Wie genau sind Smartphone GPS wirklich?

Teuer ist beim Smartphone-GPS offensichtlich nicht immer am besten, zeigt unser Smartphone-Test. Wir haben 4 Smartphones für Euch getestet und einen Testbericht zusammengestellt.

Die Basis der automatischen Aufzeichnung von FARMDOK ist die Positionsbestimmung mittels globalem Navigationssatellitensystem (GNSS) durch das Smartphone. Wie funktioniert GNSS und welche Systeme gibt es eigentlich? GNSS verwendet Signale von Navigationssatelliten, welche die Position des Empfängers bestimmen. Dazu müssen mindestens vier Satelliten (drei zur Positionsbestimmung und einer zum Ausgleich der relativ ungenauen Uhr des Empfängers) direkt vom Empfänger aus sichtbar sein. Derzeit gibt es vier weltweite Systeme:

• NAVSTAR GPS, USA
• GLONASS, Russland
• Galileo, Europa (im Aufbau)
• Beidou, China (im Aufbau)

Die meisten modernen GNSS-Empfangsgeräte können Signale von mehreren Satellitensystemen empfangen. Sie erreichen dadurch eine höhere Genauigkeit, auch wenn nur ein relativ schmales Sichtfenster zu den Satelliten verfügbar ist.

Genauigkeit der GPS Signale

Die Genauigkeit vom GPS hängt von mehreren Faktoren ab:

• Es gibt Grenzen durch die Anzahl der sichtbaren Satelliten
• und die Genauigkeit der in den Satelliten verbauten Atomuhren.
• Außerdem können die atmosphärischen Störungen nur begrenzt korrigiert werden.

Die Positionsabweichung liegt deswegen bei mehreren Metern. Dies ist zwar für die Navigation ausreichend, für Vermessungsaufgaben oder auch für landwirtschaftliche Anwendungen, wie etwa eine Lenksteuerung, ist es viel zu ungenau. Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden Korrektursignale in den sogenannten D-GPS Systemen verwendet. Je nach Art des Korrektursignals erreicht man eine Genauigkeit von unter einem Meter oder mit lokalen RTK-Korrektursignalen bis zu unter 1 cm.

Der Test

Wir haben dazu vier Smartphones unterschiedlicher Preisklassen mit einem low-cost RTK-GPS von Emlid verglichen (Preis lt. www.geizhals.at, 10. Nov. 2017):

• Samsung Galaxy S8 (579,00 EUR)
• bq Aquaris X (269,10 EUR)
• Samsung XCover 4 (198,99 EUR)
• Samsung Galaxy A3 (220,00 EUR)

Am Ausgangspunkt der Teststrecke wurde ein RTK-GPS (Basisstation) aufgestellt und das Korrektursignal über GSM zum mobilen Teil in das Testfahrzeug übertragen, in dem die vier Testgeräte aufgestellt waren. Somit wurde bei diesem Test nicht die absolute Genauigkeit, sondern eine relative Genauigkeit zum Ausgangspunkt gemessen. Wie sich herausgestellt hat, erreicht das hier verwendete RTK-System zwar nicht cm-Genauigkeit, sondern meistens nur eine Genauigkeit im Dezimeter-Bereich. Dies ist aber immer noch um ein Vielfaches genauer als das Smartphone-GPS ohne Korrektursignal. Die Teststrecke ist ca. 16 km lang (mit ca. 1500 GPS-Punkten pro Testfahrt und Smartphone).

Das Ergebnis

Vorweg, alle vier Smartphones verfügen über ein sehr robustes GPS, welches auch bei kurzen Abschattungen, Tunnel oder Bäumen ein gutes Positionsergebnis liefert. Wie zu erwarten, zeigt der Test, dass die Positionsabweichungen zwischen ein und drei Meter liegen.

Bei allen drei Versuchen ist die Abweichung der beiden teureren Smartphones, Samsung Galaxy S8 und bq Aquaris X, größer. Sie beträgt 2,53m beim S8 und 2,05 beim bq. Spannend daran ist vor allem, dass genau diese beiden Geräte bereits in der Lage wären Galileo-Daten zu verarbeiten. Die Abweichung der günstigeren Modelle xCover 4 und A3 liegt bei nur rund 1,5 m.

Wodurch dieser Unterschied zustande kommt, konnte nicht restlos geklärt werden. GPS-Signale dringen nur begrenzt durch feste Materialien und werden auch durch Reflexionen von naheliegenden Gegenständen und Bauteilen gestört. Beim Versuch wurden die Smartphones ohne Schutzhülle getestet, denn auch diese kann das Signal beeinflussen.

FAZIT: Teuer ist bei Smartphone GPS nicht unbedingt besser!

Lest in unserem nächsten Blogbeitrag mehr darüber, wie man Smartphones am Traktor richtig montiert, um möglichst wenig Abweichungen und GPS-Störungen zu haben.