Keine Panik vor den Zahlenketten – hinter dem Prinzip der GPS-Koordinaten steckt ein ganz einfaches System.

Warum sollte man GPS-Koordinaten auch ohne Gerät bestimmen können?

In Zeiten von GPS-Geräten und Smartphones wirkt es zunächst etwas altmodisch, die eigene Position noch manuell aus einer Karte zu lesen. Doch tatsächlich gibt es mehrere gute Gründe, warum die Fähigkeit den Standort ohne GPS bestimmen zu können auch heute noch sehr hilfreich sein kann.

Standardmäßig wird in Deutschland beim Absetzen eines Notrufs über ein Smartphone häufig automatisch die aktuelle GPS-Position mitgesendet. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass mehrere Bedingungen erfüllt sind:

• Ich besitze ein Smartphone (nicht nur ein altes Handy)
• Das Gerät hat ausreichend Kontakt zu GPS-Satelliten
• Meine Position kann eindeutig bestimmt werden
• Ich habe ausreichend Mobilfunkempfang, um die Daten zu übertragen

Gerade in Outdoor-Situationen sind diese Voraussetzungen nicht immer gegeben. In Tälern, im Gebirge oder unter sehr dichtem Blätterdach kann der Kontakt zu den Satelliten eingeschränkt sein.

Hinzu kommt ein weiterer Punkt:
Für das Übertragen digitaler Positionsdaten ist eine deutlich bessere Netzqualität erforderlich als für ein normales Telefonat.

Und selbst ein Telefonat benötigt wiederum ein besseres Netz als eine einfache SMS.

Das bedeutet:
Im schlimmsten Fall kann es passieren, dass ein Telefonat kaum möglich ist – eine SMS jedoch noch durchgeht.

Wenn ich in so einer Situation meine Position per SMS als Koordinaten verschicken kann, kann das ein entscheidender Vorteil sein und im Ernstfall tatsächlich Leben retten.

Dafür muss ich allerdings wissen, wo ich mich befinde. Im Notfall kann ich zumindest mit improvisierten Mitteln die Himmelsrichtungen bestimmen und daraus ggf. meine Position auf der Karte bestimmen.

Wie funktioniert GPS eigentlich?

Um ein zuverlässiges GPS-Signal zu empfangen, benötigt ein Gerät Kontakt zu mindestens drei Satelliten, die die Erde umkreisen.

Diese Satelliten senden kontinuierlich Funksignale mit präzisen Zeitstempeln.

Da jeder Satellit unterschiedlich weit von meinem Standort entfernt ist, treffen diese Signale zu leicht unterschiedlichen Zeiten ein. Aus diesen Zeitunterschieden kann das Gerät berechnen, wo ich mich auf der Erde befinde.

Möchte man zusätzlich auch die Höhe bestimmen – beispielsweise im Gebirge – wird sogar ein vierter Satellit benötigt.

Wenn jedoch nur zwei Satelliten empfangen werden können, etwa durch:

• dichtes Blätterdach
• ungünstige Lage in einem Tal
• Abschattung durch Felswände

dann kann keine exakte Position berechnet werden.

Um eine zuverlässige GPS-Position zu bestimmen, ist daher möglichst freie Sicht zum Himmel erforderlich.

Positionsbestimmung über Funkmasten

Bei Kursen wird häufig angemerkt, dass ein Smartphone auch über Mobilfunkmasten geortet werden kann.

Das stimmt – und in Städten funktioniert das sogar recht präzise.

Außerhalb von Städten sieht die Situation jedoch anders aus. In ländlichen Regionen können Funkmasten mehrere Kilometer auseinanderstehen.

Die Positionsbestimmung erfolgt dann über eine Art Triangulation zwischen den Sendemasten. Dadurch entsteht jedoch ein relativ großes Gebiet, in dem sich die gesuchte Person befinden könnte.

Dieses Gebiet kann mehrere Quadratkilometer groß sein.

Wenn Suchtrupps mehrere Quadratkilometer Wald absuchen müssen, kann das sehr viel Zeit kosten. Und im Notfall zählt jede Minute.

