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Wie sieht die     im Empfänger aus?

(Die folgenen Abschnitte beziehen sich ausschließlich auf die "dummen" GPS-Empfänger ohne Autorouting-Funktion! Der Zusammenarbeit mit Geräten mit Eigenintelligenz ist eine eigene Seite gewidmet, weil diese grundsätzlich anderen Randbedingungen gehorchen muss.)

Für die GPS-Handgeräte ohne eigene Routing-Intelligenz interpretiert GPS-Route die vom Tourenplaner exportierten Beschreibungen und extrahiert aus diesen mehrere Bestandteile. Die wesentlichen sind Abbiegehinweise (links, rechts, ...), GPS-Koordinaten und Straßennameninformationen. Die Abbiegeanweisungen werden in entsprechende Wegpunktenamen umgesetzt, so dass die Namen letztlich die Fahranweisungen (in gekürzter Form) darstellen.

Struktur der Navigationsanweisungen (bei aus Vektorplanern extrahierten Routen)

Einfache Abbiegeanweisungen:
Li, Re links/rechts abbiegen, links/rechts halten auf
hL, hR halb links/halb rechts halten/abbiegen
sL, sR scharf links/rechts abbiegen
GU geradeaus umkehren (ja, das gibt es!)
Kx im Kreisverkehr x.te Abfahrt nehmen (x ist dabei eine Zahl zwischen 1 und 9)
Kombipunkt-Anweisungen:
(ersetzen zwei Originalpunkte durch gemeinsamen Mittelpunkt, wenn zwei Abbiegeanweisungen in weniger als 50 m Entfernung aufeinander folgen:)
RL, LR Rechts-Links-Kombination (bzw. andersrum)
rL, Rl halbrechts-Links- bzw. Rechts-halblinks-Kombination
... usw. ("scharf-links"- bzw. "scharf-rechts"-Kombination werden nicht
  unterstützt, weil sie viel zu selten vorkommen.)
Anweisungen, die im Wesentlichen geradeaus führen:
we "weiter auf" (zum besseren Nachvollzug gewundener Straßenverläufe)
Xw "weiter auf" mit Wechsel der Straßennummer (nur Bundes-, Land- und Kreisstraßen;
  meist ein Zeichen für trotzdem erforderliches Abbiegen; Gehirn einschalten!!)
GA geradeaus auffahren/abfahren (also im Wesentlichen: geradeaus!)
Sonstige Anweisungen:
Zz Startpunkt, Ziel, Zwischenziele (kann nicht bei allen Planern strikt erkannt werden!)
Au auf ... weiter ...
Ei einordnen auf
- - (nur in GPSFREE, der kostenlosen GPSROUTE-Version:
    Wegpunkte, die in der Vollversion eliminiert worden wären)

Achtung: Einige ältere GPS-Empfänger kennen nur Großbuchstaben in den Wegpunktnamen, z.B. der Garmin GPS-12. In dem Fall werden die Kombianweisungen mehrdeutig, da z.B. rL und RL im Empfänger gleich dargestellt werden!

Unterschiedliche Positionspunkte müssen grundsätzlich auch unterschiedliche Namen tragen. Daher kann nicht zweimal z.B. "rechts" als Wegpunktname auftreten. GPS-Route sichert die Eindeutigkeit über Anhangschwänze an den eigentlich interessanten Navigationsanweisungen. Um Kürze mit Lesbarkeit zu verbinden, werden Namen der Form Li-aq erzeugt. Dabei hat der mit Kleinbuchstaben geschriebene Schwanz außer der Sicherstellung der Eindeutigkeit keine weitere Bedeutung (abgesehen von der Reihenfolge). Nach Durchlaufen der Buchstabenkombinationen "aa" bis "zz"(also ab Wegpunkt 675) wird wieder mit "aa" begonnen, um Fehler durch Zeichen, die nicht im Zeichensatz des Empfängers existieren, auszuschließen. Es wird hierdurch jedoch zu Überschneidungen mit früher übertragenen Namen kommen! Daher bitte keine Touren mit mehr als 624 Punkten insgesamt planen.

