Geocachen Zuhause – zwei Ideen

Die Situation mit dem Virus führt aktuell dazu, dass die meisten Geocacher weniger Caches suchen und mehr Zuhause sind. Hier zwei Ideen, wie man sich dennoch Zuhause mit Geocachen, respektive Aspekten davon, beschäftigen kann. Jede Idee besteht aus einem Theorieteil, den man auch überspringen kann und einem praktischen Teil.

Die Ideen werden mittels GPS mit barometrischem Höhenmesser gezeigt (bei Garmin sind das z.B. die Geräte mit einem “s” (für Sensor) in der Typenbezeichnung. Die erste Idee lässt sich aber auch mit anderen GPS-Geräten und Smartphone durchführen (es gibt aber auch Smartphones mit barometrischem Sensor).

1.Idee: Verbessere Dein GPS-Gefühl

Bei dieser Idee geht es darum, Dein Gefühl für die Zahlenwerte von Koordinaten zu trainieren.

Als Einstieg kannst Du einen meiner ersten Podcasts hören, wo ich erkläre wie das GPS funktioniert. Zum Einstig etwas Theorie:

1.1 Theorie: Wie viele Meter sind Koordinatenzahlen?

Im folgenden benutze ich das für das Geocachen übliche Format Grad Minuten.Bruchteil eines Grade Beispiel N 46° 57.065 E 7° 26.318

Es ist ja so, dass für die Koordinaten die Erdkugel horizontal und vertikal in “Scheiben” geschnitten wird. Jeder dieser Scheiben ist ein Kreis, der wird in 360 Grad unterteilt. Jedes Grad in 60′ (Minuten) und jede Minute in 60 Sekunden.

Im Beispiel heisst das dass 46° 57.065 umgerechnet 46 GRAD 52 Minuten 4 Sekunden sind. 4 Sekunden weil 1 Grad gleich 60 Sekunden ist, d.h. (60/1000) * 065 = 3.9 ~ 4 Sekunden

Erklärung Breitengrad

Die Koordinaten mit N (oder auf der südlichen Erdhalbkugel S) sind die Breitengrade. Man kann sich das so vorstellen, wie wenn man im Erdmittelpunkt ist und den Winkel zwischen dem Aequator und dem gewünschten Punkt auf der Erde misst. Es ist der Winkel zwischen verschiedenen virtuellen Breitenkreisen. Im Falle von Bern sind das eben N 46° 57.065′. Zum Merken: Der Aequator ist auch ein Breitenkreis.

Erklärung Längengrad

Die Längenkreisen, die alle durch die Pole gehen, sind alle gleich gross, haben also den gleichen Umfang. Darum entspricht ein Breiten-Grad (der entlang eines Längenkreises gemessen wird) überall auf der Erde in etwa gleich viel Metern. Ganz genau stimmt das nicht, da die Erde etwas abgeplattet ist, aber das vernachlässigen wir hier einmal.
Bei den Längengraden ist das etwas anderes: Die horizontalen Scheiben einer Kugel (Breitenkreise) haben ja unterschiedliche Durchmesser/Umfänge:

Die Koordinaten mit E (oder W) , die Längengrade, geben den Winkel von der Erdachse aus zwischen dem Längenkreis durch London und dem Längenkreis des gewünschten Ort wieder. Der Winkel wird entlang eines Breitenkreises zwischen zwei Längenkrisen gemessen. Im Falle von Bern sind das E 7° 26.318′
Aber statt von London aus östlich (E für East) nach Bern zu gehen, könnte man auch westlich die andere Richtung gehen und dann hätte Bern W 353° 73.682′. Beide – die E und W-Koordinate ergeben zusammen 360. Im Alltag nutzt man den kleineren der beiden Werte.

Während am Aequator der Breitenkreis einen Umfang von ca. 40’000 km hat, hat der Breitenkreis, ca. 1 m vom Nord- oder Südpol entfernt, nur rund 6 m Umfang. Ihr kennt das, wenn ihr Tomatensalat rüstet: Nicht alle Scheiben sind gleich gross. Während also am Äquator 1° ca. 667 km enspricht (40’000 km/360) ist 1° ein Meter vom Nordpol entfernt ca. 1,7 cm.

