GPS Höhenmessung & Genauigkeit

Warum zeigen verschiedene GPS-Geräte unterschiedliche Höhenmeter?

Nach meiner letzten Radtour dachte ich erst, mein Fahrradcomputer spinnt. Er zeigte 1.200 Höhenmeter, der meines Kumpels aber 1.350 Höhenmeter. Wir sind dieselbe Strecke gefahren, im gleichen Tempo, mit ähnlichem Einsatz, und doch völlig unterschiedliche Werte. Also fragte ich mich: Wer lügt hier?

Die Antwort ist: keiner von beiden. Der Grund liegt in der unterschiedlichen Art, wie GPS-Geräte und Software die Höhe berechnen. Selbst moderne Technik hat dabei klare Grenzen. Besonders beim Gravelbike oder Bikepacking, wo Höhenmeter für Planung, Training und Statistik eine große Rolle spielen, lohnt sich ein genauer Blick.

Wie Geräte Höhe überhaupt berechnen und warum das problematisch ist

Viele denken bei GPS nur an Position, also an Breiten und Längengrad. Dabei wird auch die Höhe über dem Meeresspiegel mitbestimmt. Doch die vertikale Genauigkeit von GPS ist deutlich schlechter als die horizontale. GPS-Empfänger triangulieren ihre Position über Satelliten, aber die Höhenbestimmung erfolgt aus kleinen Differenzen im Signalweg, die viel ungenauer sind. Fehler von plus oder minus 10 bis 20 Metern sind völlig normal.

Viele Geräte kombinieren GPS daher mit einem barometrischen Höhenmesser. Dieser misst die Höhe über den Luftdruck, was im Prinzip sehr zuverlässig ist, weil der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt. Allerdings reagiert ein barometrischer Sensor empfindlich auf Wetteränderungen. Wenn während einer Tour der Luftdruck sinkt, interpretiert das Gerät das als zusätzlichen Höhengewinn.

In der Praxis bedeutet das: Zwei Radcomputer können auf derselben Strecke unterschiedliche Werte anzeigen, weil sie verschiedene Messmethoden verwenden oder unterschiedlich stark glätten und korrigieren.

Warum zeigen meine Garmin-Uhr und mein Wahoo unterschiedliche Höhenmeter auf derselben Tour

Diese Frage stellen sich viele Radsportler. Zwei Fahrer, eine Strecke, zwei verschiedene Höhenmeter-Summen. Das liegt vor allem an unterschiedlichen Sensoren, Samplingraten und Algorithmen.

Wenn eines der Geräte barometrisch misst und das andere die GPS-Höhe verwendet, sind Unterschiede unvermeidlich. Selbst zwei barometrische Geräte können abweichen, weil Hersteller eigene Filter- und Glättungslogiken einsetzen. Manche Geräte erfassen viele kleine Bodenwellen und Hügel, andere glätten die Daten, um Messrauschen zu vermeiden. Wer mehr Details mitmisst, erhält am Ende höhere akkumulierte Höhenmeter.

Auch die Aufzeichnungsrate spielt eine Rolle. Wenn dein Gerät jede Sekunde einen Messpunkt setzt und das andere nur alle zwei oder drei Sekunden, dann werden mehr kleine Höhenänderungen erfasst. In der Summe kann das Unterschiede von 10 bis 20 Prozent ausmachen.

Sind barometrische Höhenmesser genauer als GPS-basierte Messungen und warum weichen sie um 30 bis 50 Meter ab

Grundsätzlich ja. Barometrische Höhenmesser gelten für relative Höhenänderungen als genauer. Der Grund ist einfach: Luftdruck ändert sich mit der Höhe zuverlässig und gleichmäßig. Trotzdem sind absolute Abweichungen von 30 Metern keine Seltenheit.

Dafür gibt es mehrere Ursachen. Erstens kann sich der Luftdruck durch Wetteränderungen verschieben. Wenn während einer Tour ein Tiefdruckgebiet aufzieht, steigt der gemessene Höhenwert, obwohl du dich gar nicht weiter nach oben bewegt hast. Zweitens muss ein barometrischer Sensor vor der Tour kalibriert werden. Wenn das nicht geschieht, startet das Gerät mit einem falschen Referenzwert. Und drittens gleichen einige Geräte den Barometerwert regelmäßig mit GPS ab. Wenn das Signal schlecht ist, entfällt diese Korrektur und kleine Fehler summieren sich.

