Wandern mit GPS-Satellitennavigation

letzte Aktualisierung August 2002

Ein erster Erfahrungsbericht zum Wandern mit dem Garmin Etrex Summit

Motivation

Die Motivation für diese Pages liegt darin, anderen Menschen einen Eindruck davon zu vermitteln, wie man sich das Wandern mit einem GPS vorstellen kann. Mir ging es nämlich so, daß ich grundsätzlich an der Nutzung eines solchen Gerätes interessiert war, aber keine Vorstellung davon hatte, wie das dann in der Praxis aussehen würde. Insbesondere reizte mich der Gedanke, mit der Hilfe von Satelliten auch die erreichte (z.B. Gipfel-) Höhe so exact wie möglich zu bestimmen, was ja mit einem barometrischen Höhenmesser durch Wetter- bzw. Lufdruckänderungen immer die Gefahr einer größeren Ungenauigkeit birgt.

Eine GPS-Höhenbestimmung sollte rein mathematisch eigentlich möglich sein, aber bei meinen ersten Nachforschungen zu diesem Thema im Internet im Jahr 2000 fand sich kein Gerät, das beides zusammen intergrierte. Und dann bekam ich im Februar 2001 einen Prospekt in die Hand, wo nun eben doch ein GPS mit Höhenmesser angeboten wurde: Garmin Etrex Summit.

Weitere Nachforschungen ergaben, daß es sich dabei wohl doch um einen barometrischen Höhenmesser handelt, da dieser immer noch genauer als die von Satelliten ermittelbaren Daten sind. Aber meinem nun endgültig erwachten Interesse tat dies keinen Abbruch.

Das Problem war, aus dem, was ich im Internet an Material finden konnte, einen Eindruck zu gewinnen, was man wie und wo mit diesem Gerät wirklich tun kann. Ich hatte sogar die englischsprachige Anleitung heruntergeladen. Das finde ich übrigens ein sehr faires Angebot des Händlers, sehr lobenswert!
Letztlich konnte ich mir aber trotzdem nicht wirklich ein Bild davon machen, wie das Gerät in der Praxis funktionieren würde. So ging ich dann das Risiko ein und bestellte ein solches GPS.

Grundsätzliche Funktionsweise von GPS

Zu militärischen Zwecken wurden dereinst von den Amerikanern Satelliten ins All geschossen, welche rund um die Erde auf festen Positionen im Verhältnis zu den Erdkoordinaten (geostationär) 'verankert' sind. Sie drehen sich also mit der Erdrotation zusammen um den Erdmittelpunkt. Ihre Positionen sind bekannt. In regelmäßigem Abstand senden diese Satelliten Signale aus, welche zumindest Ihre Position und die Uhrzeit des Absendens beinhalten.
Der GPS-Empfänger kann nun diese Signale empfangen und aus dem Zeitunterschied zwischen senden und Empfang den Abstand zum Satelliten berechnen. Bei mindestens drei Satelliten im Empfangsbereich läßt sich so die Position auf der Erde bestimmen. Je mehr Satelliten empfangen werden können, desto genauer wird die Positionsbestimmung.
Im Prinzip annähernd bis auf einen Meter. Aber um die militärische Nutzung anderer Nationen zu erschweren, werden zwei Signale versendet. Das genaue für die militärische Nutzung ist verschlüsselt, das zivile Signal bekommt einen zusätzlichen künstlichen Zufallswert mit auf die Reise, was die Genauigkeit sozusagen unscharf macht. Aber damit kann man immer noch bis ca. 20 Meter genau navigieren, was für die meisten zivilen Nutzungen ausreichend ist wie z.B.:
- Nautische Navigation, das heißt, mit einem Schiff auf größeren Gewässern die Position zu bestimmen. Da geht's besonders gut, denn man hat immer einen wunderbar freien Himmel über sich.
- GPS im Auto, was ja seit einigen Jahren erfolgreich angewendet wird. Dort wird die mangelnde Genauigkeit zum einen wohl durch zusätzliche Messungen z.B. der Autogeschwindigkeit u. ä. ergänzt und man hat natürlich einen weiteren großen Vorteil dadurch, daß man normalerweise davon ausgehen kann, daß man sich auf einer Straße befindet. Funktionieren tut das Ganze ja sowieso nur im Zusammenhang mit einem programmierten Wegenetz.

