Welche GPS-Einstellungen sind beim Laufen optimal?

Beim Laufen spielt die genaue Messung der Distanz eine zentrale Rolle, sei es für Trainingszwecke, Wettkämpfe oder das Erreichen persönlicher Ziele.

Die Läufer verlassen sich dabei auf GPS-Technologie, die in mittlerweile allen modernen Sportuhren und Smartphones integriert ist.

Doch wie präzise ist diese Technologie wirklich? Wie funktioniert die Messung, und welche Faktoren können die Genauigkeit beeinflussen? Zudem bieten viele Geräte verschiedene GPS-Einstellungen an – welche davon sind am besten für Ihre Bedürfnisse geeignet? HDsports taucht mit euch tief in die Welt der GPS-Messung beim Laufen ein. Wir erklären die verschiedenen Einstellungen und geben wertvolle Tipps zur Optimierung der GPS-Qualität.

Wie wird beim Laufen über GPS die Distanz genau gemessen?

Funktionsweise von GPS

Das Global Positioning System (GPS) ist ein satellitengestütztes Navigationssystem, das aus mindestens 24 Satelliten besteht, die die Erde umkreisen. Diese Satelliten senden kontinuierlich Signale an die Erde, die von GPS-fähigen Geräten empfangen werden. Ein GPS-Empfänger, wie er in Sportuhren oder Smartphones eingebaut ist, kann anhand der Signallaufzeiten die eigene Position berechnen. Je mehr Satelliten ein Gerät empfängt, desto präziser ist die Standortbestimmung.

Berechnung der Distanz

Beim Laufen zeichnet das GPS-Gerät in regelmäßigen Abständen Positionsdaten auf. Aus diesen Daten wird die zurückgelegte Strecke durch das Summieren der Entfernungen zwischen den einzelnen Punkten berechnet. Diese Methode nennt man "Trackpoint-Speicherung". In der Regel speichert das Gerät alle paar Sekunden oder Meter einen neuen Punkt. Je nach Einstellung kann dies jedoch variieren.

Bedeutung der Sampling-Rate

Die Genauigkeit der Distanzmessung hängt stark von der Frequenz der Standortbestimmung (Sampling-Rate) ab. Eine höhere Sampling-Rate bedeutet, dass mehr Punkte aufgezeichnet werden, was zu einer genaueren Streckenberechnung führt, insbesondere bei Kurven und ungleichmäßigem Gelände. Allerdings verbraucht eine hohe Sampling-Rate auch mehr Akku.

Welche Vorteile und Nachteile hat die GPS-Messung?

Vorteile der GPS-Messung

GPS hat das Laufen revolutioniert und bietet zahlreiche Vorteile:

• Exakte Streckenmessung: Im Vergleich zu älteren Methoden wie Schrittmessern bietet GPS eine deutlich präzisere Distanzmessung.
• Flexibilität: Läufer können praktisch überall laufen und ihre Distanz messen, ohne auf festgelegte Strecken angewiesen zu sein.
• Vielfältige Daten: Neben der Distanz misst GPS auch Geschwindigkeit, Höhe und ermöglicht die Erstellung detaillierter Routen auf Karten.
• Verbindung mit Trainingsplattformen: GPS-Daten können leicht mit Trainingsplattformen wie Strava oder Garmin Connect synchronisiert werden, um Fortschritte zu verfolgen und zu analysieren.

Nachteile der GPS-Messung

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch einige Nachteile:

• Akkulaufzeit: Eine kontinuierliche GPS-Nutzung kann den Akku von Geräten schnell entladen, besonders bei hoher Sampling-Rate oder in schwierigen Empfangsbedingungen.
• Ungenauigkeiten: GPS-Messungen können durch verschiedene Faktoren, wie z.B. dichte Baumkronen, hohe Gebäude oder schlechtes Wetter, beeinträchtigt werden.
• Abhängigkeit von Satelliten: In abgelegenen Gebieten mit schlechtem Satellitenempfang kann die Messung ungenau oder sogar unmöglich sein. Mittlerweile gibt es aber nur noch wenige Regionen mit schlechtem Satellitenempfang.

Was sind die Ursachen für Ungenauigkeiten bei der Messung?

Umgebungsfaktoren

GPS-Signale können durch Hindernisse in der Umgebung abgeschwächt oder reflektiert werden. Dichte Wälder, hohe Gebäude oder enge Straßenschluchten sind typische Beispiele, in denen der Empfang gestört sein kann. Diese Abschwächung der Signale führt dazu, dass das Gerät nicht die exakte Position bestimmen kann, was die Distanzmessung verfälscht. Die GPS-Geräte werden aber von Jahr zu Jahr optimiert, um solche Fehlerquellen so gut wie möglich zu reduzieren. Auch bei Sportuhren sind solche Probleme mittlerweile sehr selten.

