Woher weiss Zumo die Fahrtrichtung?

Garmin fenix 7X und epix Gen 2 im Test

Der Schwerpunkt dieses Tests und Vergleichs der Garmin Fenix 7X Solar und Garmin Epix Gen 2 liegt auf den Sensoren wie Höhenmesser, Positionsbestimmung und Herzfrequenz. Was unterscheidet die beiden GPS-Outdoor-Smartwatches? Und wie gut ist die Taschenlampe der Fenix 7X für den Outdoorbereich? Hier geht es zum Test der Outdoor-Smartwatches ...
  • Hallo,


    leider braucht meine Zumo tatsächlich eine Viertelstunde nach jedem Einschalten, bis er die Karte anzeigt, Sprachanweisungen ausgibt
    und Musik macht.
    Wobei die Reihenfolge der Auflistung auch meine Prioritäten angibt.


    Wie mir hier im Forum erklärt wurde liegt das an der grossen und vollen Speicherkarte, da Zumo anscheinend nach jedem Einschalten
    den gesamten Karteninhalt durchsucht, aufbereitet, indexiert oder was weiss ich.


    Wenn er keinen Kompass enthält können die Fahrtrichtungsanzeigen (Himmelsrichtung), die ja "sofort" angezeigt werden nur aufgrund der
    GPS-Daten ermittelt werden - genau wie ihr schrubtet.


    Aber das bedeutet ja auch, dass Zumo den akuellen Standort kennt, er zeigt ihn "nur" noch nicht an.


    Schön wäre es jetzt, wenn Zumo den aktuellen Standort auch auf der karte sofort anzeigen würde, die restliche Routenberechnung und das
    Aufbereiten der SD-Kartendaten etc. könnte dann ja später bzw. mit geringerer Priorität erfolgen.



    Na ja, war halt nur so ne Idee, hab mich schon einigermassen mit der Wartezeit arrangiert, ich darf nur nicht vergessen, ihn
    nach dem Entnehmen aus der Halterung unverzüglich auf Akku umzuschalten.
    Wofür ich ja ganze 30 Sekunden Zeit habe:
    Oder kann man diese Verzögerung ändern?


    Hans

  • Es reichen aber 2 Satelliten...
    Wie gesagt es geht um die Richtung, nicht um die Position...
    Als dritte Komponente kommt dafür nämlich das Kartenmaterial ins Spiel,
    von daher ist die Richtung dann schon eindeutig.


    Hi Onkel Benz,

    kannst Du das noch etwas näher erläutern, inwiefern das Kartenmaterial hier bei der Richtungsbestimmung hilft? Wie funktioniert das Prinzip dahinter?

    Danke, Gruß
    Stefan

  • Nein, warum sollte ich, glaubt ja doch keiner?
    Fakt ist, es reichen 2 zur Richtungsbestimmung.


    Onkel_Benz

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  • Also ich glaube das gern, wenn Du es plausibel erklärst.

    Mit 2 Satelliten sind 2 Positionen möglich. Wenn man nun Kartenmaterial von beiden möglichen Positionen hat, welches Kartenmaterial zieht das Gerät zur Richtungsbestimmung heran?

    Stefan

  • Mit 2 Satelliten sind 2 Positionen möglich.

    Entschuldige, wenn ich widerspreche, Stefan, aber mit nur zwei Satelliten ist überhaupt keine Positionsbestimmung möglich. Dazu braucht es mindestens derer drei.

    Erinnere Dich an die Geometrie Deiner Schulzeit, oder an die praktischen Dinge des Lebens, dann wird das schnell einleuchten: Eine Fläche braucht mindestens drei Eckpunkte, sonst ist es keine. Ein Tisch braucht mindestens drei Beine, sonst fällt er um, weil es bei nur zwei Beinen eine Drehachse durch die Aufstandspunkte dieser Beine auf dem Boden gibt. Es gibt noch einen nicht bestimmten Freiheitsgrad. Erst ein drittes Bein definiert die Position der Tischplatte relativ zur Erdoberfläche hinreichend.

    Für die Höhenbestimmung ist dann noch ein weiteres Bein - äh, weiterer Satellit :lol: - nötig, also derer vier.

    paul-josef

  • Zitat

    Ein Tisch braucht mindestens drei Beine, sonst fällt er um, weil es bei nur zwei Beinen eine Drehachse durch die Aufstandspunkte dieser Beine auf dem Boden gibt

    Nur bei einer Belastung, die ein Moment erzeugt;) Es reicht sogar 1 Bein, kurzzeitig:D:)

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  • 4 Satelliten werden zur Angabe der Höhe benötigt... Reine Navigation funktioniert mit 3 Satelliten, bzw 3. Komponente könnte auch die Karte sein, was widerum keine reine GPS Navigation mehr ist...