Struktur der Navigationsanweisungen (bei Umsetzungen aus Trackdateien)

Bei der Auswertung von Trackdateien kann nicht wirklich sauber zwischen echtem Abbiegen und dem Durchfahren von Kurven unterschieden werden. Ich habe zwar eine Heuristik eingebaut, mit der ich das versuche, doch ist die noch weit von einer 100%igen Sicherheit entfernt. Auch Kreisverkehre können nicht aus den Tracks detektiert werden.

Zur Unterscheidung und Vermeidung einer falschen Interpretation werden bei den Ergebnissen der Trackauswertungen nur Namen der Form "L-xy", "R-jk" und "we-ab" genutzt. Wird bei diesen Aufbereitung jedoch die Option "-l" eingeschaltet (Richtungsinformationen einblenden), so wird der aus den Trackdaten ausgerechnete, relative Abbiegewinkel in Grad in die Wegpunktnamen eincodiert: "L-117ak" bedeutet dann z.B., dass an der Stelle eine Abbiegung mit einem Winkel von 117° nach links zu erwarten ist, es also schon fast ein wenig zurück geht.

Mehrfachrouten und Routenverkettung

Da die erlaubten Wegpunktzahlen in einer Route des GPS-Empfängers (Voreinstellung: 30 Punkte pro Route) in der Regel nicht für die Aufnahme einer kompletten Tourplanung reicht, werden mehrere Routen zu einer Gesamttour verknüpft. Hierbei überlappen sich die Wegpunkte der Einzelrouten um eine wählbare Minimalstrecke. Befindet man sich in einer solchen Überlappungsstrecke, ändert sich das Trennungszeichen "-" im Wegpunktnamen zunächst in ein "+", danach in "=" oder "++". Hierdurch weiß der Fahrer, dass er (manuell) auf die nächste Route umschalten sollte, sobald er in den Überlappungsbereich eingefahren ist. Dort wird er nach dem Umschalten auf die nächste Route unmittelbar weiter geführt.

Überlappsystematik bei wechselnden Routenpunktdichten. Wegen der schnellen Abfolge der Wegpunkte im Überlappbereich von Routen 1 und 2 werden die 5 Wegpunkte Re+cm bis hR=cq in beide Routen übernommen. Die Überlappung zwischen den Routen 2 und 3 besteht dagegen nur aus den Punkten Re+dx und hL=dy, weil die zwischen diesen liegende Strecke bereits deutlich größer als die gewünschte Überlappungsstrecke ist.
Ueberlapp.eps

Die Methodik, die hinter der Festlegung der Überlappungsstrecken steht, wird in Abschnitt "Methodik der Aufbereitung" näher erläutert.

Darstellung der Routen auf verschiedenen Empfängern und Nutzungsempfehlungen

Je nach Art des eingesetzten GPS-Empfängers werden die erzeugten Routen unterschiedlich gut in den verschiedenen Anzeigemodi dargestellt. Zu unterscheiden sind hierbei die Geräte mit und ohne eigene Kartendarstellung, und mit oder ohne eigene Routing-Intelligenz. Daher empfehlen sich unterschiedliche Grundbildschirme in der Fahrsituation. Da ich bisher nur eine begrenzte Zahl von Empfängern selber auf der Straße testen konnte und keine verallgemeinernden Aussagen ohne Kenntnis der Geräte treffen möchte, beschränken sich die konkreten Kommentare auf explizit genannte Empfängertypen. Letztlich muss aber jeder für sich selber entscheiden, mit welcher Routendarstellung er/sie am besten klarkommt.

Es folgen einige Beispiele.