Signalreflexionen

In städtischen Gebieten mit vielen Gebäuden kann es zu Signalreflexionen kommen. Diese sogenannten "Multipath-Effekte" führen dazu, dass das GPS-Gerät falsche Positionen registriert, da es Signale empfängt, die von Wänden oder anderen Oberflächen reflektiert wurden. Dies kann dazu führen, dass das Gerät glaubt, der Läufer sei weiter oder auf einem anderen Weg unterwegs, als es tatsächlich der Fall ist.

Satellitenkonstellation

Die Genauigkeit der GPS-Messung hängt auch von der Anzahl und Position der Satelliten ab, die das Gerät empfängt. Wenn sich die empfangenen Satelliten in einer ungünstigen Konstellation befinden, kann dies die Positionsbestimmung erschweren und zu Ungenauigkeiten führen. Besonders in nördlichen oder südlichen Breiten, wo die Satelliten tiefer am Horizont stehen, kann dies ein Problem sein.

Technische Limitationen der Geräte

Nicht alle GPS-Geräte sind gleich. Die Qualität des GPS-Chips, die verwendete Antennentechnologie und die Software zur Verarbeitung der Signale können die Genauigkeit beeinflussen. Günstigere Geräte haben oft weniger leistungsfähige Komponenten und können daher ungenauer sein.

Welche GPS-Einstellungen gibt es bei den großen Marken?

Garmin

Garmin ist bekannt für seine präzisen GPS-Sportuhren und bietet eine Vielzahl von Einstellungen, die je nach Modell variieren können. Zu den wichtigsten GPS-Modi gehören:

• GPS-Standardmodus: Nutzt nur GPS-Satelliten und bietet eine gute Balance zwischen Genauigkeit und Akkulaufzeit.
• GPS+GLONASS: Nutzt zusätzlich zum GPS auch das russische Satellitensystem GLONASS. Dies erhöht die Satellitenabdeckung, insbesondere in nördlichen Breitengraden.
• GPS+GALILEO: Ergänzt das GPS durch das europäische Galileo-System, was in vielen Fällen eine noch bessere Genauigkeit bietet.
• UltraTrac-Modus: Reduziert die Sampling-Rate und nutzt energiesparende Sensoren, um die Akkulaufzeit zu maximieren. Dies ist nützlich für sehr lange Aktivitäten, geht aber auf Kosten der Genauigkeit.

Alle Modi von Garmin und Tipps zu den Einstellungen sind weiter unten im Artikel angeführt.

Polar

Polar bietet ebenfalls verschiedene GPS-Optionen, ähnlich wie Garmin. Viele Polar-Uhren nutzen eine Kombination aus GPS und GLONASS, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen. Zudem bietet Polar spezielle Modi, die den Akku schonen, indem sie die GPS-Frequenz reduzieren, was sich besonders bei langen Läufen als nützlich erweist.

Suunto

Suunto, eine weitere beliebte Marke unter Ausdauersportlern, integriert in ihren Modellen oft GPS, GLONASS und QZSS (ein japanisches Satellitensystem) für eine verbesserte Genauigkeit. Wie Garmin und Polar bieten auch Suunto-Sportuhren Modi, die zwischen Akkulaufzeit und Präzision abwägen, um den unterschiedlichen Bedürfnissen gerecht zu werden.

Coros

Coros hat sich in den letzten Jahren als starke Alternative etabliert und bietet ähnlich wie die großen Marken GPS+GLONASS und GPS+GALILEO an. Coros-Uhren sind dafür bekannt, eine ausgezeichnete Akkulaufzeit zu bieten, selbst bei intensiver GPS-Nutzung.

Samsung

Samsungs Smartwatches, wie die Galaxy Watch-Serie, bieten ebenfalls GPS+GLONASS und in einigen Modellen auch GPS+Galileo. Die meisten Samsung-Modelle zielen jedoch eher auf Alltagsnutzer ab, weshalb die Akkulaufzeit bei intensiver GPS-Nutzung schneller erschöpft sein kann als bei spezialisierten Sportuhren.

iPhone

iPhones bieten GPS-Funktionalität über das integrierte Modul und unterstützen GLONASS, Galileo und QZSS. Für Läufer, die ihr iPhone als Hauptgerät nutzen, können Apps wie Strava oder Nike Run Club auf diese Satellitensysteme zugreifen. Die GPS-Genauigkeit des iPhones ist in der Regel gut, jedoch kann die Akkulaufzeit bei intensiver GPS-Nutzung begrenzt sein, was bei langen Läufen problematisch sein kann. Ein weiterer Vorteil des iPhones ist die nahtlose Integration mit anderen Apple-Produkten, insbesondere der Apple Watch.