    Die Schiffahrt benötigt 3 Satelliten, da
    a) keine "Strassen" in den Kartenmaterialien existieren
    b) es -ausser dem Wellengang- keine groben Höhenunterschiede gibt *g*



    Gruss
    Urs

  • Entschuldige, wenn ich widerspreche, Stefan, aber mit nur zwei Satelliten ist überhaupt keine Positionsbestimmung möglich. Dazu braucht es mindestens derer drei.
    paul-josef


    Die Frage war aber nicht nach einer Positions- sondern einer Richtungsbestimmung.
    Eine Richtung kann ich auf zweierlei Weise bestimmen:
    1. Ich vergleiche zwei Positionen, die Differenz gibt mir die Richtung und Geschwindigkeit. Hierzu werden mindestens drei Satelliten benötigt.
    2. Ich bestimme aufgrund des Dopplereffekts die relative Geschwindigkeit zu zwei Satelliten. Hieraus läßt sich unter der Annahme einer horizontalen Bewegung auf dem Erdboden die Richtung und Geschwindigkeit bestimmen.
    Die zweite Methode ist weitaus genauer und auch schneller.


    Um Dein Beispiel wieder aufzugreifen: Ein stationiäres Objekt benötigt drei Beine um sicher zu stehen. Ein sich bewegendes (Dopplereffekt) jedoch nur zwei (Beine) Räder.


    Gruss Ulrich

  • Der Einwand mit dem Dopplereffekt ist grundsätzlich richtig. Es ist aber sehr schwer zu sagen, welche Geräte ihn verwenden, und welche nicht. Bei der eTrex-Reihe hat ihn der VistaC mit seinem PhaseTrack-Chipsatz noch benutzt, der VistaHCx mit dem MediaTek nicht mehr. Auch der Zumo errechnet seine Richtung aus dem Vergleich zweier Positionsbestimmungen und nicht mittels Dopplereffekt. Von daher braucht er immer mindesten drei Satelliten und die Diskussion ist akademisch.

    Dass ein Zweirad in Bewegung keinen stabilen Zustand hat, weiß jeder, der bei Langsamfahrt schon mal umgefallen ist. :lol:

    paul-josef

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  • Entschuldige, wenn ich widerspreche, Stefan, aber mit nur zwei Satelliten ist überhaupt keine Positionsbestimmung möglich. Dazu braucht es mindestens derer drei.


    Hi Paul-Josef,

    mit 2 Satelliten ergeben sich 2 mögliche Positionen. Bei Kowoma (Link) wird das inklusive Bild schön erklärt.

    Ich bleibe dabei, da ich keinen Fehler in der Aussage sehen kann:

    Mit 2 Satelliten sind 2 Positionen möglich.



    Um bestimmen zu können, welche der beiden Positionen nun die tatsächliche (2D) ist, braucht es natürlich noch einen dritten Satelliten, aber das ist schon einen Schritt weiter.

    Gruß
    Stefan

  • Vollständig und richtig muss es heißen: Mit zwei relativ zu einer bekannten Fläche stillstehenden Satelliten ergeben sich zwei Positionen auf dieser bekannten Fläche (in diesem Fall dem WGS84 Geodid).

    Wenn sich die Satelliten so langsam bewegen, dass relativistische Effekte ausgeschlossen werden können, kann mit zwei Satelliten durch zwei zeitlich aufeinanderfolgende Messungen eine eindeutige Position auf dem bekannten Geodid bestimmt werden.

    Bewegen sich die Satelliten so schnell, dass relativistische Effekte eine deutliche Abweichung hervorrufen, benötigt man jeweils einen Satelliten mehr, um diesen Fehler zu korrigieren. Das ist im GPS notwendig.

    Daher braucht man im realen GPS drei Satelliten und mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Messungen, um eine Position auf dem Geodid zu bestimmen, bzw. vier Satelliten und mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Messungen um eine Position im Raum, also auch außerhalb des Geodids zu bestimmen.

    Die Richtung oder besser gesagt Ausrichtung des GPS-Empfängers ist auch mit beliebig vielen Satelliten nicht zu ermitteln. Dafür muss der Empfänger noch zusätzlich zwischen zwei Messungen geradlinig ohne Drehbewegung um die Antenne bewegt werden.

  • ... inklusive Bild

    Hallo Stefan,

    Deine Aussage ist natürlich richtig: Es gibt zwei mögliche Positionen. Das Bild bei Kowoma stellt die Sache leider nur zweidimensional dar. Die Kreise muss man sich natürlich auf das verwendete Geoid projeziert vorstellen.

    Vereinfacht: Über die Signallaufzeiten wird die Entfernung zu den einzelnen Satelliten berechnet. Stellt man sich nun eine Ackse durch einen Satelliten und den Erdmittelpunkt vor, ist deren Berührungspunkt mit der Erdoberfläche der Mittelpunkt des Kreises, der sich ergibt, wenn man die berechnete Entfernung wie mit dem Schenkel eines Zirkels auf der Oberfläche abträgt. Die Position liegt mit einer gewissen Sicherheit auf diesem Kreis. Es kann aber beliebig viele Positionen geben, da dieser Kreis beliebig in Bogenabschnitte unterteilt werden kann.

