Der Bezug von GPS-Koordinaten  zu amtlichen, topogr. Karten in Deutschland

Das Problem:
Aktuelle 12-kanalige GPS-Geräte, wie es sie im Handel für etwa DM 400,- gibt, zeigen schon nach kurzer Zeit (15 Sekunden bis 5 Minuten) die aktuelle Position des Empfängers mit 3 dezimalen Stellen für die Minuten an. Die Lage der GLOBE-Meßstation am Gymnasium Ohmoor beträgt: 53° 38.612' nördliche Breite 09° 57.705'    östliche Länge Für die Aufnahme einer neuen GLOBE-Study-Site im nahegelegenen Ohmoor, dem Namensgeber unseres Gymnasiums, mußten wir die GPS - Geräte - Daten in Bezug zu einer amtlichen topographischen Karte 1:5000 (Deutsche Grundkarte) bringen. Es stellten sich die Fragen:

=> Welcher Strecke in Wirklichkeit bzw. auf diesen Karten entspricht einer Änderung der 7 Stellen auf dem
      GPS-Empfänger?

=> Wie genau ist das Ganze ohne weitere Maßnahmen?

Unsere Ergebnisse:
Bezüglich der geographischen Breite ergeben sich die einfacheren Überlegungen: Der Erdumfang beträgt 40077km. Ein Viertel eines Meridians, also vom Äquator bis zum Pol beträgt 10019,25Km. Das wird in 90 Breitengrade unterteilt. Pro Grad ergibt sich also ein Abstand von 111,325Km. Jedes Grad wiederum unterteilt sich in 60 Minuten, also eine Minute repräsentiert 1,855Km und die Dezimalstellen dann 185,5m, 18,5, und die letzte des GPS-Empfängers zeigt eine Änderung von 1,855m an!

Für die geographische Länge muß bedacht werden, dass wir nicht auf dem 40077 Km langen Äquator, sondern weiter im Norden mit 53 Grad auf einem viel kürzenren Breitenkreis wohnen. Die amtlichen Karten weisen einen Abstand von exakt 1,1Km  pro Minute auf. Unser Breitenkreis ist also nur 1,1*60*360 = 23760Km lang. Pro Grad ergibt sich also ein Abstand von 66Km. Eine Minute sind 1,1km und die Dezimalstellen dann 110m, 11m und die 3. im  GPS angezeigte Minutenunterteilung 1,10m! Auf den Karten ergibt sich für unseren Breitenkreis folgende Situation:  

GPS-Angabe:            pro Minute    1/10     1/100      1/1000' Breite
in Wirklichkeit:          1,885Km  188,5m    18,85m      1,885m
auf der TK 1:5000         37,70cm  3,77cm    3,770mm    0,3770mm
 

GPS-Angabe:            pro Minute    1/10     1/100      1/1000' Länge
in Wirklichkeit:          1,100Km    110m       11m      1,10m
auf der TK 1:5000         22,00cm    2,2cm    2,20mm     0,22mm

Eine deutliche Verbesserung...
der Übereinstimmung mit den Kartenangaben ergibt sich, wenn das Gerät auf "German Grid" mit Hoch- und Rechtswerte sowie auf das  Kartendatum "Potsdam" eingestellt wird. Die 3. Stelle hinter der ganzen Kilometerangabe ergibt jetzt einen Meter Genauigkeit. Folgender Link zeigt auf eine GPS-Kartierung der Wege in unserem Untersuchungsgebiet. Die darunter projezierte TK 1:5000 weist brauchbare Ubereinstimmung auf.