Apple Watch Ultra

Die Apple Watch Ultra ist das leistungsstärkste Modell der Apple Watch-Serie und richtet sich speziell an anspruchsvolle Sportler und Outdoor-Enthusiasten. Sie bietet eine erweiterte GPS-Funktionalität, die neben GPS auch GLONASS, Galileo, QZSS und BeiDou unterstützt, was die Positionsgenauigkeit erheblich verbessert.

Ein herausragendes Merkmal der Apple Watch Ultra ist die Nutzung von Dual-Frequency-GPS (L1 und L5), was die Genauigkeit insbesondere in herausfordernden Umgebungen, wie in dichten Wäldern oder in städtischen Gebieten mit hohen Gebäuden, deutlich erhöht. Diese Funktion, ähnlich dem "Alle + Multiband-Modus" bei Garmin, ermöglicht es der Apple Watch Ultra, auch in schwierigen Empfangsbedingungen eine präzise Positionsbestimmung zu gewährleisten.

Die Apple Watch Ultra bietet zudem eine deutlich verbesserte Akkulaufzeit im Vergleich zu den Standardmodellen der Apple Watch, was sie ideal für lange Läufe oder Outdoor-Abenteuer macht. Die Kombination von robuster Bauweise, erweiterten GPS-Funktionen und der Integration in das Apple-Ökosystem macht die Apple Watch Ultra zu einem starken Begleiter für Läufer, die höchste Präzision und Verlässlichkeit suchen.

Garmin: Was bedeuten die unterschiedlichen GPS-Modi und in welchen Situationen ist welcher Modus empfehlenswert?

Je nach Modell, ist die Auswahl dieser Modi begrenzt. Das heißt, nicht alle GPS-Modi sind für alle Garmin-Modelle verfügbar.

GPS-Standardmodus

Der Standardmodus, der nur GPS verwendet, ist ideal für die meisten Läufer, die in offenen Gebieten mit gutem Satellitenempfang unterwegs sind. Dieser Modus bietet eine solide Balance zwischen Genauigkeit und Akkulaufzeit und ist für die meisten Trainingseinheiten ausreichend.

GPS+GLONASS

Dieser Modus eignet sich besonders für Läufer in nördlichen Breitengraden oder in Regionen, in denen der GPS-Empfang allein unzureichend ist. Durch die zusätzliche Nutzung des GLONASS-Systems wird die Satellitenabdeckung verbessert, was zu einer genaueren Positionsbestimmung führt.

GPS+GALILEO

Dieser Modus ist ideal, wenn höchste Präzision gefragt ist. Galileo bietet im Vergleich zu GPS und GLONASS eine noch höhere Genauigkeit, besonders in städtischen Gebieten oder unter schwierigen Bedingungen. Allerdings kann die Nutzung von GPS+Galileo die Akkulaufzeit stärker belasten.

In diesem Fall sind Sportuhren mit langer Akkulaufzeit empfehlenswert.

UltraTrac-Modus

Der UltraTrac-Modus reduziert die Häufigkeit, mit der die Uhr GPS-Daten erfasst, und nutzt stattdessen die Beschleunigungssensoren der Uhr, um die Bewegung zu messen. Dieser Modus ist perfekt für Ultraläufe oder sehr lange Wanderungen, bei denen eine verlängerte Akkulaufzeit wichtiger ist als absolute Genauigkeit.

GPS mit Musik

Der "GPS mit Musik"-Modus ist eine Erweiterung, die es Läufern ermöglicht, ihre Lieblingsmusik direkt über die Uhr abzuspielen, während GPS zur Streckenverfolgung genutzt wird. Dies ist besonders praktisch für Läufer, die ohne Smartphone unterwegs sein möchten. Der Nachteil ist jedoch, dass der Akkuverbrauch deutlich höher ist, da sowohl GPS als auch die Musikfunktionen gleichzeitig betrieben werden. Dieser Modus eignet sich für kürzere Läufe, bei denen die Akkulaufzeit nicht zu stark belastet wird.

SatIQ-Modus (Automatische Auswahl)

Der SatIQ-Modus ist eine innovative Funktion, die die GPS-Genauigkeit optimiert und gleichzeitig den Akku schont. In diesem Modus entscheidet die Uhr automatisch, welches Satellitensystem verwendet wird – je nach aktuellen Empfangsbedingungen und dem Akkustand. Wenn die Bedingungen gut sind, schaltet die Uhr auf einen weniger energieintensiven Modus um. Verschlechtern sich die Bedingungen, wechselt sie nahtlos auf ein System mit besserer Abdeckung. Der SatIQ-Modus ist ideal für Läufer, die eine optimale Balance zwischen Akkulaufzeit und GPS-Genauigkeit suchen, ohne ständig die Einstellungen manuell anpassen zu müssen.