    Nimmt man nun einen zweiten, von seiner Position her geeigneten Satelliten hinzu, ergibt sich ein zweiter Kreis auf dem Geoid, der den ersten in zwei Punkten schneidet. Wegen der "verquetschten" Form des Geoids ist es in Wirklichkeit kein exakter Kreis, aber das sei hier vernachlässigt. Die berechnete Position befindet sich in einem von der Genauigkeit der Berechnung abhängigen Umkreis des einen, ODER des anderen Schnittpunkts. Zusammen mit einer Karte und der letzten bekannten vorherigen Position besteht allerdings eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine der beiden möglichen Positionen.

    Letzte Sicherheit gewinnt man erst durch Hinzunahme eines dritten Satelliten, dessen projezierter Entfernungskreis durch einen der beiden Schnittpunkte geht. Die Berechnung der tatsächlichen Position liegt nun so exakt vor, wie es unter Berücksichtigung des verwendeten Empfängers, der Systemgenauigkeit und der durch äußere Störungen verursachten momentanen Laufzeitverfälschung der Signale möglich ist.

    Es sei nicht unerwähnt, dass der konkrete Verlauf der Signale, den wir hier als Gerade annehmen, in Wahrheit durch die Nähe zur großen Masse der Erde mt dem Raum gekrümmt wird. Ein relativistischer Effekt also, der bei der Berechnung mit berücksichtigt wird, sonst gäbe es Positionsfehler im Kilometerbereich. Recht komplex also, das Ganze und was der Zumo im Betrieb wirklich macht, weiß nur Garmin allein - und vielleicht ganz genau nicht einmal die. :lol:

    paul-josef

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  • Da stellt man nur mal eine kleine Anfrage und erhält so viel Informationen - toll - vielen Dank!


    Hans

  • Ach übrigens, Hans, was ich schon lange mal fragen wollte: Deine Benutzerinformationen und die dort angegebenen Home-Koordinaten. 15 Dezimalstellen! Wo hast Du die denn her? Das dürfte genauigkeitsmäßig im Millimeter-Bereich liegen! Nur mit Riesenaufwand und sauteuren Profigeräten zu erreichen, wenn überhaupt.

    Und dann noch das relativierende "ca." dabei. DAS nenn ich understatement!

    paul-josef

  • Ach übrigens, Hans, was ich schon lange mal fragen wollte: Deine Benutzerinformationen und die dort angegebenen Home-Koordinaten. 15 Dezimalstellen! Wo hast Du die denn her? Das dürfte genauigkeitsmäßig im Millimeter-Bereich liegen! Nur mit Riesenaufwand und sauteuren Profigeräten zu erreichen, wenn überhaupt.

    Und dann noch das relativierende "ca." dabei. DAS nenn ich understatement!

    paul-josef


    Hallo paul-josef,


    ich musste erst noch in mein Profil schauen, weil ich gar nicht mehr wusste was ich damals in meinem jugendlichen Lichtsinn eingetragen hatte...


    Auf jeden Fall ist das "ca." kein understatement, sondern das wirklich reale an den Werten.
    Ich weiss auch gar nicht mehr, wie ich darauf gekommen bin (vermutlich durch Umrechnung von irgendwo angezeigten Minuten und Sekunden.


    Vielleicht sollte ich doch mein Profil ändern.


    Hans

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  • Hallo Urs,

    Straßenkarten haben für die Ortsbestimmung per GPS keine Bedeutung, weder für die Schiffahrt, noch für Landfahrzeuge.
    Die Straßenkarten werden lediglich dazu benutzt uns zu zeigen wo wir uns gerade aufhalten oder fahren, da wir mit den reinen Positionsdaten (N, E, H - die zusammen mit der Uhrzeit auch als Track* aufgezeichnet werden) nur wenig anfangen können. Hierzu ist eine gesonderte Software (die in den meinsten Navis vorhabnden ist) nötig.
    * alle anderen Angaben im Track errechnen sich aus den o.g. 4 Werten

    In der Seenavigation wird lediglich das Geoid oder das Rotationsellipsoid (ich muss da noch mal in meinen alten Schulunterlagen wühlen) als Ersatz für einen fehlenden Satelliten verwenden.

    Übrigens bei beiden oben genanten Berechnungskörpern ist der Polradius 20 km kleiner als der Äquatorradius.:rolleyes:

    Wenn ich in der Schule richtig aufgepasst, schaft ihr in der Schweiz diese kleinen Höhenunterschiede nicht.:D

    Gruß Ralf


    TDM 900, Zumo550, NT 2016.2
    Software 4.90, Audio 2.20, GPS Firmware 3.00, MS 6.16.3