GPS & Marker
Mehrere frische GPS-Messwerte werden gefiltert, robust gewichtet und zu einer nachvollziehbar bewerteten Markerposition zusammengeführt.
Überblick
Ein einzelner GPS-Fix ist eine Momentaufnahme. Satellitengeometrie, Abschattung und Reflexionen können ihn verschieben. Eine Messreihe zeigt die Streuung und reduziert den Einfluss einzelner Ausreißer.
Für eine schnell verfügbare Kartenposition verarbeitet MapTools aktuelle GPS-, Netzwerk- und passive Android-Standorte. Ein höchstens 30 Sekunden alter letzter Standort kann den Start beschleunigen. Das ist keine statistische Vermessung.
Die Messfunktion beginnt mit einer leeren Reihe und verwendet nur neue Fixes des Android-GPS-Providers. Alte, doppelte, ungültige oder zu ungenaue Werte werden verworfen.
Ein vorhandener Marker kann in weiteren Sitzungen erneut gemessen werden. Neue Sitzung, kombiniertes Gesamtergebnis und Änderung der geschätzten Genauigkeit bleiben getrennt sichtbar.
Praxis
Die Messung endet erst, wenn Mindestdauer, Mindestzahl verwendbarer Fixes und Stabilitätskriterien gemeinsam erfüllt sind.
| Profil | Mindestdauer | Mindestens verwendete Fixes | Maximale Dauer |
|---|---|---|---|
| Kurz | 15 s | 10 | 30 s |
| Standard | 60 s | 30 | 90 s |
| Lang | 180 s | 90 | 300 s |
Technik
Das Verfahren ist kein einfaches Mittel aus Breiten- und Längengraden. Es arbeitet in einem lokalen metrischen System und verbindet Genauigkeitsgewichte mit robuster Statistik.
Verworfen werden ungültige Koordinaten oder Genauigkeiten, Fixes von vor dem Messbeginn, doppelte Zeitstempel und Werte mit einer gemeldeten horizontalen Genauigkeit über 25 m.
Bewegung liegt vor, wenn mindestens zwei der letzten drei Geschwindigkeiten über 1,2 m/s liegen. Zusätzlich werden bei mindestens zehn Fixes die Zentren der ersten und letzten fünf Werte verglichen. Grenze: max(6 m; 1,5 × Median-Genauigkeit).
WGS84-Koordinaten werden in erdfeste ECEF-Koordinaten und danach in eine lokale Ost-Nord-Ebene (ENU) umgerechnet. So werden Abstände und Gewichte korrekt in Metern berechnet.
Die getrennten Mediane der Ost- und Nordwerte bilden den ersten Schätzwert. Für jeden Fix wird der radiale Abstand rᵢ zu diesem Zentrum bestimmt.
MapTools berechnet MAD = Median(|rᵢ − Median(r)|). Ausreißergrenze: max(3 m; Median(r) + 3 × 1,4826 × MAD).
Für den gemeldeten Radius aᵢ gilt wᵢ = 1 / max(aᵢ; 1 m)². Das Verhältnis zwischen stärkstem und schwächstem Grundgewicht ist auf 4:1 begrenzt.
Das Zentrum wird fünfmal aktualisiert. Innerhalb der Grenze bleibt das Zusatzgewicht 1, außerhalb wird es Grenze / Abstand. Die Grenze lautet max(1,5 m; 1,5 × 1,4826 × MAD).
Das gewichtete ENU-Zentrum wird über ECEF wieder in Breite und Länge umgerechnet. Vorhandene Höhen werden per Median übernommen; die Qualitätsangaben bewerten nur die horizontale Position.
Ergebnis
Die Werte beantworten unterschiedliche Fragen und dürfen nicht miteinander verwechselt werden.
| Anzeige | Berechnung | Bedeutung |
|---|---|---|
| Median der gemeldeten Genauigkeit | Median der von Android gemeldeten horizontalen Genauigkeitsradien | Selbsteinschätzung des Providers. Android beschreibt den Radius grundsätzlich als Schätzung mit ungefähr 68 % Wahrscheinlichkeit für den jeweiligen Fix. |
| P68-Streuung | 68. Perzentil der Abstände zum robusten Zentrum | Etwa 68 % der beobachteten Fixabstände sind kleiner oder gleich diesem Wert. |
| P95-Streuung | 95. Perzentil der Abstände zum robusten Zentrum | Etwa 95 % der beobachteten Fixabstände sind kleiner oder gleich diesem Wert. P95 = 4,2 m bedeutet, dass rund 95 % der ausgewerteten Fixes höchstens ungefähr 4,2 m vom Zentrum entfernt lagen. |
| Zentrumstabilität | Abstand zwischen den robusten Zentren des ersten und letzten Drittels | Stabil ist eine Reihe bei höchstens max(3 m; 0,75 × Median-Genauigkeit) und P95 ≤ 25 m. |
| Geschätzter Genauigkeitsradius | max(kombinierte P95; Median der gemeldeten Sitzungsgenauigkeiten) | MapTools verwendet den ungünstigeren Wert, damit eine enge Punktwolke die Geräteunsicherheit nicht überstimmt. |
Die radialen Abstände werden sortiert. Bei n Werten liegt die Position bei p × (n − 1), für P68 mit p = 0,68, für P95 mit p = 0,95. Zwischen zwei Einträgen wird linear interpoliert.
