Orientierung im Hochgebirge mit Karte und GPS. Martin Galanda, Peter Sykora

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1 Orientierung im Hochgebirge mit Karte und GPS Martin Galanda, Peter Sykora

2 Inhalt 1. Einleitung 2. GPS - Theoretische Grundlagen 3. Kartographische Grundlagen div. Übungen 4. GPS im Hochgebirge 5. Abschattungsproblematik 6. Resumée und Ausblick

3 Einleitung Auf dem Gebiet der Navigation und Orientierung ist GPS der größte Schritt nach vorn, seit der Magnetkompaß eingeführt wurde. Es ist genauer, vielseitiger, kostengünstiger und handlicher als alle anderen bisher verfügbaren Navigationshilfen und auch noch in Lagen brauchbar in denen andere Verfahren versagen. (LINKE 1998) 1. Einleitung

4 GPS im Hochgebirge? Informationsdefizite Reliefbedingte Störungen Ungeeignete kartographische Produkte Systemungenauigkeit 1. Einleitung

5 GPS - Grundprinzip NAVSTAR-GPS = NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System Zielsetzung (Navigation) Beobachtungstechnik (Zeit- Streckenmessung) 2. GPS - Theoretische Grundlagen

6 Meßprinzip Basiert auf dem Prinzip der Streckenmessung Satelliten dienen als hochfliegende Festpunkte 2. GPS - Theoretische Grundlagen

7 Meßprinzip Entfernungsberechnung durch Zeitmessung weitere Unbekannte UHRFEHLER Mindestens 4 Satelliten für eine 3D Positionsbestimmung 2. GPS - Theoretische Grundlagen

8 Kartographische Grundlagen Anforderungen Eignung für die Orientierung im Hochgebirge geeigneter Maßstab Elemente der kartographischen Geländedarstellung Kompatibiltät zwischen Karte und GPS Höhenbestimmung mit Hilfe bekannter Bezugsfläche (Datum) Lagebestimmung (rechtwinkeliges Koordinatensystem) 3. Kartographische Grundlagen

9 Die Erde: ein Speckknödel = GEOID

10 Bezugsflächen (Datum) 3. Kartographische Grundlagen

11 WGS84 Bezugsflächen (Datum) Referenzsystem für NAVSTAR-GPS Mittelpunkt des Ellipsoides liegt im Schwerpunkt der Erde Datum des MGI Österreichisches Datum basierend auf dem Ellipsoid nach BESSEL Transformationsparameter zu WGS84: X= Y=-82.3 Z= α=4.9 β=1.8 γ=4.5 m=-4.5* Kartographische Grundlagen

12 Bezugsflächen (Datum) Einstellung bei Garmin Geräten Hauptmenüseite/Setup/Units Map Datum: für Österreich => Austria bei anderen Länder Angabe auf der Karte lesen 3. Kartographische Grundlagen

13 Geographische Koordinaten Vorteile: Einheitliches Sytem für die ganze Welt einfach durchschaubares System Nachteile: in topographischen Karten nicht messbar Mühsames Umrechnen ( = ) 3. Kartographische Grundlagen

14 Kartennetze (Grid) 3. Kartographische Grundlagen

15 Kartennetze BundesMeldeNetz (BMN) Gauß-Krüger-Abbildung 3 Meridianstreifen östlich von Ferro Dist. Ferro - Greenwich: x Werte (Hochwerte) y Werte bei M , M , M Kartographische Grundlagen

16 Kartennetze Universale Transversale Mercator Abbildung (UTM) weltumspannendes System UTM verwendet Gradnetz nach Greenwich 60 Meridianstreifen mit 6 Längenerstreckung (Zonen 1bis 60) 20 Felder mit 8 Breitenerstreckung (Felder von C bis X) Weitere Unterteilung in Kolonnen und Bänder 3. Kartographische Grundlagen

17 Einstellung Garmin BundesMeldeNetz (BMN) Hauptmenüseite/Setup/Units/ Position Format/User (UTM) Grid M28 Longitude Origin E Scale False E (mt) False N (mt) M31 Longitude Origin E Scale False E (mt) False N (mt) M34 Longitude Origin E Scale False E (mt) False N (mt) Kartographische Grundlagen

18 Einstellung Garmin UTM Hauptmenüseite/Setup/Units/ Position Format/UTM 3. Kartographische Grundlagen

19 GPS Navigation Grundprinzip Wegpunkte (waypoints) GPS Empfänger berechnet: Distanz Richtung (evtl. in Komb. mit elektr. Kompass) Ankunftszeitpunkt Gewinnung von Wegpunkten durch Herausmessen in der Karte mittels kartographischer Software durch speichern einer Position im Gelände 4. GPS im Hochgebirge

20 Messen in der Karte 293 Rechtswert 33 mm => 845m m + 845m = m Hochwert 31 mm => 775m m + 775m = m GPS im Hochgebirge

21 GPS-Einsatz in der Praxis Versuchsreihe Silvrettastausee HGEX März m 4. GPS im Hochgebirge

22 Vorteile: GPS Navigation + / - wetterunabhängig ständige Neuberechnung von Standort, Richtung, Entfernung und Höhe einfache Handhabung Nachteile: Abhängigkeit vom System eventuelles Versagen des Gerätes durch leere Batterien, Feuchtigkeit, extreme Hitze, Kälte Abschattung (Relief, Wald) 4. GPS im Hochgebirge

23 Abschattungsproblematik Abschattung = Sichtbehinderung zwischen Empfänger Satellit anthropogen verursachte Abschattung (Gebäude, Trassen, hohe Zäune u.s.w.) Abschattung durch Vegetation (Wald) Topographische Abschattung (Felswände, enges Tal u.s.w.) 5. Abschattungsproblematik

24 Abschattungskarte Schneeberg 5. Abschattungsproblematik

25 Resumée GPS Einsatz im Hochgebirge ist durchaus sinnvoll Navigationsgeräte sollten noch benutzerfreundlicher, billiger und kleiner werden Als Rettungsmittel steht GPS auf einer Stufe mit Schwimmweste und Fallschirm (LINKE 1998) Ausblick in 10 Jahren vorraussichtlich europäisches Satellitennavigationssystem fertiggestellt 6. Resumée und Ausblick