Alle-Systeme-Modus

Im "Alle-Systeme-Modus" nutzt die Garmin-Uhr GPS, GLONASS, Galileo und in einigen Fällen auch QZSS und BeiDou gleichzeitig, um die maximale Satellitenabdeckung zu gewährleisten. Dies führt zu einer extrem hohen Genauigkeit, insbesondere in Gebieten mit schwierigen Empfangsbedingungen wie dichten Wäldern oder städtischen Umgebungen mit hohen Gebäuden. Allerdings belastet dieser Modus den Akku stark und ist daher eher für kürzere Läufe geeignet, bei denen eine präzise Messung oberste Priorität hat.

Alle + Multiband-Modus

Der "Alle + Multiband-Modus" ist Garmins fortschrittlichster GPS-Modus. Er kombiniert alle verfügbaren Satellitensysteme mit der Nutzung mehrerer Frequenzbänder. Multiband-GPS ermöglicht es der Uhr, Signale auf mehreren Frequenzen gleichzeitig zu empfangen, was die Positionsbestimmung auch in extrem anspruchsvollen Umgebungen, wie tiefen Schluchten oder dichten Wäldern, weiter verbessert. Dieser Modus bietet die höchste Genauigkeit, die derzeit möglich ist, geht jedoch auf Kosten der Akkulaufzeit und sollte daher für spezielle Anlässe oder wichtige Wettkämpfe genutzt werden.

Empfehlungen für verschiedene Situationen

• Training in offenen Gebieten: Verwenden Sie den GPS-Standardmodus oder GPS+GLONASS, wenn Sie in offenen Gebieten ohne viele Hindernisse laufen.
• Laufen in städtischen Gebieten: GPS+GALILEO oder der "Alle-Systeme-Modus" kann hier die beste Wahl sein, um die Präzision in Gebieten mit potenziellen Signalreflexionen zu maximieren.
• Lange Distanzen oder Ultraläufe: Der UltraTrac-Modus oder der SatIQ-Modus helfen, die Akkulaufzeit zu verlängern, was bei sehr langen Läufen entscheidend sein kann.
• Laufen in anspruchsvollen Umgebungen: Der "Alle + Multiband-Modus" bietet die beste Genauigkeit in schwierigen Empfangsbedingungen, ist aber auch der energieintensivste Modus.

Allgemeine Tipps zur Optimierung der GPS-Qualität beim Laufen

Vor dem Lauf: Kalibrierung und Vorbereitung

Stellen Sie sicher, dass Ihre Uhr oder Ihr Smartphone ausreichend geladen ist und warten Sie einige Sekunden, bis das Gerät eine starke Verbindung zu den Satelliten aufgebaut hat. Starten Sie erst dann den Lauf. Einige Uhren bieten eine Kalibrierungsfunktion an, die vor dem Lauf genutzt werden sollte, um die Genauigkeit zu verbessern.

Während des Laufs: Vermeiden von Störquellen

Versuchen Sie, in offenen Gebieten ohne viele Bäume oder hohe Gebäude zu laufen, um den besten GPS-Empfang zu gewährleisten. Halten Sie Ihr Gerät, wenn möglich, so, dass es einen klaren Blick auf den Himmel hat, um den Satellitenempfang zu maximieren. Auch lange Sportbekleidung über der Uhr sollten vermieden werden.

Nach dem Lauf: Überprüfung und Anpassung

Überprüfen Sie Ihre GPS-Daten nach dem Lauf, um eventuelle Abweichungen zu erkennen. Bei Bedarf können Sie die Route manuell anpassen, insbesondere bei bekannten Ungenauigkeiten. Einige Plattformen bieten Tools zur Korrektur der GPS-Daten an, die bei Bedarf verwendet werden können.

Zusammenfassung

Die GPS-Messung beim Laufen ist eine äußerst nützliche Technologie, die es Läufern ermöglicht, ihre Leistung zu verfolgen und zu verbessern. Während GPS viele Vorteile bietet, gibt es auch einige Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf die Genauigkeit. Unterschiedliche Geräte und Marken bieten verschiedene GPS-Einstellungen, die auf die individuellen Bedürfnisse der Nutzer zugeschnitten sind. Durch die richtige Wahl der GPS-Einstellungen und einige einfache Tipps zur Optimierung der GPS-Qualität können Läufer die Genauigkeit ihrer Messungen maximieren und somit ihr Training auf ein neues Level heben.

Quellen

1. Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., & Wasle, E. (2008). GNSS – Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. Springer-Verlag.
2. Misra, P., & Enge, P. (2006). Global Positioning System: Signals, Measurements, and Performance. Ganga-Jamuna Press.
3. Kaplan, E., & Hegarty, C. (2006). Understanding GPS: Principles and Applications. Artech House.

Weiterführendes Thema: Welche Laufuhr hat das beste GPS und wie kann die Genauigkeit verbessert werden?