Strava und Steigungsprozente

[Ollibolli69]

Hallo,

ich lade gerade meine Lieblingsstrecken auf Strava.

Wenn ich mir in den Segmenten die Steigungsprozente anschaue traue ich teilweise meinen Augen nicht.

Stimmen diese ? Sind doch viel zu hoch, oder?

Spitzenwerte bis 28,7% kann ich nicht glauben...

Dankeschön

Oli

 

[schille]

Darfst du auch nicht glauben! Strava übertreibt da gerne mal etwas!

 

[Granada]

Solange man z:B. mit dem Renner auf kartieren Straßen unterwegs ist und die Höhenkorrektur aktiviert ist, stimmen die Steigungsprozente auf meinen Hausstrecken sehr gut. Ich würde das also nicht pauschalieren wollen. Abseits im Wald mit dem Mountainbike kann das natürlich schon anders sein, dann liegt das aber nicht unbedingt an Strava, sondern schon an der ungenauen Aufzeichnung per GPS.

 

[schille]

Kommt auch auf das Gerät an: Wenn man die Strava-Smartphone-App verwendet kann man ruhig pauschalisiert sagen, dass die max. Steigungsprozente massiv übertrieben sind! Oft werden hier sogar gern fast doppelt soviele Hm für eine komplette Tour angezeigt.

 

[EyDu]

Höhendaten vom GPS solltest du nicht glauben, das ist technisch nicht machbar und immer mit einem großen Fehler behaftet. Mal abgesehen von Randfällen wie große offene Flächen oder in der Luft. Da die Steigung nur eine Ableitung über die Höhe ist, ist die berechnete Steigung mit noch größeren Schwankungen behaftet. Wenn du genaue Höhendaten möchtest, kommst du um einen barometrischen Höhenmesser oder eine nachträgliche Korrektur anhand von Höhenkarten nicht umher.

 

[thebigoneinfront]

Strava akzeptiert nur Höhendaten von Geräten mit barometrischem Höhenmesser. Lädt man etwas von einem anderen Gerät hoch (nur mit GPS-Höhendaten), ersetzt Strava ohne Federlesens die Daten durch irgendwas Eigenes aus einem digitalen Höhenmodell. Da kommt immer zu viel an hm raus. Und weil in den digitalen Höhenmodellen immer irgendwo Höhensprünge sind, kommt dann auch irgendwas Irres an Steigung raus.

Aber auch ein barometrischer Höhenmesser kann sich mal vertun. Da reicht ja ein Ausreißer-Datenpunkt, um in einer ansonsten brauchbaren Höhenaufzeichnung einen irren max. Steigungswert hinzuzaubern.

 

[Ollibolli69]

Wie kann ich denn ehrliche Steigungsprozente herausfinden?

 

[thebigoneinfront]

Ich glaube, Du musst jetzt sehr tapfer sein.......

 

[Bergbüffel]

Wie kann ich denn ehrliche Steigungsprozente herausfinden?

Die barometrische Höhenmessung ist da schon das genaueste was ich kenne. Aber die Werte sind bei mir z.B. von Polar zu Garmin unetrschiedlich um 2-3%, liegt wahrscheinlich daran, daß die gemessenen Höhenänderungen unterschiedlich in Steigungsprozente umgerechnet werden.
GPS Daten und Strava sind da echt ein Witz. WEnn ich Strave da neu berechnen lassse mache ich fast doppelt soviele Höhenmeter wie barometrisch.

 

[Spocky]

Höhendaten vom GPS solltest du nicht glauben, das ist technisch nicht machbar und immer mit einem großen Fehler behaftet. .

Hi EyDu,

kannst Du mir das mal genauer erklären ? Ich dachte immer, wenn GPS alle Wegstrecken exakt durch die Koordinatenbestimmung errechnet ist das mit der Höhenangabe gleich ? Jede einzelne Koordinate ist doch auch gleichzeitig mit der exakten Höhenangabe dieses Punktes verknüpft - oder liege ich da falsch ?

