GPS - Geographische Koordinaten

Mit den geographischen Koordinaten lässt sich die Lage eines Punktes auf der Erdoberfläche beschreiben. Mit der Entwicklung von GPS (Global Positioning System) in den 1970er Jahren steht ein weltweit umspannendes Satellitennavigationssystem auch für die zivile Nutzung zur Verfügung. Die Navigation zu einer Adresse in Fahrzeugen ist inzwischen Standard - ob fest eingebaut, als mobiles Navigationsgerät oder mit dem Smartphone.

Für jeden Punkt ist eine Breiten- und eine Längenangabe als Gradzahl erforderlich.

Die geographische Breite wird vom Äquator (entspricht 0°) nach Norden (Nordpol = +90°) bzw. Süden (Südpol = -90°) gemessen. Bei der Gradangabe ist daher immer die Ergänzung N (Norden) oder S (Süden) erforderlich, alternativ das Vorzeichen.
Die geographische Länge startet beim Nullmeridian mit 0° entweder nach Osten (bis +180°) oder nach Westen (bis -180°). Auch hier muss in der Gradangabe O (Osten) oder W (Westen) ergänzt werden, alternativ das Vorzeichen.
Der Nullmeridian wurde bereits im 19. Jahrhundert willkürlich festgelegt und verläuft durch die Sternwarte in Greenwich (bei London).
Die Unterteilung der Gradangaben erfolgt in Minuten und Sekunden. Ein Grad entspricht 60 Minuten, eine Minute 60 Sekunden.

Die Angabe eines Punktes mit geographischen Koordinaten ist entweder in dezimaler Schreibweise oder mit Grad/Minute/Sekunde möglich.

Beispiel: Vorplatz der Kirche in Johannesberg:

Gradangabe: 50° 1' 46.4" N, 9° 8' 16.4" O
Dezimalangabe: 50.02956 N, 9.13789 O

In Deutschland befinden wir uns auf der Nordhalbkugel und östlich von London. Oft wird bei der Angabe der GPS Koordinaten auf die Ergänzung N (Nord) und O (Ost) verzichtet. Im obigen Beispiel also: 50.02956,9.13789

Wichtig: das Dezimaltrennzeichen ist der Punkt, nicht das Komma!

Inzwischen gibt es mehrere, kostenlosen Karten für Computer und/oder Smartphone. Bekanntester Vertreter ist sicherlich Google Maps. In Google Maps kann man an Stelle einer Adresse auch direkt die Koordinaten angeben, also z.B. 50.02956,9.13789. Ergebnis:

Umrechnung

Wie lässt sich die Koordinatenangabe von Grad auf Dezimal umrechnen?

Dezimalwert = [Gradangabe] + [Minuten] / 60 + [Sekunden] / 3600

Basierend auf obigem Beispiel:
50 + 1 / 60 + 46.4 / 3600 = 50.02956
9 + 8 / 60 + 16.4 / 3600 = 9.13789

Und die Umrechnung vom Dezimalwert in Gradangabe?

Gradangabe: Zahl vor dem Dezimalpunkt
Minute: Nochkammaanteil mit 60 multiplizieren. Der ganzzahlinge Anteil enstricht den Minuten
Sekunden: den Nochkammaanteil der Minutenberechnung mit 60 multiplizieren

geographische Breite: 50.02956 N Grad: ganzzahliger Anteil = 50°
Minute: Nochkommaanteil mit 60 multiplizieren: .02956 * 60 = 1.7736, der ganzzahlige Anteil entspricht den Minuten: 1'
Sekunde: den Nochkommaanteil der Minutenberechnung mit 60 multiplizieren: .7736 * 60: 46.4"
50° 1' 46.4"

geographische Länge: 9.13789 O
Grad: ganzzahliger Anteil = 9°
Minute: Nochkommaanteil mit 60 multiplizieren: .13789 * 60 = 8.2734, der ganzzahlige Anteil entspricht den Minuten: 8'
Sekunde: den Nochkammaanteil der Minutenberechnung mit 60 multiplizieren: .2734 * 60: 16.4"
9° 8' 16.4"

Tool zum Umrechnen zwischen Dezimal- und Gradangabe:

Grad Minuten Sekunden Dezimal
Dezimalstellen mit Punkt trennen

Hinweise

Am Äquator beträgt der Abstand von einem Längengrad zum nächsten 60 Seemeilen. Mit dem Umrechnungsfaktor 1,852 entspricht dies 111,12 km.
1 Minute entspricht damit 111,12 km / 60 = 1,852 km (also 1852 Meter), 1 Sekunde 111,12 km / 3600 = 30,87 Meter.
Werden die Sekunden nicht in Dezimalschreibweise angegeben, beträgt der Abstand zwischen z.B. 9° 8' 16" und 9° 8' 17" am Äquator 30,87 Meter.
Die Erde ist in 360 Längengrade aufgeteilt. Damit ergibt sich ein Erdumfang am Äquator von 111,12 km * 360 = 40.003,2 km.
Zu den Polen hin wird der Abstand zwischen den Längengraden immer geringer, bis er an den Polen selbst 0 beträgt.
Der Abstand der Breitengrade beträgt 60 Seemeilen - also 111,12 km.
Die Genauigkeit von GPS Angaben liegt bei idealen Vorausstzungen bei ca. 3 Metern.