Wieso unterscheiden sich die Höhenmeter in Komoot-Planung von den tatsächlichen Werten in Strava nach der Fahrt

Die Erklärung liegt in der Art der Daten, die verwendet werden. Komoot nutzt zur Planung digitale Höhenmodelle. Diese bestehen aus Rasterfeldern, die für jeden Punkt auf der Erdoberfläche eine Höhe speichern. In der Regel handelt es sich heutzutage um Modelle mit einer Auflösung von 30 Metern (EDTM30). Früher war das SRTM90-Modell mit 90 Meter Auflösung üblich.

Diese Daten sind für die Routenplanung völlig ausreichend, bilden aber nicht jedes Detail des Geländes ab. Kleine Rampen, Böschungen oder Unebenheiten fehlen darin. Wenn du dann mit einem GPS-Gerät aufzeichnest, registriert es mehr Details, was zu einer höheren Summe führt.

Hinzu kommt, dass Plattformen wie Strava beim Upload oft eigene Korrekturverfahren anwenden. Wenn dein Gerät keinen barometrischen Höhenmesser hat, verwirft Strava häufig die GPS-Höhe und ersetzt sie durch Werte aus den eigenen Modellen. So entstehen Abweichungen zwischen den Plattformen.

Warum ist die GPS-Höhe oft etwa 50 Meter zu hoch, obwohl die relativen Unterschiede stimmen

Das hat mit der Referenz zu tun, auf die sich das GPS bezieht. GPS-Höhen werden meist auf ein mathematisches Ellipsoidmodell bezogen, das die Erde nur grob beschreibt. Der tatsächliche Meeresspiegel, also das sogenannte Geoid, weicht davon um mehrere Dutzend Meter ab. Daher liegt die GPS-Höhe oft systematisch zu hoch oder zu niedrig.

Der wichtige Punkt ist aber: Die relativen Höhenänderungen, also die Steigungen, werden trotzdem recht genau erkannt. Wenn dein GPS also 50 Meter zu hoch liegt, bedeutet das nicht, dass auch deine Höhenmeter-Summe falsch ist. Die Änderungen zwischen den Punkten bleiben vergleichbar.

Wie berechnen Apps wie Komoot oder Strava die Höhenmeter und warum gibt es Differenzen zu meinem Radcomputer

Komoot, RideWithGPS, Strava und ähnliche Dienste verwenden bei der Planung digitale Höhenmodelle. Diese liefern theoretische Höhenprofile, bevor du überhaupt losfährst. Beim Fahren selbst zeichnet dein Gerät die Höhe in Echtzeit auf – entweder per Barometer oder GPS.

Beim Upload entscheiden die Plattformen, welche Daten sie übernehmen. Wenn das Gerät barometrisch gemessen hat, wird meist der Originalwert übernommen. Wenn nicht, greifen die Plattformen auf ihre eigenen Höhenmodelle zurück. Weil jedes Modell und jeder Algorithmus anders funktioniert, sind Unterschiede zwischen Gerät und Plattform völlig normal.

Bei welchen Bedingungen ist die Höhenmessung ungenau und wie kann ich das verbessern

Ungenau wird die Messung vor allem bei schlechtem GPS-Empfang, etwa in dichten Wäldern, engen Tälern oder zwischen Felswänden. Die Signale der Satelliten werden reflektiert oder blockiert, wodurch die Höhenbestimmung leidet.

Auch der barometrische Sensor kann Probleme machen. Luftdruckänderungen durch Wetter oder Temperaturwechsel beeinflussen den Wert, ebenso Schmutz oder Feuchtigkeit in der Sensoröffnung.

Du kannst die Genauigkeit verbessern, indem du dein Gerät vor der Tour kalibrierst, am besten an einem Ort mit bekannter Höhe. Stelle sicher, dass es freien Himmel hat und die Sensoröffnungen sauber sind. Wenn du in wechselhaftem Wetter unterwegs bist, lohnt es sich, am Ende der Tour erneut zu kalibrieren. Eine Abweichung von 10 bis 15 Prozent bleibt aber selbst unter optimalen Bedingungen völlig normal.

Warum übernimmt Strava die Höhenmeter meines Geräts, aber Komoot korrigiert sie anders, und welcher Wert ist realistischer

Strava übernimmt in der Regel die Werte deines Geräts, wenn dieses barometrisch misst. Bei Geräten ohne Barometer ersetzt Strava die Daten durch eigene Höhenmodelle. Komoot korrigiert grundsätzlich mit digitalen Modellen, sowohl in der Planung als auch in der Nachbearbeitung.