Danke & Gruß
Basecamp

 

[Hansi.Bierdo]

oder liege ich da falsch ?

Ja, für Consumergeräte sogar ziemlich. EINE Koordinate ist ein Quadrat von ca. 10x10m, die einen Höhenwert hat. Jetzt stell dich mal gedanklich an der Rand einer Serpentine und stell dir das Quadrat vor. Siehst du schon, warum die Höhenwerte nicht stimmen können?
Für Profis gibt es kostenpflichtige Korrekturwerte, die kommen auf wenige Zentimeter Auflösung/Abweichung, aber diese Geräte kosten richtig Geld.

 

[Spocky]

Danke für die Aufklärung,
... Und wieder was gelernt ;-)

 

[Lieblingsleguan]

Die barometrische Höhenmessung ist da schon das genaueste was ich kenne. Aber die Werte sind bei mir z.B. von Polar zu Garmin unetrschiedlich um 2-3%, liegt wahrscheinlich daran, daß die gemessenen Höhenänderungen unterschiedlich in Steigungsprozente umgerechnet werden.
GPS Daten und Strava sind da echt ein Witz. WEnn ich Strave da neu berechnen lassse mache ich fast doppelt soviele Höhenmeter wie barometrisch.

Ich habe das Gefühl, das wird ganz langsam besser. Am Sonntag hat mein Barometer 1040hm berechnet, Strava 1089. Ich werde das mal weiter beobachten .

 

[thebigoneinfront]

Ich dachte immer, wenn GPS alle Wegstrecken exakt durch die Koordinatenbestimmung errechnet ist das mit der Höhenangabe gleich ? Jede einzelne Koordinate ist doch auch gleichzeitig mit der exakten Höhenangabe dieses Punktes verknüpft - oder liege ich da falsch ?

Absolute Höhe des Punktes und kumulierte Höhenmeter oder Steigungsangaben nicht durcheinanderbringen. Stellt man sich mit einem edge o.ä. irgendwohin und lässt ihn per GPS Höhen messen und mitteln, dann kommt mit der Zeit was recht genaues raus. So werden auch barometrische Geräte wie der edge 705 laufend geeicht. Das Problem ist, dass so ein GPS-Gerät ein paar Meter Genauigkeit hat, und zwar in jede Richtung. Beispiel: Steht man auf 200 hm und wird per GPS z.B. gemessen, sekündlich: 198 - 202 - 200 - 197 - 202, hat man zwar ziemlich genau die absolute Höhe gemittelt und angezeigt, aber in den 5 Sekunden 9 hm gut gemacht, bei atemberaubender Steigung.

 

[thebigoneinfront]

Ja, für Consumergeräte sogar ziemlich. EINE Koordinate ist ein Quadrat von ca. 10x10m, die einen Höhenwert hat.

Die Höhenwerte sind doch im Gerät nicht per Karte den Koordinaten zugeordnet - das wäre bei digitalen Landkarten der Fall. Ein GPS-Gerät zeigt Dir doch auch ohne Karte die Höhe an, oder bei Karten ohne Höheninformationen wie der CN. Die Auflösung ist begrenzt, das stimmt, aber die Höhenwerte werden doch aus den Abständen zu den Satelliten gemessen wie die Längen-/Breitenwerte auch. Sonst würden Forerunner-Uhren mit reiner GPS-Höhenmessung auf dem Hochhaus dieselbe Höhe anzeigen wie am Boden.

 

[Hansi.Bierdo]

Die Auflösung ist begrenzt, das stimmt, aber die Höhenwerte werden doch aus den Abständen zu den Satelliten gemessen wie die Längen-/Breitenwerte auch. Sonst würden Forerunner-Uhren mit reiner GPS-Höhenmessung auf dem Hochhaus dieselbe Höhe anzeigen wie am Boden.

