Wer nach der Genauigkeit von GPS sucht, findet zwei Zahlen: drei Meter und acht Meter. Beide stehen im selben Dokument, beide sind richtig — sie beantworten nur verschiedene Fragen.

Was der Betreiber zusagt

Der GPS Standard Positioning Service Performance Standard ist die Leistungszusage der US-Regierung an die zivilen Nutzer. Die aktuelle Fassung ist die 5. Ausgabe vom April 2020. Die Positionsgenauigkeit steht dort in Tabelle 3.8-3 (Position/Velocity/Time Accuracy Standards), Seite 58:

Zugesagte Positionsgenauigkeit von GPS, 95-Prozent-Perzentil
Durchschnittlicher Ort, horizontal
8 m Global Average Position Accuracy
Durchschnittlicher Ort, vertikal
13 m derselbe Eintrag, zweite Zeile
Ungünstigster Ort, horizontal
15 m Worst Site Position Accuracy
Ungünstigster Ort, vertikal
33 m gilt für den schlechtesten Punkt im Versorgungsgebiet

Fundstelle: Global Positioning System Standard Positioning Service Performance Standard, 5. Ausgabe, April 2020, Tabelle 3.8-3 (Position/Velocity/Time Accuracy Standards), Seite 58

Das europäische Gegenstück, das Galileo Open Service Service Definition Document, sagt strengere Werte zu:

Zugesagte Positionsgenauigkeit von Galileo, 95-Prozent-Perzentil
Durchschnittlicher Ort
≤ 5 m horizontal, ≤ 8 m vertikal Tabelle 16, jeweils für Ein- und Zweifrequenzempfang
Ungünstigster Ort
≤ 10 m horizontal, ≤ 16 m vertikal Tabelle 17

Fundstelle: Galileo Open Service — Service Definition Document, Issue 1.3, 2023, Tabelle 16 (average user location) und Tabelle 17 (worst user location), Seite 29

Was „95 Prozent“ bedeutet

Nicht, dass der Fehler acht Meter beträgt. Sondern: In 95 von 100 Fällen liegt er darunter. In den übrigen fünf Fällen liegt er darüber — wie weit, sagt die Angabe nicht.

Das ist der übliche Ausdruck in der Satellitennavigation, und er ist der Grund, warum eine einzelne Beobachtung nie eine Zusage widerlegt. Wer einmal auf einer bekannten Bank sitzt und das Gerät zeigt 30 Meter daneben, hat nichts gefunden, was der Zusage widerspricht — er hat einen der fünf Prozent erwischt oder einen der ausgeschlossenen Fehler.

Woher die drei Meter kommen

Aus demselben Dokument, aber aus der Einleitung. Dort steht sinngemäß, dass gut konstruierte GPS-Empfänger mit der Signalgenauigkeit von 2018 horizontal 3 Meter oder besser und vertikal 5 Meter oder besser erreichten, jeweils in 95 Prozent der Fälle.

Das ist eine Beobachtung über tatsächliche Leistung, keine Zusage. Der Unterschied ist nicht juristische Feinheit, sondern der Kern der Sache:

  • Die Zusage ist die Untergrenze, die der Betreiber garantiert und an der er sich messen lässt.
  • Die Beobachtung beschreibt, was in der Praxis herauskam — unter guten Bedingungen, mit gutem Gerät, bei freiem Himmel.

Gerätehersteller zitieren naturgemäß die zweite Zahl. Das ist nicht falsch, aber es ist die Zahl unter Idealbedingungen.

Warum die Höhe schlechter ist als die Fläche

Weil alle Satelliten oberhalb des Horizonts stehen. Für die waagerechte Position kann der Empfänger Satelliten aus allen Richtungen gegeneinander verrechnen; für die Höhe stehen sie alle auf derselben Seite — die Geometrie ist einseitig, und der Fehler wird größer.

Beide Betreiber bilden das in ihren Zahlen ab: Bei GPS steht 13 Metern vertikal ein horizontaler Wert von 8 Metern gegenüber, bei Galileo 8 gegen 5. Als Faustregel liegt der Höhenfehler bei Satellitennavigation etwa beim Anderthalb- bis Doppelten des Lagefehlers.

Dazu kommt eine zweite Schwierigkeit, die nichts mit Genauigkeit zu tun hat: Das Gerät misst zunächst eine Höhe über einem Rechenellipsoid, während die Karte eine ganz andere Bezugsfläche benutzt. Das steht in Höhe messen.

Was in der Zusage ausdrücklich nicht enthalten ist

Der GPS-Standard führt in Abschnitt 2.4.5 acht Fehlerquellen auf, die von den Leistungsstandards ausgenommen sind — darunter Mehrwegeausbreitung, Empfängerrauschen, Antenneneffekte und Bedienfehler. Galileo fasst dasselbe in einer Zeile: Ausbreitungs- und Nutzerbeiträge sind ausgeschlossen.

Zwei Genauigkeiten, die man nicht verwechseln sollte

Signalfehler und Positionsfehler sind verschiedene Größen. Der GPS-Standard nennt in Tabelle 3.4-1 zusätzlich die Genauigkeit des Signals im Raum: 7,0 Meter im globalen Mittel während des Normalbetriebs. Das ist der Fehler einer Entfernungsmessung zu einem Satelliten, nicht der Fehler der berechneten Position. Aus mehreren Entfernungsmessungen wird die Position — und je nach Satellitengeometrie wird der Fehler dabei kleiner oder größer.

Wer eine Zahl liest, sollte deshalb prüfen, welche der beiden gemeint ist. „7,8 Meter“ und ähnliche Werte aus älteren Fassungen beziehen sich fast immer auf das Signal, nicht auf die Position.

Was die zugesagten Meter für die Tourenplanung bedeuten

  1. Rechne mit einer Größenordnung von etwa zehn Metern, nicht mit drei. Für Wanderwege ist das völlig ausreichend, für das Wiederfinden einer kleinen Stelle im Gelände nicht.
  2. Traue der angezeigten Genauigkeitszahl deines Geräts nicht blind. Sie ist eine Schätzung des Geräts über sich selbst und berücksichtigt die ausgeschlossenen Fehler oft nur teilweise.
  3. Nimm die Rückfallebene mit. Karte und Kompass hängen an keinem Signal — die Handgriffe stehen im Themenbereich Technik & Skills, etwa das Bestimmen des Standorts ohne Gerät.
  4. Plane den Strom. Eine laufende Aufzeichnung hält das Satellitenmodul aktiv; wie viel Powerbank das kostet, rechnet der Wh-Bedarfsrechner.

Der ganze Themenbereich Navigation & Geräte geht von den Betreiberdokumenten aus, nicht von Geräteangaben.