So kann man zunächst mal sagen, daß ein GPS eigentlich nur seine eigene Position auf der Erde bestimmen kann, was nichts anderes ist, als ein Zahlenpaar (geographische Breite und Länge z.B.). Hat man nacheinnder zwei solcher Koordinaten-Paare ermittelt, dann kann man immerhin schon einen Abstand zwischen diesen Orten errechnen und wenn man außerdem noch die Zeitpunkte der Positionsermittlungen gespeichert hat, so kann man auch eine Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit ermitteln.

Erweiterte Funktionen

Track-Recording (Wege mitprotokollieren)

Mein GPS kann Wege mitprotokollieren, das heißt in diesem Fall, daß die Positionen in regelmäßigem Abstand aufgezeichnet werden und sich so ein Protokoll des zurückgelegten Weges erstellen läßt. Dadurch lassen sich theoretisch Weglänge und Durchschnittsgeschwindigkeit einer Wanderung ausrechnen. Außerdem kann man, da die aktuelle Position im Display zusammen mit dem zurückgelegten Weg angezeigt werden, auch auf diese Weise den Hinweg wiederfinden um zurück dieselbe Strecke zu benutzen. Das Etrex Summit versucht sogar, die Anzeige jeweils so zu drehen, wie die Richtung des Betrachters ist.

Positionsbestimmung, Kompass und Richtungsanzeige, Entfernung

Zu der Positionsbestimmung habe ich schon in den Grundfunktionen etwas geschrieben. Zusätzlich bietet das Etrex Summit eine Kompassfunktion an, welche laut Anleitung etwa auf fünf Grad genau sein soll. Wie das funktioniert, weiß ich nicht. In jedem Falle geht es durchaus, sofern man vorher eine Eichung des Kompass vorgnommen hat. Ansonsten wird auch viel durch die Bewegung mit hineingerechnet. Interessant ist das Ganze vor allem durch die Möglichkeit, auf diese Weise die Richtung zu einem vorgegebenen Ziel anzuzeigen, denn nur so finde ich ja dorthin. Zudem kann ich natürlich auch die Luftlinienentfernung zu einem eingegebenen Ziel errechnen.

Höhenmessung und Höhenprofil

Scheinbar mißt das GPS die Höhe sowohl barometrisch (Luftdruck) als auch per GPS. Man kann nun auf zwei Weisen damit arbeiten. Einmal kann man den barometrischen Höhenmesser zur alleinigen Wahrheit erklären. Dann funktioniert er eben wie ein klassischer Höhenmesser. An einem Punkt, dessen Höhe man kennt, stellt man diese ein. Geht man bergauf, wird der Luftdruck geringer und der Höhenmesser zeigt eine größere Höhe an. Das Etrex Summit kann das wohl etwa auf 3 Meter genau. Der Haken daran ist, daß auch ein natürlicher Abfall des Luftdruckes (Tiefdruckgebiet) denselben Effekt haben kann, ohne daß man sich auch nur einen Meter von der Stelle bewegt. Die klassische Methode der Vermeidung solcher Ungenauigkeiten bestand nun darin, immer dann, wenn man einen Punkt erreichte, dessen Höhe bekannt war, den Höhenmesser zu korrigieren. Gab es keinen solchen Punkt, so hatte man eben Pech gehabt.
Mit dem Etrex Summit kann man genauso verfahren. Solange man sich in einigermaßen bekanntem Gelände befindet oder kurze Anstiege hat, ist dies wohl tatsächlich die genauere Methode. Die Alternative ist, die GPS-Werte zur erneuten Eichung einzusetzen. Das heißt, daß wenn die Abweichung zwischen GPS und Barometer zu groß wird, kann das Etrex Summit aufgrund der GPS-Daten den Höhenmesser korrigieren. Im Hochgebirge (wenn es nicht auf 20 Meter ankommt) und schlecht kartographierten Gegenden ist das sicher eine interessante Alternative.
Außerdem protokolliert das Etrex Summit auch die Höhenwerte laufend mit. Man kann sich dieses anschließend graphisch aufbereitet ansehen und erhält so ein Bild vom Rauf und Runter. Zudem wird eine Summe der Anstiege und der Abstiege ermittelt.