Was im Extremfall (wenige Satelliten, Reflexionen oder Schatten) tatsächlich vorkommen kann. Und es führt gerade im Gebirge zu den Fehlberechnungen der Höhe über Meerespiegel. Die Erde ist ja ein Elipsoid und darauf wird der "Geoid" gelegt, auf dessen Oberfläche das GPS die Höhen berechnet. Die bekannten Höhenwerte in dem (mathemtisch ziemlich ungenauen) WGS-84 Modell sind nur die Eckpunkte eines Quadrat von 10°, alles dazwischen wird interpoliert. Seiten wie Strava legen darüber Höhen-Korrekturwerte von anderen Oberflächenmodelle wie das EGM 2008.
Lies mal hier, da ist das alles ziemlich gut erklärt.

 

[EyDu]

kannst Du mir das mal genauer erklären ? Ich dachte immer, wenn GPS alle Wegstrecken exakt durch die Koordinatenbestimmung errechnet ist das mit der Höhenangabe gleich ? Jede einzelne Koordinate ist doch auch gleichzeitig mit der exakten Höhenangabe dieses Punktes verknüpft - oder liege ich da falsch ?

Bei einer Messung über GPS sind die Positionen nicht mit topografischen Karten verknüpft, da wird die Höhe genau so ermittelt wie die Position auch. Und das ist auch schon das Problem, da die Geometrie zwischen Satelliten und Empfängern dafür ungünstig ist. Und wenn die Position der Satelliten mal günstig für eine exakte Höhenmessung ist, dann führt das zu problematischen Signalen (da die Satelliten dann knapp über dem Horizont stehen). Daraus ergibt sich eine schlechtere Fehlerverteilung auf der vertikalen Achse, was zu den festgestellten Problemen führt. Da könnte man jetzt viele Seiten mit Formeln und Fehlerabschätzungen zu füllen.

Um das Problem zumindest teilweise zu umgehen, können topografische Karten eingesetzt werden. Diese sind in der Regel aber nicht mit beliebiger Auflösung verfügbar, zumindest nicht zu einem vernünftigen Preis. In Europa ist ein Höhenwert für 90m x 90m üblich, was schon gruselig wenig ist. Da kann man locker eine Klippe drin verstecken. Das nächste Problem bei der Korrektur ergibt sich dann gleich aus der Auflösung: Je höher die Auflösung ist, desto Größer auch der Speicherbedarf. Bei mobilen Lösungen sind da ganz schnell die Grenzen der Geräte erreicht. Länder sind doch größer als man so denkt. Die Höhenkarten selbst sind natürlich auch noch ungenau. Bei Wäldern gibt es zum Beispiel gerne mal leichte Schwankungen, da Bäume natürlich nicht zu 100% gefiltert werden können.

Mit einem barometrischen Sensor erhält man daher die besten Daten, auch wenn man diese mit Vorsicht genießen sollte. Die sind natürlich auch nicht absolut korrekt, da sicher der Luftdruck häufiger mal wetterbedingt ändert. Die Änderungen sind aber nicht so dramatisch, so dass die relativen Daten sehr gut sind. Und da der Luftdruck kaum Schwankungen unterliegt, lässt sich damit auch gut die Steigung berechnen. Noch besser wäre dafür natürlich ein Gyroskop.

 

[MyWay]

Also, bei Strava wird die Höhe bei solchen Geräten, die keine barometrische Höhenmessung aufweisen, auf Basis eines Geländehöhenmodells ermittelt. Wo die Daten da herkommen, weiß ich nicht, vermutlich von Radarsatelliten oder sowas ähnlichem. Die sind aber nicht sehr genau. Ob das jetzt 10mx10m oder 50mx50m sind, weiß ich auch nicht genau, aber Tatsache ist, daß die Positionsbestimmung per GPS dann auch Ungenauigkeiten aufweist, besonders im Wald, im Gebirge (enges Tal) und auch in der Stadt wg. der hohen Häuser. Und das bedeutet, daß die Höhe dann an einem falschen Punkt ermittelt wird. Gerade an einem Hang gibt es da tolle Sprünge.
Die barometrischen Geräte sind da wohl zwar genauer, haben aber auch ein Problem mit der Kalibrierung. Ein Freund hat einen Edge 810 und das Höhenprofil macht bei ihm irgendwann einen Sprung, und zwar von ca. 100 HM (!).