Was realistischer ist, hängt vom Einsatzzweck ab. Wenn du deine Trainingsleistung vergleichst, sind die Werte deines Geräts meist aussagekräftiger, solange du immer dasselbe Gerät und dieselben Bedingungen nutzt. Wenn du die absolute Höhe einer Strecke wissen willst, sind die Werte aus den Modellen oft stabiler, weil sie systematisch und wetterunabhängig berechnet werden.

Unterschiede zwischen Route und Track: Warum sind die berechneten Höhenmeter in der Planung niedriger als tatsächlich gefahren

Messabschnitte von 100 km Länge. Summe ca. 2.500 km

Messabschnitte von 50 km Länge. Summe ca. 3.500 km

Das liegt am sogenannten Küstenlinien-Paradox. Es beschreibt, dass eine Küstenlinie umso länger wird, je genauer man sie misst, weil immer mehr kleine Buchten und Zacken hinzukommen.

Übertragen auf Höhenmeter bedeutet das: Je feiner ein Gerät misst, desto mehr kleine Steigungen werden erkannt und mitgezählt. Wenn du eine Route in Komoot planst, werden nur grobe Höhenänderungen berücksichtigt. Dein GPS-Gerät hingegen registriert jede kleine Welle, jeden kurzen Anstieg, selbst Bodenunebenheiten. Bei schlechtem GPS Empfang fehlen Datenpunkte, was ebenfalls zu anderen Werten führen kann.

Beispiel: Wird bei einer Messung statt alle zwei Sekunden jede Sekunde ein Punkt aufgezeichnet, kann die Summe der Höhenmeter um 20 bis 25 Prozent steigen. Aber auch wenn das zeitliche Messintervall identisch ist, können sich die Werte unterscheiden: Fährst du mit 20 km/h und das Gerät erhebt jede volle Sekunde einen Datenpunkt so misst du im Abstand von 5,5 Metern. Bei 30 km/h vergößert sich der Messabstand jedoch auf 8,3 Meter. Moderne Geräte versuchen, diesen Effekt durch Glättung auszugleichen, auch um Messfehler und Ausreißer zu korrigieren, aber Unterschiede bleiben.

Wie genau sind Höhenmeter bei Marken wie Wahoo, Garmin oder Fenix und spielen Wetteränderungen eine Rolle

Wahoo, Garmin und andere Premium-Marken verwenden meist barometrische Höhenmesser kombiniert mit GPS-Korrekturen. Das ist im Prinzip die beste verfügbare Technik.

Unter stabilen Wetterbedingungen sind die relativen Höhenänderungen sehr genau. Wenn sich jedoch der Luftdruck im Laufe des Tages ändert, verschiebt sich die gesamte Messung. Auch Firmware-Unterschiede, unterschiedliche Sensor-Positionen am Lenker oder Kalibrierungseinstellungen können zu Abweichungen führen.

Abweichungen von mehreren Dutzend Metern sind bei längeren Touren normal und kein Zeichen eines Defekts.

Definition von Höhenmetern: Zählen nur Anstiege oder auch kleine Zwischenhügel und warum variiert das je nach Gerät

Höhenmeter bezeichnen die Summe aller positiven Höhenänderungen, also alle Anstiege, die du zurückgelegt hast. Manche Geräte zählen jeden noch so kleinen Hügel mit, andere filtern kleinere Steigungen heraus, um Messrauschen zu vermeiden.

Wenn du viel im Gelände fährst, kann es also passieren, dass dein Gerät mehr Höhenmeter summiert, weil es jede kleine Unebenheit berücksichtigt. Ein anderes Gerät zeigt weniger, weil es stärker glättet. Auch Plattformen können ihre eigenen Regeln anwenden, etwa Mindeststeigung oder Mindestdauer eines Anstiegs.

Deshalb unterscheiden sich die Werte je nach Gerät und Software, obwohl du exakt dieselbe Strecke gefahren bist.

Fazit

Wenn dein GPS-Computer andere Höhenmeter anzeigt als der deines Kumpels, dann lügt keiner. Beide Geräte messen und berechnen auf ihre eigene Weise. Absolute Werte sind daher immer mit einer gewissen Toleranz behaftet.

Für Training, Planung und Statistik ist das kein Problem, solange du konsequent dasselbe Gerät und dieselben Bedingungen nutzt. Höhenmeter sind keine exakte Messgröße, sondern ein rechnerischer Näherungswert. Abweichungen von 10 bis 15 Prozent sind völlig normal.

Kurz gesagt: Dein GPS schätzt, es irrt nicht. Wer die Grenzen der Technik kennt, kann die Daten richtig einordnen und entspannt weiterfahren.