Wegpunkte Programmieren

Um zu einem Punkt zu navigieren (ihn zu finden) muß ich natürlich festgehalten haben, wo er sich befindet. Zu diesem Zweck kann man entweder diese Punkte eingeben und mit einem bis zu sechs Zeichen langen Namen versehen. Anschließend taucht dieser z.B. in der Track-Übersicht auf, sofern man sich nahe genug dabei befindet. Außerdem kann man den aktuellen Standpunkt speichern (wieder mit Namen). So kann man z.B. die Koordinaten des Tageszieles eingeben und sich jederzeit die Richtung und Entfernung zu dem Ziel anzeigen lassen.

Erfahrungen in der Praxis

Erstmal Eichen

Bevor man das Garmin Etrex Summit benutzen kann, muß man zunächst mal Grundeinstellungen vornehmen, bzw. das Gerät selber vornehmen lassen. Der allererste Schritt (welcher nach jedem Batteriewechsel erneut erforderlich ist) besteht darin, das GPS an einem Ort einzuschalten, der möglichst weiten freien Himmel über sich hat, also außerhalb von Gebäuden und Wald, auch möglichst nicht direkt an einer Häuser- oder Felswand. Anschließend versucht das Gerät, Satelliten zu empfangen und zu bewerten. Auf meinem Balkon (überdacht) habe ich dies zunächst probiert und diesen Versuch zweimal nach je etwa einer halben Stunde erfolglos abgebrochen. An der Kante des Balkons schwankte es zwischen zwei und drei erkannten Satelliten und mindestens drei Satelliten braucht das GPS. Auf einer freien Wiese im Park dauerte die Aktion kaum mehr als eine Minute. Zudem sollte man nach Batteriewechsel immer den Kompass eichen. Die Höhe sollte man zu Beginn einer Wanderung ebenfalls immer eingeben, sofern man die Höhenmessung benutzen möchte, denn der Luftdruck ändert sich ja wetterbedingt ständig. Außerdem sollte man den Tageskilometerzähler zurücksetzen und auch das Höhenprofil und die Tracks, sofern man diese Werte tagesaktuell angezeigt haben möchte. Sich all das zu merken ist zu Anfang gar nicht so leicht und in der Praxis habe ich zunächst fast immer etwas davon vergessen.

Batterien und so

Das schönste Gerät nützt einem natürlich nichts, wenn es wegen Strommangel nicht arbeitet. Also war mir von vornherein klar, daß der Betrieb nur dann sinnvoll für mich sein kann, wenn er auch mit Akkus funktioniert. Und um es mal ganz klar zu sagen: Wenn man das Gerät auch zum protokollieren des Weges benutzen möchte, also ständig an hat, kommt man bei einer zünftigen Tagestour nicht mit einem Satz Akkus aus. Wenn man jedoch nur ab und zu mal die Position kontrollieren möchte, halten die zwei AA-Akkus entsprechend wesentlich länger. In jedem Fall sollte man immer ein paar Ersatz-Akkus oder Batterien dabei haben um ggf. nach Entladung der alten Akkus weiterhin navigieren zu können. Bis auf den Kompass merkt sich das Etrex Summit auch alle Werte in einem nichtflüchtigen Speicher. Was aber wegen leerer Akkus nicht protokolliert wurde ist verloren, die vorher protokollierten Werte bleiben erhalten. Wenn die Akkus alle sind, erscheint auf dem Display zwar eine Meldung. Wenn man diese jedoch nicht sieht, schaltet das GPS kurz später eben einfach ab (bei mir ca. 10 Minuten). Bemerkt man die Meldung und wechselt die Batterien ohne sich dabei zu bewegen, so verliert man nichts. Danach ist dann aber wieder eine Eichung von Kompaß und ggf. Höhe erforderlich.