Empfänger mit Basiskarte (Beispiel: Magellan Meridian Gold)

Eine sinnvolle Orientierung gestatten bereits Geräte mit zumindest einer Basiskarte der Orte und größeren Straßen. Hiervon sind in letzter Zeit recht viele in sehr unterschiedlichen Ausführungen auf den Markt gekommen.

Im Kartenbildschirm erscheinen die Wegpunkte mit ihren Namen recht klein. Zusätzlich ist die Dichte der dargestellten Details bereits in der Basiskarte recht groß. Daher neigt diese Darstellung zur Unübersichtlichkeit, was nicht gerade zur schnellen Erfassung von Details beiträgt. Des weiteren lässt sich der gerade angesteuerte Wegpunktname nicht gesondert und groß an anderer Stelle einblenden. Daher bevorzuge ich auf diesem Gerät die sogenannte "Straßennavigations"-Ansicht:

StraNa-Bildchen Magellan auf der Strasse

Oben: Navigationsunterstützung in der Straßennavigationsansicht eines Magellan Meridian Gold. Neben der Entfernung zum nächsten Wegpunkt, dessen Typ zudem durch ein entsprechendes Symbol gekennzeichnet wird, ist auch der weitere Verlauf der Tour bereits in Ansätzen erkennbar. Je nachdem, welchen Zoom-Faktor man eingestellt hat (1.0 links oder 2.0 rechts), ist entweder der unmittelbar vor einem liegende Bereich oder der spätere Verlauf der Routenpunktabfolge besonders gut aufgelöst bzw. zu erkennen.

Rechts: Straßenszene mit Magellan Meridian am Motorradlenker, mit eingeblendeten Bildschirmbeispielen für den Straßennavigations- und den Kartenbildschirm. Zu sehen ist auch der auf einer RAM-Mount-Basis selbst gebastelte Halter, der an anderer Stelle ausführlicher beschrieben wird.

In dieser Sicht wird allerdings nur der nächste anzusteuernde Wegpunkt mit seinem Symbol und damit mit seiner Wichtigkeit für die Routenverfolgung dargestellt; die nachfolgenden muss man zunächst einmal raten. Trotzdem erscheint einem (bei Einstellen einer sinnvollen, nicht zu großen Zwischenpunkte-Richtungsmaximalabweichung) in der Navigationssituation die Darstellung in der Regel als erstaunlich gut die Wirklichkeit wiedergebend.

Dieser Navigationsbildschirm kann durch geeignete Wahl der numerischen Anzeigen unterstützt werden: Zuvorderst sind hier die Entfernung bis zum nächsten Wegpunkt und die geschätzte Zeit bis zum Erreichen des selben zu nennen. Die Entfernung lässt sich zwar auch aus der bildlichen Darstellung ungefähr schätzen, doch ist (insbesondere bei wechselnden Zoomstufen) eine einfache Zahlenanzeige eingängiger. Die zeitliche Entfernung hilft, nicht zu sehr die Augen auf dem Navigationsdisplay zu halten und bisweilen auch noch mal auf die Straße selbst zu sehen. Wenn z.B. noch 30 Sekunden bis zum Erreichen des nächsten Wegpunkts verstreichen sollen, kann man sich auch noch mal gemütlich umschauen, bevor man sich weiter vom GPS leiten lässt.

Tritt das Gefühl auf, sich verfahren zu haben, kann man schnell mal in den Kartenbildschirm umschalten, um sich -- ggf. nach Anhalten -- in der detailreicheren Karte zu orientieren. Hier ist es hilfreich, diese auf "vorne = oben" (also entweder track- oder routenorientert) eingestellt zu haben, um einen möglichst schnellen Abgleich mit der momentanen Situation zu erreichen. Das schnelle Umschalten zwischen Straßennavigations- und Kartenbildschirm wird übrigens (zumindest bei den Geräten der Meridian-Serie) erleichtert, wenn man den zwischengelagerten numerischen Positionsangabenbildschirm ausschaltet. Dann reicht ein einziger Tastendruck für das Hin- und Herschalten.

