Orientierung im Hochgebirge mit Karte und GPS Martin Galanda, Peter Sykora
Inhalt 1. Einleitung 2. GPS - Theoretische Grundlagen 3. Kartographische Grundlagen div. Übungen 4. GPS im Hochgebirge 5. Abschattungsproblematik 6. Resumée und Ausblick
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
GPS im Hochgebirge? Informationsdefizite Reliefbedingte Störungen Ungeeignete kartographische Produkte Systemungenauigkeit 1. Einleitung
GPS - Grundprinzip NAVSTAR-GPS = NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System Zielsetzung (Navigation) Beobachtungstechnik (Zeit- Streckenmessung) 2. GPS - Theoretische Grundlagen
Meßprinzip Basiert auf dem Prinzip der Streckenmessung Satelliten dienen als hochfliegende Festpunkte 2. GPS - Theoretische Grundlagen
Meßprinzip Entfernungsberechnung durch Zeitmessung weitere Unbekannte UHRFEHLER Mindestens 4 Satelliten für eine 3D Positionsbestimmung 2. GPS - Theoretische Grundlagen
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
Die Erde: ein Speckknödel = GEOID
Bezugsflächen (Datum) 3. Kartographische Grundlagen
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=-563.9 Y=-82.3 Z=-463.4 α=4.9 β=1.8 γ=4.5 m=-4.5*10-6 3. Kartographische Grundlagen
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
Geographische Koordinaten Vorteile: Einheitliches Sytem für die ganze Welt einfach durchschaubares System Nachteile: in topographischen Karten nicht messbar Mühsames Umrechnen (16 11 03 =16.1841666) 3. Kartographische Grundlagen
Kartennetze (Grid) 3. Kartographische Grundlagen
Kartennetze BundesMeldeNetz (BMN) Gauß-Krüger-Abbildung 3 Meridianstreifen östlich von Ferro Dist. Ferro - Greenwich: 17 40 00 x Werte (Hochwerte) -5.000.000 y Werte bei M28 +150.000, M31 +450.000, M34 +750.000 3. Kartographische Grundlagen
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
Einstellung Garmin BundesMeldeNetz (BMN) Hauptmenüseite/Setup/Units/ Position Format/User (UTM) Grid M28 Longitude Origin E010 20.0000 Scale 1.000000 False E (mt) 150000.0 False N (mt) -5000000.0 M31 Longitude Origin E013 20.0000 Scale 1.000000 False E (mt) 450000.0 False N (mt) -5000000.0 M34 Longitude Origin E016 20.0000 Scale 1.000000 False E (mt) 750000.0 False N (mt) -5000000.0 3. Kartographische Grundlagen
Einstellung Garmin UTM Hauptmenüseite/Setup/Units/ Position Format/UTM 3. Kartographische Grundlagen
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
Messen in der Karte 293 Rechtswert 33 mm => 845m 710000m + 845m = 710845m Hochwert 31 mm => 775m 292000m + 775m = 292775m 292 710 711 4. GPS im Hochgebirge
GPS-Einsatz in der Praxis Versuchsreihe Silvrettastausee HGEX März 1999 50 m 4. GPS im Hochgebirge
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
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
Abschattungskarte Schneeberg 5. Abschattungsproblematik
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