Mithilfe der Koordinatenrechnung auf schweizer Koordinaten kann man einfach bestimmen, wieviele Meter ein Grad bei uns entsprechen.Denn Schweizer Koorinaten haben ein eigenes System und entsprechen direkt Metern. Für andere Länder kann man auch beispielsweise Flopps Karte nutzen.
Mit Hilfe des obigen Links können wir für Bern folgendes bestimmen:

Bern (N 46° 57.065 E 7° 26.318), 10 Sekunden Unterschied:

  • N 46° 57.065 E 7° 26.318 –> 600000/200000
  • N 46° 57.075E 7° 26.328 –> 600013/200019

–> In Bern entsprechen 0.010 Grad ca. 13..19 m

Zürich (N 47° 22.272 E 008° 32.570), 10 Dezimal-Sekunden Unterschied:

  • N 47° 22.272 E 008° 32.570 –> 683399/247293
  • N 47° 22.282 E 008° 32.580 –> 683411/247312

–> In Zürich entsprechen 0.010 Grad ca. 12..19 m

Bestimme den Wert doch einmal für Deinen Gegend, wo Du Geocachst.
Wenn Dein GPS die Distanz zu einem Geocache/Ziel anzeigt, benutzt es zur Berechnung die ähnlichen Methoden wie hier aufgezeigt.

1.2 Die praktische Übung: Gespür für Dein GPS bekommen

Es gibt eine theoretische Genauigkeit des GPS, die sytembedingt ist und dann gibt es die praktische Genauigkeit Deines GPS, die von verschiedenen Gegebenheit abhängt. Die wollen wir nun ermitteln, wenn wir schon länger oder öfters Zuhause sind.

Suche Dir einen Platz dort wo Du wohnst und der GPS-Empfang möglichst gut ist: Z.B. Balkon, Gartensitzplatz, ev. Fensterbrett etc. Bestimme dort die aktuellen Koordinaten oder noch besser, speichere Dir die Position als “Wegpunkt”. Du kannst dazu auch die Mittelungsfunktion nutzen, die es auf Garmin-Geräten dazu gibt.

In der nächsten Zeit miss die aktuellen Koordinaten (ohne Mittelung) an genau diesem Ort bei Dir Zuhause: zu verschieden Tageszeiten und zu verschiedenen Wetterbedingungen. Am besten wählst Du den einmal gespeicherten Wegpunkt als Ziel, gehst mit dem GPS genau an den Ort und notierst Dir die “Entfernung zum Ziel” (obwohl dun genau dort bist) mit Datum und ev. den aktuellen Bedingungen (blauer Himmel, Regen,…). So bekommst Du für Dein Gerät das Gefühl wie “genau” es ist respektive wie stark der Empfang schwankt. Dies gilt dann natürlich nur für den Ort an dem diesen Versuch durchführst. An anderen Orten, z.B. in einer Schlucht, im Wald mit Laub an den Bäumen, etc. kann dies anders aussehen. Vielleicht hast Du trotz der aktuellen Situation noch die Möglichkeit, Dich draussen zu bewegen, so dass Du Dir verschiedene Messpunkte in der Nöhe auswählen kannst. Wäre spannend zu Erfahren, was für Abweichungen Du mit was für einem Gerät ermittelst. Du kannst das ja in die Kommentare schreiben. Z.B. Oregon 600: Messung auf dem Balkon über 2 Wochen, 35 Messungen. maximale Abweisung, nn Meter.

Basierend auf diesen Überlegungen funktionieren auch sogenannten “Differential-GPS”. Hier senden Stationen am Boden von denen man die exakte Position kennt, laufend die aktuelle Abweichung z.B. per Radiosignal an spezielle GPS-Geräte, welche den GPS.Messwert mit dieser Korrektur – dem Differenzsignal – kombinieren. Sol lässt sich cm-Genauigkeit erreichen, sofern man in der Region ist, wo diese Bodenstation ist. Denn die Abweichung kann weltweit zum gleichen Zeitpunkt verschieden sein.
Auch das GPS-System selber wird laufend von der Bodenstation aus entsprechen korrigiert, nur lässt sich mit dem GPS-System alleine aktuell nicht die Genauigkeit von Differential-GPS-Systemen erreichen.

Hinweis für Smartphone-Nutzer: Bei Smarphone werden für die Standortbestimmung oft nicht nur das GPS sondern auch Mobilfunkdaten und WLAN-Infos benutzt. Mache Messungen mit und ohne eingeschaltetem Flugmodus, der Einfluss kann messbar sein.

2. Idee: Der Höhenmesser – der oft unbekannte Sensor

Den praktischen Teil dieser Idee kann man mit einem Smartphone nicht durchführen. Die konkreten Beispiel zeigen dies mit einem Garmin Oregon 600-Gerät, bei anderen Garmin-Geräten ist das jeweils sehr ähnlich.