Wenn keine zu scharfen Budgetgrenzen existieren, würde ich heute zu einem Empfänger mit vernünftiger Basemap zu raten, da man hierdurch bei einem Verfahrer durch den Hinweis auf existierende Straßen relativ zur geplanten Route deutlich besser wieder zu dieser zurück findet. (Nach dem derzeitigen Stand -- Sommer 2003 -- scheint die Magellan-Basemap der der Garmin-Geräte überlegen zu sein, aber das möge jeder für sich selbst bewerten.) So erreicht man mit einem Komplettpreis von ca. 500 EUR (incl. Gerät und PC-Tourenplaner!) eine sehr souveräne Navigationshilfe.

Aufgrund mehrerer Anfragen an dieser Stelle noch eine klare Aussage zu Detaildaten:
Feindatensätze der Gerätehersteller (z.B. Garmins MapSource oder Thales-Magellans MapSend) sind zur Nutzung von GPSROUTE nicht erforderlich!

Sie sind in meinen Augen mangels guter Kategorisierung der Straßentypen sogar eher eher hinderlich: Das spontane Neurouten per Gehirn aufgrund der Kartenanzeige auf dem Empfänger (z.B. Umfahren eines Autobahnstaus, vorwärtsgerichtetes Wiederansteuern einer verlorenen Route aufgrund angezeigter Straßen) ist hiermit fast nicht möglich, da in diesen Produkten Feldwege nicht von kleinen, allgemein fahrbaren Straßen unterschieden werden. So landet man fast zwangsläufig beim nächsten Bauern auf der Wiese oder im Hof. Die Straßen der Basemaps hingegen garantieren ihre Fahrbarkeit, auch wenn bei weitem nicht alle verfügbaren Straßen dargestellt werden.

Ich würde mich freuen, wenn sich diese Situation zukünftig änderte: Wann endlich wird es in den Feindatensätzen eine saubere Unterscheidung von allgemein fahrbaren Straßen gegenüber den anderen Wegen geben?

Basiskartenlose Empfänger (z.B. Garmin GPS-12, Geko)

Die Empfänger ohne Basiskarte besitzen in der Regel einen Pseudokartenbildschirm, in dem Wegpunkte, Routen- und Tracklinien bildlich dargestellt werden. Zu dieser Kategorie zählen beispielsweise die Garmins GPS-12, GPS-72 und die Empfänger der Geko-Serie. Grundsätzlich sind diese grafischen Aufbereitungen bereits ausreichend, um sich mit GPS-Route entlang einer Route führen zu lassen, da hierin auch die Routenlinien, die momentane relative Position hierzu und teilweise auch die Fahrtrichtung dargestellt werden.

In dieser Pseudokartendarstellung lassen sich die gemalten Routenlinien sehr gut verfolgen und zusätzlich eingezeichnete Richtungsfähnchen (beim Hochladen über die Garmin Utilities) sehr gut erkennen (siehe z.B. nachstehende Abbildung), da der Bildschirm ja ansonsten leer ist. Verliert man seine verfolgte Route (z.B. wegen notwendiger Baustellenumleitungen), bieten diese Geräte ansonsten jedoch keinerlei zusätzliche Information, wie man wieder zum rechten Wege zurückfindet.

Dafür lässt sich schon mit einem Komplettpreis von ca. 200 EUR (incl. Gerät und PC-Tourenplaner!) eine funktionsfähige Navigationshilfe realisieren, die einem durchaus selbst bei Stadtdurchfahrten hilft und einen wieder zurück auf die kleinen Landstraßen bringt.