Empfangsstörungen

Leider gibt es Bedingungen, unter welchen das GPS nicht funktioniert. In ummauerten Gebäuden z.B.. Aber das ist nicht so dramatisch, denn schließlich ist es ja für Wanderungen gedacht. Da es jedoch auch dicht an einer Häuserwand nicht immer funktioniert, wird das an einer steilen Bergwand möglicher Weise genauso sein. Schon etwas bedenklicher ist, daß auch große Mengen von Bäumen für Empfangsstörungen sorgen können.
Wenn man nur ab und zu mal die Position peilen möchte, ist das nicht so wichtig. Da wird es einem wohl immer gelingen, unter freiem Himmel in der Nähe einen Platz zu finden, wo das funktioniert. Aber die Tracking (Wegeprotokoll-) Funktionen sind ja darauf angewiesen, regelmäßig alle Punkte zu speichern um z.B. die Tageskilometer richtig zu berechnen. Bei schlechtem Empfang entstehen dann Lücken im Protokoll, die das Ergebnis verfälschen. Leider haben auch die Aufbewahrung in einer Jackentasche oder einem Rucksack zunehmende Störungen zur Folge. Letztlich sind die Bedingungen für die vollständige Protokollierung einer längeren Wanderung eher unerfüllbar. Wenn man aber mit den Lücken leben kann und es reicht, hier und da ein paar Wegstücke zu haben, um diese dann beispielsweise auf dem Rückweg wieder anzupeilen, dann geht es.

4711... Wo bin ich denn nun?

Wie schon erwähnt, ist die Grundfunktion eines GPS eigentlich nur, ein Koordinatenpaar zu liefern, das einem verrät, wo man sich befindet. Leider hat aber die Angelegenheit noch einen weiteren Haken: Wie finde ich heraus, wo auf der Erde diese Kordinaten zuzuordnen sind?
Es gibt verschiedene Systeme um Positionen auf der Erde zuzuordnen. Das einsichtigste ist jenes aus Längen- und Breitengraden, das man im Prinzip in jedem Atlas oder Globus findet. Um aber damit zu Wandern braucht man topographische Karten in denen dieses Koordinatensystem mit angezeigt wird. Und in Deutschland ist eher das Gauß-Krüger-Koordinatensystem gebräuchlich und wird in den topogr. Karten genauer eingezeichnet als die Längen- und Breitengrade. Aber dieses und weitere Bezugssysteme kann das GPS ebenfalls darstellen, so daß das kein Nachteil ist. Ohne Hilfsmittel kommt man aber auch da nicht gut zurecht. Am besten hat bei mir bisher die Benutzung der Computer-CD's der Landesvermessungsämter funktioniert. Am Computer kann man ziemlich genau die Geo-Pos. von Objekten in den Karten mit der Maus bestimmen. Für unterwegs kann man sich eine Karte mit relativ genauem Koordinatengitter drucken. Aber die CD's sind im Maßstab 1:50.000 nur (Bundes-) Länderweise zu erwerben. Bayern ist dabei z.B. sogar zweigeteilt. Da die CD's so zwischen 70 und 100 DM kosten, geht das ziemlich schnell ins Geld.
"Normale" Wanderkarten haben meistens kein vom GPS umsetzbares Koordinatensystem!

Meine Wanderungen

Schließlich bin ich dann so vorgegangen:
Zunächst habe ich meine Wanderungen mit Hilfe der TOP 50 topographischen Computer-Karten-CD's geplant. Dann habe ich mir so um die fünf Zielpunkte herausgesucht, auf den Computerkarten die Koordinaten ermittelt und anschließend im GPS programmiert. Das dauert leider ein bißchen, denn viele Eingaben erfolgen mit Hoch-Runter-Tasten.
Am Anfang der Wanderung war dann eine erste Orientierung des GPS vonnöten, und man darf halt auch nicht vergessen, Werte zurückzusetzen (z.B.) Tageskilometer oder die Höhe zu eichen, welche ja wie erwähnt vom Luftdruck abhängt.
Dann habe ich den ersten Zielpunkt ausgewählt. Anschließend ließ er sich anpeilen, das GPS immer schön waagerecht in der Hand. Das funktioniert schon recht gut. Zwischendurch immer mal ein Blick auf die Höhenangabe. Die stimmt eigentlich auch ganz gut. Mit der Richtungspeilung muß man allerdings ein bißchen aufpassen. Am besten geht es, wenn man eine Weile in die gleiche Richtung läuft. Nach abrupten Richtungswechseln dauert es eher eine Weile (Sekunden bis Minute), bis man der Richtungsanzeige wieder trauen kann.
Immer wieder schön ist die genaue Angabe der direkten Entfernung zum Zielpunkt. Diese dürfte auch sehr genau stimmen. Welch verschlungene Wege man zu diesem Ziel nehmen möchte und wie lang diese dann sein mögen, weiß das Etrex Summit natürlich nicht.
Versuche, auf der (von der Computer-CD gedruckten mit Raster versehenen TOP 50- ) Karte mit Hilfe der gelieferten Koordinaten den aktuellen Standpunkt zu bestimmen verliefen äußerst befriedigend. Das hängt natürlich auch von der Karte ab.

