennzeichnet sind, kann man zumindest viele von ihnen als Knickpunkte des Verlaufs erkennen 6.

Anzustreben ist die Darstellung mit kleinen "Icons" an allen Punkten. Dabei kann es hilfreich sein, diese Punkte mit "Labels" zu versehen, die im Kartenfenster zusätzlich einige Angaben aus dem jeweiligen Datensatz der Logdatei sichtbar machen, wie etwa die Zeitangabe oder auch Qualitätsparameter wie den mittleren SNR-Wert oder den stark von der Qualität des Empfangssignals abhängenden Höhe-Wert – durch geeignete Konfiguration der GPS-kml-Datei (vergleiche den Eintrag "Anregungen zur Gestaltung von GPS-Logdateien im kml-Format").

Die Zeitangabe bei den "Points" würde das Zuordnen der Datensätze der Log-Datei vereinfachen. Bei Modellen bzw. Chipsätzen mit NMEA-Format des Logfiles lässt sich das mit dem Umsetzprogramm "NMEA2KMZ" aus den GPS-Tools von K. Kawano (Japan, alias "4river") erreichen 7.

Im folgenden soll auf zwei Möglichkeiten des Beobachtens eingegangen werden –

  • ausführlicher auf das Besichtigen der Logdatei mit einem Textbetrachter/Textprogramm,

sowie für den Fall eines NMEA-Logs auf das

  • Anwenden des Programms "NMEA-Monitor" ebenfalls ein GPS-Tool von K. Kawano (siehe Anmerkung 7).

Das

Besichtigen der Logdatei mit einem Textbetrachter

ist an von Menschen lesbare Dateiformate gebunden.

Neuere Chipsätze speichern die Log-Datei vorzugsweise im NMEA-Format. Zusätzlich werden oft Tools für die Umsetzung in das kml-Format von Google Earth, bei manchen Modellen auch in das csv-Format (csv: "Comma-separated values"), bei GPS-Loggern mit älteren Chipsätzen von MediaTek teils sogar mit sehr vielfältigen Angaben, bereitgestellt.

Beide Formate können ebenso wie das NMEA-Format mit einem Textbetrachter / Textprogramm angesehen bzw. bearbeitet werden.

In GPS-Geräten des Fitness-Bereichs wird verbreitet das FIT-Format verwendet. In ihm sind sogar mehrere csv-Dateien verborgen. Deren Struktur, auch bei den GPS-Parametern, ist allerdings als sehr unübersichtlich zu bewerten. Das eigentlich einfach zu bewerkstellende Entpacken mit einer Java-Anwendung für das visuelle Beobachten würde sich nicht lohnen: Aus dem GPS-Signal sind neben den unverzichtbaren "Lat" / "Lon" einzig der Höhewert ("altitude") und der Zeitpunkt ("timestamp") eingetragen. Daran könnte auch die Umsetzung in ein menschenlesbares Format nichts ändern.

GPS-Datei im kml-Format

Nicht selten steht zu einem Verlauf ein Original-Log-File nicht zur Verfügung, statt dessen jedoch eine kml-Datei (bzw. kmz-Datei).

Zu den Besonderheiten dieses Formats gehört die Möglichkeit, in der grafischen Darstellung des Verlaufs, bei den "Points", sehr vielfältige Zusatzinformationen sichtbar zu machen – seltener in deren "Labels", eher in den für vielfältige Zusatzinformationen definierten "description-Balloons", die sich bei einem Maus-Klick auf die "Icons" öffnen. Gelegentlich handelt es sich dabei um Informationen zur Empfangssituation der oben beschriebenen Art, zumeist durch Festlegungen im Umsetzprogramm (in dessen "Setup") zur Erzeugung der kml-Datei vorgebbar.

In manchen kml-Dateien sind die GPS-Höhewerte etwas verborgen als Vervollständigung der Koordinaten-Liste des kml-<LineString> zu finden. Bei diesen handelt es sich zwar um einen regulären, laut der zugehörigen Beschreibung aber eben doch verzichtbaren, Bestandteil, der sowohl mit "0" belegt sein als auch weggelassen werden darf. Nachteilig beim visuellen Beobachten ist, dass in den Zeilen des (normalen) "LineString" jeglicher Zeitbezug fehlt.