2.1 Theorie: Höhe ist nicht Höhe – Druck ist nicht Druck

Das GPS-System im Allgemeinen ermöglicht nicht nur die Bestimmung der Koordinaten auf der Karte sondern an sich auch die Ermittlung der Höhe. Diese ist aber meist nicht so genau wie ein barometrischer Höhenmesser der mit dem aktuellen Luftdruck die Höhe bestimmt. Der barometrische Höhenmesser ist dafür genauer, aber dafür – wetterbedingt – nicht so stabil.

Viele Outdoor-GPS enthalten heute neben einem magnetischen Kompass auch einen barometrischen Höhenmesser. Ist der barometrische Höhemesser, ausgehend von einer bekannten Höhe, einmal kalibriert zeigt er die Höhe recht genau an, solange das Wetter stabil bleibt.

Man kann am Gerät meist wählen, ob man die (barometrische) Höhe oder die GPS-Höhe angezeigt haben will. Auch kann man im Menu “Höhenanzeige” (Profil) wählen, ob die Höhe oder der Luftdruck als Diagramm angezeigt werden soll:

Hier zwei Beispiele, einmal als Höhenanzeige und als Lufdruckanzeige:

Im Bild rechts sieht man den Höhenverlauf, im Bild links den Druckverlauf (leider ungünstige Skala). Links oben sieht man in der Track-Ansicht wie der Luftdruck mit zunehmender Höhe sinkt.

Bei der Luftdruck-Darstellung kann man wählen zwischen Umgebungsdruck und Barometrischem Druck.

Der Umgebungsdruck zeigt den absoluten Luftdruck der effektiv gemessen wird. Der barometrische Luftdruck ist jeder, der auf Meereshöhe umgerechnet ist. Dieser wird verwendet, um Luftdruckangaben vergleichbar zu machen. Durch den aktuellen Aufenthaltsort am Meer oder in den Bergen macht alleine die aktuelle Höhe einen Luftdruck-Unterschied aus. Darum wird bei der Angabe in Wetterprognosen der barometrischen Luftdrucks verwendet. Darum ist dieser vergleichbar. Wenn also für die Schweiz Luftdruckwerte gemeldet werden, kann jedermann an jedem Ort diese nutzen, ohne seine aktuelle Höhe zu berücksichtigen. Den der barometrische Luftdruck ist schon entsprechend umgerechnet (auf Meereshöhe) – auch z.B. auf dem GPS, wenn dieser für die Anzeige gewählt wird.

Nutzt man den barometrischen Höhenmesser empfiehlt es sich, diesen gelegentlich, bei wechselndem Wetter häufiger, zu kalibrien, wenn man die aktuelle Höhe kennt. So z.B. wenn an an einem Wegweiser oder Bahnhof ist, wo die aktuelle Höhe manchmal angegeben ist. Man kann auch die (Auto-) Kalibration dem GPS überlassen, welches dann die Kalibration mit der aktuellen GPS-Höhe vornimmt.

2.2 Die praktische Übung: Gespür für die Höhenmessung bekommen

Bei vielen GPS kann man einstellen, dass die Luftdruckaufzeichnung nicht nur dann erfolgen soll, wenn das Gerät eingeschaltet ist, sondern auch im ausgeschaltetem Zustand. Natürlich benötigt das entsprechend Energie wenn es ausgeschaltet ist. Darum empfiehlt es sich, das GPS in diesem Modus mit dem USP-Kabel extern mit Strom zu versorgen.
Damit lässt sich das GPS in eine Wetterstation verwandeln: Positioniere das GPS auf Deinem Schreibtisch, verbinde es wie erwähnt mit dem USB-Kabel mit einem Netzteil oder Deinem Computer. Kalibriere den Höhenmesser manuelle mit der bekannten Höhe wo Du wohnst. Du kannst diese z.B. aus der Landeskarte herauslesen.
Nun kannst Du Dir den aktuellen Luftdruck als Diagramm zeigen und erkennst, wie sich Luftdruck sich verändert und bekommst ein Gefühl wie das Wetter wird. Allgemein bedeutet ein hoher Luftdruck gutes Wetter, schlechtes Wetter zeichnet sich meist mit tiefem Luftdruck aus. Schnelle Lufdruckänderungen weisen auf einen entsprechend raschen Wetterumschwung hin.

Wenn Du Dir die GPS-Höhe anzeigen lässt, siehst Du auch wie sich diese – ähnlich den Koordinaten oben erwähnt – ändern kann. Auch so kannst Du Erfahrungen fürs Geocache oder andere Outdoor-Aktivitäten sammeln, auch wenn Du Zuhause bist. Tipp: Wenn man einen Punkt im Diagramm auswählt, wird der entsprechend gemessene Luftdruck angezeigt.

Viel Spass beim Kennenlernen Deines Geräts und Erweitern Deines Koordinaten- und Höhengefühls.

Links:

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