Wozu denn nun?

Also mal ganz klar: Sich in Deutschland hoffnungslos zu verlaufen, wenn man eine vernünftige Wanderkarte hat und diese auch zu lesen versteht, ist schon eine Kunst für sich. Aber wenn man keine Karten lesen kann, hilft einem vermutlich auch ein GPS nicht.
Eher schon passiert es einem mal, daß man in einem begrenzten Bereich (irgendwo im Wald z.B.) nicht ganz sicher ist, wo man sich befindet. Dann kann man dieses Hilfsmittel schon mal benutzen. Möglicher Weise muß man zunächst einen Platz für guten Empfang suchen.
Die Richtungsbestimmung auf ein Ziel hin kann immer wieder interessant sein, besonders im Gebirge, wenn ein Weg hin und her kurbelt. Ohne Frage nützlich ist dabei auch die Entfernung zu einem vorgegebenen Ziel zu wissen.
Für mich weiterhin bedeutend ist der integrierte Höhenmesser. Es ging mir im Gebirge schon öfter so, daß ich irgendwo am Berghang an einem sich schlängelnden Weg gern gewußt hätte, wie hoch ich denn schon bin. Und da könnte der Höhgenmesser schon hilfreich sein. Allerdings habe ich das Gerät bisher noch nicht in den Bergen ausprobieren können.

Wo es immer Sinn macht, so denke ich mal, ist, wenn man sich in weniger zivilisierten Gebieten auf der Welt herumtreibt, wo nicht alle paar Meter ein Straße befindlich ist, an welcher man sich orientieren kann. Das könnte z.B. in Island genauso wie in der Sahara sein. Allerdings muß man sich dann schon sehr genau überlegen, wie man das mit den Akkus handhabt. Aber man muß das GPS ja nicht ständig eingeschaltet haben. Voraussetzung ist natürlich immer auch, daß man die Positionen der wichtigen Punkte kennt.

Auf dem Wasser funktioniert es sicher tadellos, zumindest im Freien und auch im Auto funktionierte es interessanter Weise manchmal die Geschwindigkeit zu messen und die Entfernung zu einem eingegebenen Ziel zu ermitteln. Aber ob das nun sinnvoll ist oder nicht, darüber läßt sich sicher streiten.

Ein Beispiel für die Nutzung von GPS wurde mir im letzten Jahr durch eine Fernsehreportage gegeben. Damals wurde von einem Wetterumsturz auf einer vergletscherten Hochebene in den Alpen berichtet, als sich im Schneesturm und Nebel am selben Tag mehrere Skiwandergruppen verirrt hatten und es Tote gab. Ein Bergführer, der ein paar von diesen Leuten gerettet hat, wurde gefragt, wie er sich denn dort oben orientiert hätte und seine Antwort war: GPS. Er empfahl damals allen Tourengängern, ein solches Gerät mit sich zu führen.

Mir selbst ist es schon mal ab und zu passiert, daß ich in einem zusammenhängenden Wald ganz gerne etwas genauer gewuß hätte, wo ich mich befinde, oder auch auf einem langen annähernd gradem Weg im Gebirge, dessen Umgebung auf Kilometer hinaus immer gleich aussah. Also man kann ein solches Gerät auch ohne extreme Touren schon mal gebrauchen. Überlebenswichtig ist es in Mitteleuropa bei normalen Wanderungen eher nicht. Aber eines darf man auch nicht vergessen: Irgendwie macht es auch Spaß, damit herumzuspielen.