Ohnehin erschwert die wenig übersichtliche Struktur des kml-Formats das Beobachten spezieller Zahlenwerte.

Log-Datei im csv-Format

Log-Dateien im csv-Format ("comma separated values") können als übersichtlich gelten, zumal sie sich besonders gut für die Auswertung mittels Kalkulationsprogrammen (u. a. MS-Excel, OpenOffice-Calc) eignen.

Bei den beiden unten als Beispiel folgenden Zeilen aus einer csv-Datei eines GPS-Loggers mit MediaTek-Chipsatz handelt es sich um die mit dem zugehörigen Umsetz-Tool des Herstellers erreichbare Maximalvariante mit sämtlichen mit dem MTK-Chip erhältlichen Satelliten-Angaben: Neben den Spalten der einfachen Trackdaten "DATE", "TIME", "LATITUDE", "LONGITUDE", "HEIGHT" und weiteren Spalten enthält sie die ebenfalls von "," eingeschlossenen Spalten mit den Spaltenköpfen "SAT INFO (SID-ELE-AZI-SNR)" und "NSAT (USED/VIEW)" .

Mit den Werten

SID: "Satellite ID" für NMEA-"PNR"

– mit Kennung "#": "Satellite Used" (Benutzter Satellit),

ELE: "Elevation" für "Erhebung über der Horizontalen in grad",
AZI: "Azimut" für "Fußpunkt-Winkel ab Nord in grad" und
SNR: für den "Abstand der Störungen im dekodierten Signal C/N0 in dB"

(inhaltlich gleich den jeweiligen Sentenzen des NMEA-Logs)

und

"NSAT (USED/VIEW)" mit
   "NSAT" für die Anzahl der "benutzen Satelliten" und
  "USED/VIEW" als Wert für die Anzahl der "sichtbaren Satelliten"

ist somit die GPS-Empfangssituation jedes Logpunkts dokumentiert.

Beispiel: Kopfzeile und Datenzeile eines MTK-csv-Logs

INDEX,RCR,DATE,TIME,VALID,LATITUDE,N/S,LONGITUDE,E/W,HEIGHT,
NSAT (USED/VIEW),SAT INFO (SID-ELE-AZI-SNR),
. . .
1914,T,2012/11/25,13:24:36,SPS,50.974697,N,13.748439,E,362.560  M,10(12),
#14-42-71-45;#11-79-253-47;#32-61-227-50;#22-25-64-45;#03-14-171-40;
#20-28-241-44;#17-05-323-31;06-04-161-27;#28-20-297-43;#01-62-293-49;
#19-42-175-48;09-03-05-00,

Die Struktur der "SAT INFO"-Spalte beruht darauf, dass die vier Parameter jedes Satelliten, wie im Spaltenkopf angedeutet, durch eingefügtes "" zu Vierergruppen verbunden werden, die ihrerseits durch ";" getrennt aufgereiht werden.

Log-Datei im NMEA-Format

Wie bei den Loggern mit MTK-Chipsatz stehen auch bei einer Reihe weiterer GPS-Chipsätze in der NMEA-Logdatei neben den Positionsangaben (zusammen mit Datum und Uhrzeit) zu allen gemäß den Satellitenparametern jeweils über dem Horizont befindlichen Satelliten weitere Angaben zur Verfügung. Im Einzelnen sind das (die Beschreibung zu den NMEA-Sequenzen ist z. B. ab S. 118 /Datei-Stand 17.05.2017/ von [ublox 2016] nachzulesen) :

