GPS-Wissen

Testmethodik, Formeln und Datenquellen

Hier dokumentieren wir, wie Funktionen geprüft werden, welche Formeln eingesetzt werden und woher externe Karten- und Adressdaten stammen.

Ablauf von Messung, Berechnung, Plausibilitätsprüfung und Dokumentation
Eigene Darstellung des Prüfablaufs.

Redaktion und technische Verantwortung

Stand der Dokumentation: . Redaktionell verantwortlich ist Thomas Klaus. Technische Entwicklung, Testautomatisierung und Wartung erfolgen durch Arus – Betreiber und technische Leitung.

GPS-Testmethodik

Gerätemessungen werden nicht aus allgemeinen Erfahrungswerten erfunden. Das Messwerkzeug protokolliert die vom Browser tatsächlich gelieferten Werte mit Zeitstempel, Genauigkeitsradius und Koordinaten. Vergleichsreihen sollen mindestens fünf Messungen unter klar benannten Bedingungen enthalten. Rohdaten können als CSV exportiert werden.

Luftlinie

Die Entfernung zwischen zwei WGS84-Punkten wird mit der Haversine-Näherung auf einer Kugel mit mittlerem Erdradius 6.371.008,8 Metern berechnet: d = 2R · asin(√(sin²(Δφ/2) + cos φ₁ · cos φ₂ · sin²(Δλ/2))). Für kurze Alltagsdistanzen ist das gut nachvollziehbar; geodätische Präzisionsberechnungen benötigen ein Ellipsoidverfahren.

Peilrichtung

Die Anfangspeilung wird aus atan2(sin Δλ · cos φ₂, cos φ₁ · sin φ₂ − sin φ₁ · cos φ₂ · cos Δλ) bestimmt und auf 0 bis 360 Grad normiert.

UTM und MGRS

UTM wird auf dem WGS84-Ellipsoid mit dem Maßstabsfaktor 0,9996, einem falschen Ostwert von 500.000 Metern und den üblichen Nordwertregeln berechnet. MGRS ergänzt UTM-Zone, Breitenband und das 100-Kilometer-Gitter. Bei der Rückumrechnung wird die Mitte der angegebenen Rasterzelle verwendet.

Gauß-Krüger

Die Projektion verwendet das Bessel-Ellipsoid 1841 und deutsche 3-Grad-Streifen. Die DHDN/WGS84-Transformation basiert auf EPSG 1777: Translationen 598,1 / 73,7 / 418,2 Meter, Rotationen 0,202 / 0,045 / −2,455 Bogensekunden und Maßstabsdifferenz 6,7 ppm. EPSG bezeichnet das Verfahren als Näherung mit etwa drei Metern Genauigkeit.

Automatisierte Rechentests

Die Umrechner werden mit festen Koordinaten für Berlin, Hamburg, Köln und München geprüft. Kontrolliert werden gültige Wertebereiche, Rückumrechnung und Rundlaufabweichung. Bei Gauß-Krüger werden die Ergebnisse zusätzlich gegen eine unabhängige EPSG-konforme Referenzberechnung geprüft; die Abweichungen der Testpunkte liegen im Submeterbereich, während die verwendete landesweite Datumstransformation selbst von EPSG mit etwa drei Metern Genauigkeit angegeben wird.

Reverse Geocoding

Nominatim und ArcGIS suchen zu einer Koordinate einen geeigneten nahe gelegenen Datensatz. Das Ergebnis ist keine amtliche Adressbestätigung. Der Vergleich zeigt Anbietername, Antworttext, Antwortkoordinate und Abstand zum Eingabepunkt. Ergebnisse werden mit Abrufzeitpunkt ausgewiesen.

Karten und Adressen

Die Standardkarte verwendet OpenStreetMap-Daten und zeigt die vorgeschriebene Attribution. Der öffentliche Nominatim-Dienst wird serverseitig gedrosselt und Ergebnisse werden zwischengespeichert. Für höheres Verkehrsaufkommen ist ein eigener oder vertraglich zugesicherter Geocoding-Dienst vorgesehen.

Quellen und fachliche Grundlage