P95 ist die beobachtete Streuung, kein garantierter 95-%-Vertrauensradius der wahren Position. Eine enge Punktwolke kann gemeinsam verschoben sein. Ohne unabhängigen Referenzpunkt ist absolute Richtigkeit nicht bewiesen.
Bewertung
Die Qualitätsstufe basiert auf dem geschätzten Radius. Mehrere zeitlich unabhängige Messfenster erhöhen die Aussagekraft.
| Qualität | Geschätzter Radius |
|---|---|
| Hoch | ≤ 5 m |
| Gut | > 5 m / ≤ 10 m |
| Ausreichend | > 10 m / ≤ 20 m |
| Schwach | > 20 m |
Für die kombinierte Gesamtbewertung vergibt MapTools die höchste Stufe erst ab zwei unabhängigen Zeitfenstern. Eine einzelne Sitzung wird höchstens als Gut bewertet.
Als unverändert gilt eine Differenz innerhalb max(0,1 m; 1 % des bisherigen Radius). Größere Änderungen werden mit Betrag und Prozentwert ausgewiesen.
Viele Koordinaten-Nachkommastellen bedeuten keine entsprechende Messgenauigkeit. Entscheidend sind Radius, Streuung, Stabilität, Umgebung und unabhängige Zeitfenster.
Mehrere Messreihen
Getrennte Messreihen können andere Satellitenkonstellationen und Empfangssituationen erfassen und Effekte einer einzelnen Sitzung sichtbar machen.
Beginnt eine Sitzung weniger als 90 Minuten nach Beginn des aktuellen Fensters, zählt sie zum selben Fenster. Danach beginnt ein neues. Ein Marker kann bis zu 32 Sitzungen führen.
Zuerst werden Sitzungen je Fenster robust zusammengeführt, dann die Fensterzentren. Ab drei Fenstern greift auch dort die Ausreißererkennung. Sitzungszentren verwenden mindestens den größeren Wert aus P68 und medianer Gerätegenauigkeit.
Garmin empfiehlt für sorgfältige Wegpunktmittelung vier bis acht Stichproben mit mindestens 90 Minuten Abstand. MapTools übernimmt den Gedanken verschiedener Satellitenkonstellationen, verwendet aber ein eigenes Verfahren und ist nicht von Garmin zertifiziert.
| Aktion | Was gespeichert wird | Markerposition |
|---|---|---|
| Speichern und Position anwenden | Die neue Sitzung wird der Historie hinzugefügt. | Der Marker erhält das robuste kombinierte Ergebnis aller Sitzungen. |
| Speichern, ohne Position anzuwenden | Sitzung und kombiniertes Ergebnis bleiben gespeichert. | Die sichtbare Markerposition bleibt unverändert. |
| Messergebnis verwerfen | Die neue Sitzung wird nicht gespeichert. | Position und bisherige Historie bleiben unverändert. |
Wer das kombinierte Ergebnis anwendet, nutzt alle gespeicherten Sitzungen. Alternativ kann die neue Sitzung nur dokumentiert oder vollständig verworfen werden.
Einordnung
Positionsmittelung verbessert die statistische Auswertung, ersetzt aber keine geeigneten Empfangsbedingungen oder unabhängige Kontrolle bei kritischen Aufgaben.
Rohfixes werden während der Berechnung im Arbeitsspeicher verarbeitet. Dauerhaft gespeichert werden zusammengefasste Sitzungsdaten und Markerhistorie. Die Hintergrundmessung verwendet eine sichtbare Foreground-Service-Statusmeldung.
Quellen
Die Quellen sind bewusst als Text angegeben. Sie ordnen Begriffe und Verfahren ein; Kombination und Parametrierung sind die Implementierung von ArxSilex MapTools. Stand: Juli 2026.
Location.getAccuracy().Handbuch
Positionsmittelung lässt sich mit Markerarbeit, Koordinatenkontrolle und Zielnavigation verbinden.