  • die Anzahl der über dem Horizont befindlichen Satelliten – $GPGSV:Feld 3 ("Satellites in View"),
  • die Anzahl der für die Positionsbestimmung genutzten Satelliten – $GPGGA:Feld 7 ("Satellites Used"),
  • die Auflistung der genutzten Satelliten nach Nummern in $GPGSA:Feld 3 … Feld 14 ("Satellite Used"),
  • "Satellite ID", "Elevation" (Erhebung über dem Horizont, 0 bis 90°), "Azimut" (Winkel ab Nord, im Uhrzeigersinn gemessen, 0 bis 359°
  • und mindestens zu den genutzten Satelliten das Signal/Rausch-Verhältnis "SNR", angegeben als C/N in dB (eigentlich C/N0) in (abhängig von der Zahl der sichtbaren GPS-Satelliten) bis zu vier $GPGSV-Sentenzen,

sowie in

  • $GPGSA:Feld 2 ("navMode") die Angabe zum Fix (Wert=2 → "2D-Fix"; Wert=3 → "3D-Fix"),
  • $GPGSA:Feld 15 PDOP – Position dilution of precision,
  • $GPGSA:Feld 16 HDOP – Horizontal dilution of precision,
  • $GPGSA:Feld 17 VDOP – Vertical dilution of precision.

Mit ein wenig Übung kann man sich mit einem Textbetrachter die NMEA-Sentenzen direkt in der Logdatei ansehen; Vorteil: Mittels Scrollen bzw. der Suchfunktion kann man bei bekannter zeitlicher Zuordnung rasch zu einem gewünschten Punkt innerhalb des Logs gelangen.

Beobachten mit Hilfe von Tools

zum Vergrößern klick in das Bild
Bildbeispiel zum NMEA-Monitor

Ein komfortableres, wenn auch nicht ganz so zügiges Vorgehen ergibt sich hier jedoch bei Verwendung eines NMEA-Betrachters, hier am Beispiel des NMEA-Monitor 8 beschrieben. Er stellt die dekodierten Angaben der in einer auszuwertenden Log-Datei enthaltenen NMEA-Sequenzen Punkt für Punkt in übersichtlicher tabellarischer Form dar. Zusätzlich werden für einen raschen Überblick in einer Satellitenübersicht ("Sky Plot") schematisch die Positionen und wahlweise, soweit in den Logs enthalten, die SNR-Werte der sichtbaren (also der über dem Horizont befindlichen) Satelliten und – farblich hervorgehoben – der verwendeten GPS-Satelliten sowie der erkannten EGNOS-Satelliten veranschaulicht.

Die Logdatei darf sich in einem beliebigen Verzeichnis befinden, gegebenenfalls also auch im GPS-Ordner des Loggers.

Der Vergleich der Sky-Plots mit dem Pfad-Verlauf im Viewer-Fenster von Google Earth kann Antworten liefern auf Fragen zu den Empfangsgegebenheiten wie

Wieso zeigt der Pfad einen ausgeprägten Zick-Zack-Verlauf?

(Bei ungünstig untergebrachtem Logger kommt es wegen umgebender Materialien zu niedrigen SNR-Werten aller Satelliten – häufigster Anfängerfehler).

Wieso liegt "mein" Pfad neben dem Weg, der Straße von Google Earth?

(SNR von Satelliten einseitig quer zur Wegrichtung niedrig, weil behindert z. B. durch Gebäude, durch enge Nähe zum menschlichen Körper, so dass das Log durch die mit Umwegen behafteten Reflexionen bestimmt wird)

Tipps

Aus der Beobachtung des Trackverlaufs zusammen mit den Angaben in der Logdatei lassen sich Schlüsse auf die Reaktionen des Loggers ziehen.

Hinweise kann der SNR-Verlauf einzelner Satelliten über dem Weg, über der Zeit oder über dem Azimut oder/und der Elevation geben.

Sensibel reagieren die aus Satellitensignalen gewonnenen

GPS-Höhenwerte

auf eine verminderte Signalqualität. Gelingt so die räumliche bzw. zeitliche Zuordnung von Abschnitten der Log-Datei mit vergrößerter Fluktuation der Höhenwerte zum Verlauf in der Karte, kann gezielt nach der Ursache einer etwaigen beeinträchtigten Empfangssituation gesucht werden – sei es als Folge einer schwierigen Empfangsumgebung, einer ungünstigen Unterbringung des GPS-Loggers auf der Tour, eines Geräts mit verminderter Empfindlichkeit.