Deshalb ist es sinnvoll, die eigene Position möglichst exakt angeben zu können.

Und genau dafür benötigen wir eine Karte.

Grundlagen der UTM-Koordinaten

Die meisten Wander- und Outdoor-Karten basieren auf dem sogenannten UTM-Gitter.

UTM Gitter Erklärung: UTM steht für

Universal Transverse Mercator Projektion.

Dabei handelt es sich um ein globales Koordinatensystem.

Die eigentliche Darstellung der Landschaft – also Berge, Wälder, Seen oder Wege – basiert meist auf dem geodätischen Referenzsystem WGS84 (World Geodetic System 1984).

Diese beiden Angaben sind wichtig, wenn wir unsere Position an Rettungskräfte weitergeben.

Denn nur wenn beide Seiten mit demselben Koordinatensystem arbeiten, kann die Position korrekt bestimmt werden.

In Deutschland existiert beispielsweise auch noch das Gauß-Krüger-Koordinatensystem. Zwischen diesen Systemen können Unterschiede von mehreren Kilometern entstehen, obwohl dieselben Zahlen/Koordinaten verwendet werden.

Ein kurzer Blick in die Legende der Karte zeigt normalerweise, welches Koordinatensystem verwendet wird.

UTM-Gitter auf der Karte verstehen

Das UTM-System unterteilt die Erde in mehrere Zonen.

Deutschland liegt größtenteils im Zonenfeld 32U.

Jede dieser Zonen besitzt einen sogenannten Mittelmeridian.

Dieser wird im UTM-System mit 500 Kilometern Ostwert festgelegt.

Das nennt man False Easting.

Der Hintergrund ist folgender:

• westlich des Mittelmeridians werden Werte von 500 km abgezogen
• östlich des Mittelmeridians werden sie addiert

Dadurch entstehen immer positive Koordinatenwerte.

Wichtig ist deshalb:

Die Koordinatenwerte können sich in mehreren Zonen wiederholen.

Darum muss bei Koordinaten immer auch das Zonenfeld angegeben werden.

In Deutschland also zum Beispiel:

32U

In Ländern wie Norwegen, Schweden oder vielen Regionen Afrikas erstrecken sich Staaten über mehrere UTM-Zonen. Dort ist die Angabe der Zone besonders wichtig.

UTM Zonenfelder in Europa, Quelle: Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1128616

GPS-Koordinaten aus der Karte bestimmen – Schritt für Schritt

Das UTM-Gitter besteht aus:

• Nord-Süd-Linien (Ostwert)
• Ost-West-Linien (Nordwert)

Die Zahlen am Kartenrand geben Entfernungen in Kilometern an.

Der Nordwert beschreibt die Entfernung vom Äquator.

Beispiel:

Wenn eine Koordinate etwa 5730 km vom Äquator entfernt liegt, ergibt sich daraus der entsprechende Nordwert.

Die Position aus der Karte bestimmen

Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten.

Grobe Methode

Man kann die Position zunächst abschätzen.

Das ist schnell, aber nicht sehr genau.

Genauere Methode mit Hilfsmitteln

In unseren Kursen nutzen wir häufig kleine Stöcke oder andere einfache Hilfsmittel, um Entfernungen auf der Karte abzunehmen.

Alternativ kann man:

• einen Stift
• ein Lineal
• oder einen Kompass mit Kartenskalierung

verwenden.

Das Gitternetz auf Wanderkarten ist oft in 1 oder 2 Kilometer-Quadrate unterteilt.

Vom Kilometer zur Meter-Koordinate

GPS-Koordinaten werden normalerweise metergenau angegeben.

Auf der Karte sehen wir jedoch zunächst nur Kilometerangaben.

Um auf Meter zu kommen, werden drei Stellen ergänzt.

Das bedeutet:

• der Ostwert besitzt sechs Stellen
• der Nordwert besitzt sieben Stellen

Jetzt müssen wir nur noch bestimmen, wo genau innerhalb des Kilometerquadrats wir uns befinden.

Koordinaten richtig ablesen – erst Ostwert, dann Nordwert

Ein häufiger Fehler bei der Arbeit mit Kartenkoordinaten ist die falsche Reihenfolge der Werte.