Navigationsunterstützung durch Abbiegerichtungsfahnen beim Garmin GPS-12. (Alte Darstellung; heute gibt's keine "GE"-Punkte mehr!)
Links: Beispiel für einen Streckenabschnitt, auf dem an vier von fünf Abbiegestellen zusätzliche Richtungsfahnen angezeigt werden. Die einzelnen Fahnen werden als Pseudotracks mit einer festen Länge festegelegt und erscheinen bei unterschiedlichen Maßstäben des Ausschnitts entsprechend unterschiedlich lang. Ein Maßstab von 1.2 km/Displayhöhe hat sich für die Feinnavigation als meist sehr gut brauchbar erwiesen; daher wurde die Fahnenlänge zum Erzeugen eines gut sichtbaren Richtungsstrichs zu 200 m festgelegt.
Mitte: Streckenabschnitt, an dem trotz der Anweisung "GE" (altes Bild, entspricht heute einem "WE"-Punkt!) die Route aufgrund der Lage des nächsten Routenpunkts relativ stark abknickt. Die Fahne weist aber darauf hin, dass die am entsprechenden Punkt tatsächlich zu verfolgende Fahrtrichtung deutlich von der Richtung zum nächsten Routenpunkt abweicht.
Rechts: Überlagerung des vorigen Bildes mit dem tatsächlich an der Stelle gefahrenen Track (rechts oben nach links unten). Die Straße führt von der mit GE bezeichneten Stelle aus in einem großen Bogen ohne weitere, vom Tourenplaner exportierte Zwischenpunkte zum nächsten echten Routenpunkt, der noch unterhalb des Bildausschnitts liegt. Es ist zu erkennen, dass die Fahne in die richtige Richtung zeigte.

leg-n-track.eps

Ozi CE auf PocketPCs

Die Definition und Nutzung von Routen ist auf einem mit OziCE als Navigationssystem betriebenen PocketPC den basiskartenbestückten autonomen GPS-Empfängern ähnlich: Auch bei OziCE liegt die geplante Route gewissermaßen als "bemalte Klarsichtfolie" über den Darstellungsdetails einer woher auch immer stammenden, kalibrierten, rastergrafischen Hintergrundkarte. Entsprechend werden die Abbiegeanweisungen für OziCE in der gleichen Weise und nach den gleichen Prinzipien aufbereitet, wie dies auch für die anderen nicht selbstroutenden GPS-Empfänger geschieht.

Die von OziCE selbst verwaltete Einblendung von Abbiegehinweisen und Pfeilsymbolen, die während der Fahrsituation erzeugt wird, kann hierbei nicht von GPS-Route beeinflusst werden. Die maximale Routenlänge wird hier auf 1000 Punkte gesetzt, was normalerweise dazu führt, dass eine entsprechende Datei eine komplette Tagestour abdecken kann.

Spezialisierte GPS-Empfänger der gehobenen Kategorie mit eigener Routing-Intelligenz

Selbst bei Autorouting-fähigen Empfängern wie dem Garmin Street Pilot Color (zum Test freundlicherweise von der Firma Sport Spezial, Aachen, zur Verfügung gestellt) kann es sinnvoll sein, GPS-Route zur Planung einer Motorradtour zu verwenden: Die Autorouting-Funktionen des Geräts werden wohl auch in absehbarer Zukunft kein automatisches Auswählen einer "schönsten Streckenführung" erlauben ...

Man beachte aber, dass der Street Pilot Color (nach meinem, aus Internetseiten erworbenen Kenntnisstand) dann im "Gummiband-Modus" (also ähnlich der Routing-Darstellung für Empfänger mit Basiskarte) arbeitet und wiederum nur 30 Wegpunkte/Route verwaltet, auch wenn in dessen Beschreibung von "Routen mit bis zu 1200 Wegpunkten" geschwärmt wird!

Abbildung 9: Darstellung eines Routenverlaufs auf dem Karten- und dem Routenpunktbildschirm eines Garmin Street Pilot ColorMap.
SP3-Bildchen/sp3-1.eps

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P. Roosen 2005-04-29