Eine ganze Reihe von Besonderheiten gilt es beim

Empfindlichkeitsvergleich zwischen Logger-Exemplaren

zu beachten.

Von vornherein dürfte die denkbare Verwendung einer einfachen Messkammer, lediglich mit Koppelschleife (sowohl mit als auch ohne elektronische Einstellung), entfallen, sobald unterschiedliche Logger-Modelle verglichen werden sollen: Zu stark wird allein schon die unterschiedliche Geometrie (Gestalt der Prüflinge sowie deren Position in der Messkammer) die Signalübertragung zwischen Einkopplung und Logger beeinflussen.

Erfolg verspricht eher ein Test, bei dem die zu vergleichenden Logger gemeinsam in einer Empfangsumgebung mit einfach zu erreichendem vernachlässigbar kleinem Anteil an Umwegsignalen (im Eintrag "Tests zu den internen Beiträgen zum Positionierungs-Fehler einfacher GPS-Logger" beschrieben und näher analysiert), direkt am Boden abgelegt, betrieben werden. Voraussetzung ist das Vorhandensein von SNR-Werten, wie z. B. in den NMEA-$GPGSV-Sequenzen, bei den zu vergleichenden Geräten. Einen Hinweis auf die Empfindlichkeit gibt das über den bei allen Objekten gleichen Zeitraum aus den Werten gebildete arithmetische Mittel 9.

Anmerkungen

1  Als ein Beispiel siehe die ETSI TECHNICAL SPECIFICATION Part 5 TS 103 246-5 V1.2.1 (2017-03) mit Vorgaben für solche Tests.

2  Falls es sich bei dem vom GPS-Gerät ausgegebene Original-Log um ein binäres Format handelt, ermöglicht oft die dem Gerät vom Hersteller beigefügte Software die Umsetzung in ein Textformat. Das hersteller- und systemunabhängige freie GPS-Babel ist offensichtlich wenig geeignet – sein Schwerpunkt liegt bei den geografischen Koordinaten.

3  oder – praktisch  – die von den örtlichen und zeitlichen Gegebenheiten abhängige Anzahl nutzbarer Satelliten.

4  Im Unterschied zu "Satellitengeometrie" umfasst der sehr ähnlich scheinende Begriff "Satellitenkonstellation" die Vielzahl der die Satelliten betreffenden Parameter (z. B. Orbitparameter, wie Orbithöhe, -form, Exzentrizität, Inklination – siehe Wikipedia.de: Satellitenkonstellation) einer bestimmten Satelliten-Anwendung.

5  Mit den Anforderungen an die Gestaltung von HF-Messkammern beschäftigt sich der fünfteilige Artikel "Willi Minnerup: HF-Messkammern für Smartphones" in funkschau.de (2010).

6  Eine weitaus bessere Verdeutlichung der für die Pfadlinie verwendeten Koordinatenpunkte im Kartenfenster von Google Earth ist möglich, nämlich bei geöffnetem Eigenschaften-Fenster der Linie. Um es zu öffnen bewegt man den Mauszeiger im Orte-Fenster innerhalb des Folders der betreffenden kml-/kmz-Datei auf den Eintrag der gewünschten Linie. Oft gelingt das auch im Kartenfenster durch Bewegen des Kursor direkt auf die Linie selbst – dabei ändert sich der Mauszeiger in einen Pfeil. Sodann geht man in das Kontextmenue des einen wie des anderen Falls und wählt mit einem Rechtsklick "Eigenschaften". Damit werden an der Linie die Koordinatenpunkte als rote Kästchen sichtbar – so u. a. bei Google Earth V7. . . . .

  Nebenbemerkung: Man kann diese farbigen Kästchen bearbeiten –
    im einfachsten Fall mit der Maus verschieben, etwa um die Darstellung des Verlaufs zu glätten bzw. um sie besser mit dem wahren Wege-Verlauf zur Deckung zu bringen,
    oder sogar mit Mausklicks Kästchen/ Pfadpunkte zum Linienverlauf hinzufügen oder auch entfernen.

