Forum: PC-Programmierung Entfernung GPS Koordinaten


von m32 (Gast)


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Hallo,

ich habe 2 GPS Koordinaten - deren Abstand zueinander will ich 
berechnen. An sich kein Problem - hier ganz anschaulich beschrieben:

http://www.kompf.de/gps/distcalc.html

Ich bin mir aber nicht sicher, ob die Berechnung korrekt ist, wenn eine 
der Koordinaten sich in der Luft (bis 3000m) befindet. Kann mir jemand 
sagen, ob die Formel sich so verwenden lässt oder muss die Höhe 
korrigiert werden?

Danke

von Hmm (Gast)


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Das kommt darauf an, wie Du den "Abstand" definierst.

Bei terrestrischen Koordinaten spielt die Höhe keine Rolle.

Der daraus berechnete "Abstand" ist die Länge des "Grosskreisbogens".

Wenn Du jedoch die Länge einer Linie die durch zwei gegebene Koordinaten 
plus Höhe haben willst, müsstest Du eine andere Formel anwenden; die ich 
aber leider gerade "vergessen" habe. Google sollte helfen.

von GeoDät (Gast)


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Hier ist diese Frage in Kürze und in Ausführlichkeit behandelt worden:
http://forum.geoclub.de/viewforum.php?f=78

von m32 (Gast)


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Letzendlich will ich den Neigungswinkel berechnen:

GPS1 ist am Boden
GPS2 in der Luft

Für die Berechnung wollte ich die Entfernung der beiden Punkte 
ausrechnen (b), die Höhe von GPS2 kenne ich auch (Differenz GPS2 - GPS1) 
- das ist (b).

Mit den beiden Werten lässt sich c berechnen (a²+b²=c²)

sin(alpha) = a/c

von Hmm (Gast)


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Die "Höhe" spielt natürlich insofern eine Rolle als die Länge des 
Grosskreisbogens von dem Radius der Kugel abhängt.
Aber es wird für diese Formel davon ausgegangen, das die Erde wirklich 
kugelförmig ist (die alte Kartoffel) und sich beide Koordinaten auf 
ihrer Oberfläche befinden.

von Hmm (Gast)


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>Für die Berechnung wollte ich die Entfernung der beiden Punkte
>ausrechnen (b), die Höhe von GPS2 kenne ich auch (Differenz GPS2 - GPS1)
>- das ist (b).

>Mit den beiden Werten lässt sich c berechnen (a²+b²=c²)

>sin(alpha) = a/c


Für sehr geringe Luftlininen-Entfernungen, ich denke mal, so bis 3000 
Meter, wird das wohl gehen. Müsste man mal abschätzen.

Aber Deine Formel geht von einem rechtwinkligen, ebenen Dreieck aus. Das 
eben ist der Grosskreisbogen nicht. Er ist, wie der Name sagt, ein 
Bogen.

von m32 (Gast)


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Hmmm,

wie müsste ich die Berechnung korrigieren? Hiiilfe :)

von Hmm (Gast)


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OK. Warte mal einen Moment.

von Karl H. (kbuchegg)


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Für kleine Distanzen spielt es kaum eine Rolle, ob man am Grosskreis 
rechnet oder ob man die nähere Umgebung als ebene Fläche auffasst.

von m32 (Gast)


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Was heißt kleine Distanzen? Ich will mit dem System eine Antenne 
nachführen, die hat etwa 30° Öffnungswinkel. Die max. Entfernung schätze 
ich auf 10km ein.

Würde das bei der Rechnung mit einer ebenen Fläche - insbesondere meine 
Winkelberechnung so passen?

von Hmm (Gast)


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Also. Das ganze ist im Grunde elementare Geometrie. Einiges lasse ich 
Dir mal zum nachschlagen; beschreibe es nicht im Detail. Vorausgesetzt 
wird immer die Formel, welche die Erde als Kugel auffasst!

In der Skizze siehst Du die Erde als gründen Kreis und zwei schwarze 
Linien, die, vom Erdmittelpunkt ausgehend die Erdoberfläche schneiden. 
Die Schnittpunkte sind als Deine beiden Koordinaten gegeben.

Zu einem Bogen mit gegebenen Radius kannst Du Dir die Länge der Sehne 
ausrechnen. http://de.wikipedia.org/wiki/Sehne_%28Geometrie%29
Das sind hier die roten Linen im linken Teil.

Die Höhe h ist gegeben. Entfernt man mal die Erde und alles Drumherum, 
bleibt ein Trapez übrig. Die gegenüberliegenen Ecken, sind mit einer 
violetten Linie verbunden. Deren Länge suchst Du. Richtig?

OK. Nun brauchst Du noch den Winkel zwischen den beiden Linien durch 
Erdmittelpunkt und Koordinaten, ein ergänzendes Dreieck und eine 
Mathe-Formelsammlung.

Viel Erfolg.

von Karl H. (kbuchegg)


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m32 schrieb:
> Was heißt kleine Distanzen? Ich will mit dem System eine Antenne
> nachführen, die hat etwa 30° Öffnungswinkel. Die max. Entfernung schätze
> ich auf 10km ein.

Das würde ich noch als 'nahe' definieren.
Zumal ja GPS auch nicht auf den Zentimeter genau ist.
Und bei 30° - da reicht auch eine hingeschätzte 'Wurfpassung'.

> Würde das bei der Rechnung mit einer ebenen Fläche - insbesondere meine
> Winkelberechnung so passen?

Ich denke: ja.
Zumindest interessiert die Erdkrümmung bei der Kursberechnung in diesen 
Distanzbereichen in der Schiffahrt/Luftfahrt kein Aas.

Aber warum probierst du es nicht einfach aus? Mit Excel ist das doch 
gleich gemacht.
Was willst du eigentlich machen? Irgendwie passt das nicht zusammen. Du 
scheinst etwas mit einem Modellflugzeug oder Quadrcopter vor zu haben, 
scheiterst aber am rechtwinkeligen Dreieck?

von Hmm (Gast)


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30° Öffnungswinkel? Da reicht es ja wenn der Azimut stimmt. Den 
Höhenwinkel kannst Du nach Augenmaß einstellen. Der Horizont ist auf dem 
Flachen Land so 100km entfernt.

von Chris (Gast)


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Kleine Distanzen bei GPS sind unter 400km.
Ansonsten wird vielfach UTM verwendet, da einfacher, außer wenn das
GPS Modul zu billig ist, daß UTM nicht einstellbar ist.

von m32 (Gast)


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Danke euch.

Karl Heinz:
Ich will eine Antenne auf der Bodenstation nachführen , so dass die 
idealerweise auf den Flieger ausgerichtet wird

von Hmm (Gast)


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Ja mach doch. Hast doch nun alle Infos.

von m32 (Gast)


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Jepp - vielen Dank für die Skizze!

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