 

[usr]

Die barometrischen Geräte sind da wohl zwar genauer, haben aber auch ein Problem mit der Kalibrierung. Ein Freund hat einen Edge 810 und das Höhenprofil macht bei ihm irgendwann einen Sprung, und zwar von ca. 100 HM (!).

Lass mich raten: an einem Regentag? Das Problem ist dann nicht die Kalibrierung, sondern Wasser im “Gehörgang“ des Sensors.

 

[Chauffeur]

. Die Erde ist ja ein Elipsoid und darauf wird der "Geoid" gelegt, auf dessen Oberfläche das GPS die Höhen berechnet. Die bekannten Höhenwerte in dem (mathemtisch ziemlich ungenauen) WGS-84 Modell sind nur die Eckpunkte eines Quadrat von 10°, alles dazwischen wird interpoliert. Seiten wie Strava legen darüber Höhen-Korrekturwerte von anderen Oberflächenmodelle wie das EGM 2008.

Nichts für ungut, aber Du wirfst hier einige Dinge ziemlich durcheinander.

Achtung Klugscheißeralarm!

Zunächst mal: GPS ist systembedingt in der Lage nur auf 10 Meter genau, unter guten Bedingungen (Horizontfreiheit, viele Satelliten) etwas besser. Die Höhe ist prinzipiell schlechter. Um hier noch was rauszuholen, muss man andere Verfahren anwenden, z.B. differentielles GPS. Ist nix für uns Radjunkies. Mit GPS werden karthesische Koordinaten (X,Y,Z) gemessen. Da die wenig anschaulich sind, definiert man sich ein Ellipsoid und rechnet die (X,Y,Z) dann in die benannte Länge, Breite und ellipsoidische Höhe (L,B,h) um. Bei GPS ist das WGS84-Ellipsoid gebräuchlich. Mathematisch ungenau ist da nix.

Wenn ich die Höhen genauer haben will, muss ich meiner 2D-Karte ein (topographisches) Höhenmodell hinterlegen, da kann ich dann zu jeder 2D-Position eine Höhe berechnen. Normalerweise sind das Kacheln von 5x5m2 bis 100x100m2 Größe (globale Modelle sind da noch gröber). Die Modelle sind in der Regel stetig, haben also keine Sprünge oder so, bilden die Wirklichkeit aber nur generalisiert ab. Besser als die reine GPS-Höhe sind sie aber in der Regel schon. Strava wird es genau so machen.
Wie schon erwähnt ist die Steigung die Ableitung der Höhe, was zur Folge hat, dass sich die Ungenauigkeiten der Eingangshöhen im Ergebnis addieren.

Das Geoid ist eine physikalische Bezugsfläche: Eine Äquipotentialfläche des Erdschwerefeldes. Man kann sich das so vorstellen, dass man sich die Meeresoberfläche (die sich ja in erster Näherung nach dem Schwerefeld ausrichtet) unter den Kontinenten fortgesetzt denkt. Das Geoid ist eine Höhenbezugsfläche für _physikalische_ Höhen. GPS misst _geometrische_ Höhen. Wenn ich diese ineinander umrechnen will, brauche ich ein Modell des Schwerefeldes, man kann sagen ein Geoidmodell. Das erwähnte EGM2008 (Earth Gravitational Model) ist ein solches. Für unser Problem brauchen wir aber ein Höhenmodell der Erdoberfläche.

[/Klugscheiss off]