  Das eventuell störende "Pfad bearbeiten"-Fenster mit vielfältigen weiteren Angeboten lässt sich mit der Maus beliebig auf dem Desktop schieben.

7  Das Umsetztool "NMEA2KMZ" von K. Kawano / "4river" – Links:
    zum Download mit Kurzbeschreibung (ausführlicher ist die readme.txt des zip-Archivs),
    zu den Screenshot (leider nur die Bilder der zahlreichen Einstellfenster, ohne Hinweis zu deren Aufruf in der Bedienoberfläche der Anwendung (GUI) )

Zum Konfigurieren des Labeltextes klickt man im GUI auf das dritte Steuerkästchen von "Point" (im Screenshot der Beschreibung "Balloon (Num)"). Im sich öffnenden Auswahlfenster "Point name" (so sieht es aus) wählt man "Time (Time)".

Alternativer Weg: Mit einem Texteditor die "NMEA2KMZ.ini" bearbeiten. Das im Tool angezeigte Ergebnis muss
  "PointName=Time (Time)"
lauten.

Gleiches ist – mit
  "PointName=Altitude (Alt)"
auf die Höhenangaben aus den für das Tool geeigneten GPS-Loggern anwendbar.

Der Nutzen des Erstellens zweier eigener Dateien besteht darin, dass die Höhenangabe wie auch die Zeitangabe im Viewer-Fenster von Google Earth unmittelbar beim Log-Point erscheint. Damit die Ansicht überschaubar bleibt, bietet es sich an, alle mit diesen Label-Texten erzeugten Google Earth-Dateien zu öffnen, um sie im Folder "Temporäre Orte" mit Klicks auf die Steuerkästchen je nach Bedarf des aktuellen Vorhabens ein- oder ausschalten zu können. (Alternativ lassen sie sich mit "Kopieren/Einfügen/Speichern unter" auch noch in einer einzigen kml-Datei zusammenfassen)

Besondeheit bei GPS-NMEA-Logs: Weil das Tool lediglich auf GGA und RMC zurückgreift und die GSA-Sentenzen ignoriert, finden Angaben zu den Empfangsparametern, ausgenommen NSAT, in den Ausgabe-Dateien keine Berücksichtigung.

8  Hier der Zugang zu Beschreibung und Download des "NMEA-Monitor".

9  Der Einschränkung auf "einen Hinweis gibt" liegt zum einen zugrunde, dass

    intern, in der Firmware, Anpassungen der SNR-Werte vorgesehen sein können.

Zum anderen ist aus funktechnischer Sicht auffällig, dass

    die Empfindlichkeitsangabe – unter Berufung auf den Hersteller des Chipsatzes – selbst für ganz unterschiedlich gestaltete Modelle mit der Herstellerangabe übereinstimmt

und dass diese

   in Gestalt eines Empfangs-Pegels (nämlich gemessen in dBW) erfolgt.

   Beides zusammen legt nahe, dass diese offensichtlich allein auf den HF-Eingang des Chipsatzes bezogene Empfindlichkeits-Angabe die Leistungsfähigkeit der Antenne und damit die Leistungsfähigkeit des Loggers unberücksichtigt lässt. SNR-Werten aus Vergleichen der einfachen Art von "Tests zu den internen Beiträgen zum Positionierungs-Fehler einfacher GPS-Logger" liegt die für die beteiligten Prüflinge einheitliche Signal-Feldstärke zugrunde – die unterschiedliche Leistungsfähigkeit der Antennen ist in den Vergleich einbezogen.

Verweise

[Zogg 2011]  Zogg, J.-M.: GPS und GNSS: Grundlagen der Ortung und Navigation mit Satelliten – Einführung in das System, Anwendungsübersicht. u-blox AG, Thalwil, Schweiz, 2011 (Dateistand 2O.O5.2O14) – Web-Link (PDF)

[ublox 2016]  u-blox M8 Receiver Description – Including Protocol Specification. u-blox AG, Thalwil, Schweiz, 2014 – Web-Link (PDF).


Klaus Dannowski – Klaus‘ GPS-Ecke
18.O3.2O13