Im UTM-System wird immer zuerst der Ostwert angegeben und danach der Nordwert.

Eine einfache Merkhilfe lautet:

Merkhilfen für UTM-Koordinaten

Eine einfache und gut merkbare Regel lautet:

„Ran an den Baum – rauf auf den Baum.“

Das bedeutet:

1. Ran an den Baum
   Zuerst bewegt man sich horizontal zur nächsten Gitternetzlinie – also nach rechts oder links bis zur nächsten Linie.
   → Das ist der Ostwert.
2. Rauf auf den Baum
   Danach misst man die Entfernung nach oben bis zum Punkt.
   → Das ist der Nordwert.

Alternativ: Der „Tür-Trick“

Stell dir das UTM-Gitternetz wie ein Haus mit einer Tür vor.

1. Du gehst zuerst durch die Tür.
   Die Tür steht rechts oder links in der Wand.
   → Das entspricht dem Ostwert.
2. Danach gehst du die Treppe nach oben.
   → Das entspricht dem Nordwert.

Also:

Tür → Treppe
Ostwert → Nordwert

Oder bildlich:

erst horizontal rein – dann vertikal hoch

Praxisbeispiel: Koordinaten der Schutzhütte

Für unser Beispiel nehmen wir die bekannte Karte aus dem Blogartikel Karte und Kompass richtig benutzen. Jetzt wollen wir die GPS-Koordinaten ermitteln.

Viele Outdoor-Kompasse besitzen eine Maßstabsskala. Üblicherweise im Maßstab 1:50.000 und 1:25.000.

Eine Übersicht der gängigsten Kompassmodelle habe ich hier beschrieben.

Wenn die Karte beispielsweise den Maßstab 1:25.000 hat, kann man mit dieser Skala die Entfernung direkt abmessen. Damit kann ich sicher die GPS Koordinaten aus der Karte ablesen.

Das funktioniert sehr einfach:

Man legt den Kompass an die Gitternetzlinie und misst die Entfernung zum eigenen Standort.

Diese Entfernung wird dann in Meter abgelesen.

Bei unserer Schutzhütte ergibt sich:

• 600 m nach Osten von der Gitternetzlinie 379
• 600 m nach Norden von der Gitternetzlinie 5730
• Zone: 32U
  Ostwert: 379600
  Nordwert: 5730600

Die vollständige Koordinate lautet daher:

UTM 32U 379600 5730600

Arbeiten mit einem Lineal

Auch ohne Kompass lässt sich die Position relativ genau bestimmen.

Bei einer Karte im Maßstab 1:25.000 gilt:

1 Millimeter auf der Karte entspricht 25 Metern im Gelände.

Wenn ich also mit einem Lineal die Entfernung in Millimetern messe, kann ich meine Position bis auf etwa 25 Meter Genauigkeit bestimmen.

Alternativ kann man sich einen kleinen Stock auf die entsprechende Länge kürzen, so dass er mit der angegebenen Skalierung auf der Legende übereinstimmt (z.B. 100 m).

Ergebnis: Die eigene GPS-Koordinate

Die gemessenen Entfernungen zu den Gitternetzlinien ergeben schließlich:

• den Ostwert
• den Nordwert

Mit diesen beiden Werten lassen sich präzise unsere UTM Koordinaten bestimmen.

Damit haben wir unsere Position bestimmt – ganz ohne GPS-Gerät.

Fazit

Auch wenn moderne Smartphones und GPS-Geräte heute vieles erleichtern, kann es im Outdoor-Bereich Situationen geben, in denen Technik versagt.

• schlechter Satellitenempfang
• schwaches Mobilfunknetz
• beschädigte Geräte

In solchen Fällen ist es sehr hilfreich, die eigene Position klassisch mit Karte und einfachen Hilfsmitteln bestimmen zu können.

Wer diese Grundlagen beherrscht, kann im Notfall seine Position auch ohne funktionierendes GPS-Signal weitergeben – zum Beispiel per SMS.

Und genau das kann im Ernstfall entscheidend sein.

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