Ich hoffe, daß ich vielleicht einigen Leuten, die ebenfalls mit dem Gedanken spielen, sich ein GPS zum Wandern zuzulegen ein bißchen weiterhelfen konnte.

Nachträge August 2002

Inzwischen ist es mir doch mal gelungen, mit dem Etrex Summit ins Gebirge zu kommen. Das, was ich aus meinen Versuchen im Flachland geschlossen habe, hat sich im Prinzip bestätigt. Im Wald ist der Empfang allenfalls sehr lückenhaft, so daß sich für solche Gebiete der Wert des durchgehenden Mitprotokollierens der Wegstrecke in Grenzen hält. Die gemessene Streckenlänge ist dann einfach falsch. In der offenen Wüste oder auf dem Wasser mag dies anders sein. Übrig bleibt natürlich dadurch immer noch die Möglichkeit, einen verlorenen Weg, sofern er dem Hinweg gleicht, wiederzufinden, denn die festgehaltenen Punkte sind ja schon korrekt, nur eben nicht vollständig.

Auch die Vermutung, daß dicht an Bergwänden Probleme auftreten können, hat sich bestätigt. Auf einem Berggipfel aber ist der Empfang natürlich prächtig.

Der Höhenmesser war tatsächlich ganz interessant und scheint im Rahmen seiner Möglichkeiten (er arbeitet ja mit dem sich auch auf gleicher Höhe ändernden Luftdruck) recht genaue Ergebnisse zu liefern. Wenn man dann also seit längerer Zeit das Ziel nicht sehen konnte und sich fragt, ob denn die Steigung nie ein Ende nehmen wird, kann man dann mal einen Blick auf den Höhenmesser werfen. Der funktioniert auch ohne Sattellitensignal selbst im dichtesten Wald. Aber Vorsicht! Der Blick kann auch frustrierend sein, wenn die Höhenmeterangabe geringer ausfällt, als erhofft.

Für Landkarten, die zur Orientierung mit GPS dienen können, scheint sich allmählich herumgesprochen zu haben, daß da ein Bedarf an Koordinatren für GPS-Benutzer besteht. So hatte ich in diesem Jahr erstmalig eine Topographische Karte des Landesvermessungsamtes Bayern 1:50.000 in der Hand, auf der ein UTM-Koordinatengitter im 1km-Abstand eingetragen war. Für die genauere Positionierung konnte man dann das 100m-Gitter, welches auf die Schutzhülle gedruckt war in das zu betrachtende Karree schieben. Dann hat man schon eine Genauigkeit, bei der man eigentlich alles finden sollte. So habe ich mir das vorgestellt! Allem Anschein nach wird sich wohl das weltweite UTM gegenüber dem Gauß-Krüger-System auch in Deutschland durchsetzen. Dem Etrex-Summit ist das egal. Man muß halt das entsprechende Koordinaten-System auswählen und danach werden die angezeigten Werte nach diesem System berechnet. Übrigens gibt es auch tschechische Wanderkarten, die Koordinatengitter haben und außerdem noch eine Koordinaten-Liste zu speziellen Punkten, die in der Karte kenntlich gemacht sind.

Zur Genauigkeit wäre noch nachzutragen, daß ich gehört habe, daß die Amerikaner die künstlich erzeugte Ungenauigkeit des GPS für nicht militärische Nutzer abgeschaltet haben sollen, sich jedoch vorbehalten, diese im Krisenfall wieder einzuschalten. Ob das stimmt, weiß ich nicht.

LINKS ZUM THEMA:

GPS Klingenfuss Projekt Rimella

Auf dieser Seite werden Koordinaten für eine Gegend in den italienischen Alpen gesammelt. Interessantes wird aber auch zu GPS allgemein mitgeteilt und es gibt ein paar interessante Links zu dem Thema.

Alpinkoordinaten

Dort werden allgemein alpine GPS-Koordinaten gesammelt und man kann auch selber neue eintragen sowie natürlich welche abrufen. Außerdem gibt es ein bißchen Informationen zum Thema GPS

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