GPX Format (GPX = GPS Exchange Format)

GPX-Dateien enthalten Wegpunkte, Routen und Tracks im XML Format. Eine Bearbeitung ist mit jedem Texteditor (z.B. Notepad++) möglich. Ein einfaches Beispiel gibt lediglich die Koordinaten eines Punktes an:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<gpx version="1.1" creator="Uli">
<wpt lat="50.02956" lon="9.13789">
<name>Kirche Johannesberg</name>
</wpt>
</gpx>

Im XML Format - das nicht nur für GPX Dateien zum Einsatz kommt - werden die Informationen in Tags angegeben. Ein Tag beginnt mit einer spitzen Klammer gefolgt vom Tag Namen und der schließenden, spitzen Klammer. Beendet wird ein Tag mit derselben Syntax ergänzt mit einem Schrägstrich nach der öffnenden, spitzen Klammer.

Die erste Zeile finden sich in jeder GPX Datei definiert die XML Version sowie den Zeichensatz. In der zweiten Zeile beginnt der eigentliche GPX Inhalt mit dem gpx Tag. Version 1.1 wurde am 9. August 2004 freigegeben und hat sich seitdem nicht mehr geändert. creator und teilweise weitere Attribute sind optional. Ein Wegpunkt wird mit dem Tag wpt definiert. Die wichtigsten Angaben darin sind der Breitengrad (Latitude, lat) und der Längengrad (Longitude, lon). Der Tag name ist optional. Das gpx Tag muss als letzter Eintrag geschlossen werden.

<ele>375</ele>
<sym>Church</sym>

Ein Wegpunkt enthält häufig weitere Attribute, z.B. die Höhenangabe (ele = Elevation) und ein Symbol (sym). Die Symbole sind allerdings nicht standardisiert. GPXsee zeigt in diesem Beispiel für das Symbol church eine Kirche:

Wird diese GPX Datei in GoogleMaps importiert, ist lediglich eine rote Markierung zu sehen:

Tools

Inzwischen gibt es für Windows Computer oder Smartphones (iOS und Anroid) viele Tools, die GPX Dateien öffnen können. Auf dem Windows Computer nutze ich seit Jahren das kostenlose GPXsee. Öffne ich dieses Beispiel mit diesem Tool, sieht das Ergebnis so aus:

Der blaue Punkt entspricht den Koordinaten 50.02956,9.13789, der Text kommt aus dem name Tag. Hinweis: GPXsee ist bei mir so eingestellt, dass OpenStreetmap als Kartenmaterial hinterlegt ist.

Am Smartphone (iPhone) nutze ich GPX Viewer von Jonathan Gander. Es gibt zwei Varianten: GPX Viewer und GPX Viewer 2. Die zweite ist kostenpflichtig, bietet aber mehr Möglichkeiten.

what3words

Straßenadressen sind nicht geeignet um beliebige Orte auf dem Globus präzise anzugeben. Innerhalb von Ortschaften und Städten funktionieren Straßenadressen meistens gut. Wem ist es nicht schon passiert, dass das Navigationsgerät meldet "Sie haben ihr Ziel erreicht", dies aber nicht wirklich dem gesuchten Ziel entspricht? Im Jahr 2013 wurde ein Unternehmen gegründet mit dem Ziel, den kompletten Globus in ein Raster von 3 x 3 Metern einzuteilen und diese Raster mit jeweils 3 Wörtern zu beschreiben www.what3words.de.

Der Vorplatz der Kirche in Johannesberg (Beispiel GPS Koordinaten siehe oben) ist in what3words mit altertum.geworden.forschen definiert. Weitergeben kann man die Koordinaten über folgenden Link: https://what3words.com/altertum.geworden.forschen

Kann ich what3words auch in Google Maps nutzen?

Da Google ein eigenes System entwickelt hat (Plus Codes), ist eine direkt Eingabe nicht möglich. Dafür benötigt man eine Browser Erweiterung: Maps with what3words. Die Erweiterung lässt sich problemlos in Chrome und in Firefox installieren, funktioniert aber leider nicht. Der Support von what3words empfiehlt die Erweiterung auch nicht mehr. Schade eigentlich.