Wer entspannt in unbekannten Gegenden biken will, ohne ständig komplizierte Wegbeschreibungen lesen oder Karten studieren zu müssen, ist auf ein Navigationsgerät angewiesen. Tragbare Geräte gibt es inzwischen massenweise am Markt. Sie basieren auf dem US-amerikanischen Satellitensystem mit dem Namen Global Positioning System (GPS). Um GPS-Navigation auf dem Bike sinnvoll nutzen zu können, benötigt man:

• Ein GPS-Gerät, das folgende Komponenten enthält:
    - Einen GPS-Empfänger für den Empfang der Satellitensignale.
    - Speicherplatz für das benötigte digitale Kartenmaterial.
    - Eine Schnittstelle zum PC zum Überspielen von Karten- und Routendaten.
    - Eine Software zum Berechnen der eigenen Position und der Route in Bezug auf eine digitale Karte.
  - Ein Display, welches die berechneten Daten und die Karte anzeigt.
• Eine Software zur Tourenplanung für den PC und zum Erzeugen von GPS-Tracks.
• Digitales Kartenmaterial.

Hier findet Ihr einen verständlichen technischen Einstieg in das Thema, der es Euch ermöglicht, die passende Ausrüstung auszuwählen:

• Allgemeinwissen über GPS
• GPS-Empfänger
• Navigationssysteme
• Tourenplanung auf dem PC
• Kartenmaterial
• Wie plane ich eine Tour? Ein Beispiel

Allgemeinwissen über GPS

Das GPS dient der weltweiten Positionsbestimmung mit Hilfe von Satelliten. Entwickelt wurde es in den 70er Jahren vom US-Militär. Es ist seit dem Jahr 2000 auch für zivile Zwecke nutzbar. Die Genauigkeit liegt in der Größenordnung von ca. 7 Metern. Momentan sind etwa 30 Satelliten in der Erdumlaufbahn, die ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit senden. Aus diesen Signalen kann ein GPS-Empfänger die Koordinaten des eigenen Standortes auf der Erde berechnen. Die Umlaufbahnen der Satelliten sind so berechnet, dass sich immer wenigstens 4 Satelliten (Mindestanzahl zur genauen Positionsbestimmung) in Empfangsreichweite befinden.

GPS wird demnächst auch durch ein europäisches Satellitensystem namens Galileo ergänzt. Dadurch erreicht man eine verbesserte Abdeckung und Genauigkeit, bei der jederzeit 15 Satelliten erreichbar sein sollen. Etliche GPS-Empfänger können nach einem Firmware-Update auch für Galileo genutzt werden. Gegen Bezahlung wird man ein qualitativ besseres Galileo nutzen können, das eine Genauigkeit von unter einem Meter liefert. Der kostenlose Galileo-Dienst wird eine Genauigkeit vergleichbar der vom GPS haben.

Um die Satellitennavigation für die Praxis tauglich zu machen (7 Meter Genauigkeit ist nicht gerade berauschend), wird die so genannte Pseudoranging-Methode eingesetzt. Indem die Signallaufzeiten der Signale mehrerer Satelliten ausgewertet und verglichen werden, kann so die Genauigkeit auf rund 1 Meter erhöht werden. Je mehr Satelliten der Empfänger also findet, desto genauer ist die Messung.

GPS-Empfänger

Um die Daten der Satelliten auswerten und zu einer Position im Raum umrechnen zu können, ist ein entsprechendes Empfangsgerät notwendig. Hier ist das Funktionsprinzip eines solchen GPS-Empfängers beschrieben.

• Im Normalfall ist der GPS-Empfänger bereits in dem Endgerät, das man zur Navigation nutzen möchte, eingebaut. Solche GPS-Geräte sind speziell auf die Outdoor-Navigation zugeschnitten und haben sonst meist keine besonderen Funktionen.
• Es gibt Handys/Smartphones mit einem eingebauten GPS-Empfänger. Dies haben jedoch eine extrem kurze Akkulaufzeit im GPS-Dauerbetrieb, und der eingebaute GPS-Empfänger arbeitet nur ungenau. Dafür kann man mit ihnen gleichzeitig telefonieren und andere Dinge tun.
• Theoretisch kann man sich eine GPS-Lösung auch selbst zusammenbauen. Dafür benötigt man einen sogenannten GPS-Logger, dessen einziger Zweck die Berechnung der aktuellen Position und die Übertragung dieser Daten per Funk (i.d.R. über den Bluetooth-Standard an ein Endgerät Mobiltelefon, PDA, etc.) ist. Dort laufen die Programme zur Nutzung der Positionsdaten, etwa eine digitale Landkarte oder ein Navigationsprogramm. Dies ermöglicht eine freie Auswahl an Endgeräten, die man dann auch für andere Zwecke (z.B. Telefonieren oder Internet-Zugang) verwenden kann.

Navigationsgeräte

Standard-GPS-Geräte

GPS-Geräte sind speziell für den Outdoor-Einsatz gemacht, d.h. sie sind meist robust, zuverlässig, wasserfest und sogar eine Montage am Fahrradlenker ist möglich. Die Betriebsdauer ist in der Regel sehr gut (um die 20 Stunden). Man sollte jedoch darauf achten, dass der Akku austauschbar ist. Im Idealfall kann man sogar normale Batterien verwenden, so dass man bei mehrtägigen Touren nicht unbedingt ein Ladegerät dabei haben muss und auch keine teueren Ersatzakkus kaufen muss.

Der einzige große Nachteil dieser Geräte ist, dass der Hersteller beim Kartenmaterial noch einmal kräftig Geld verdienen will. Das heißt, es ist eigentlich nicht vorgesehen, freies Kartenmaterial (z.B. von OpenStreetMap) zu verwenden. Die Karten des Herstellers sind auch nicht auf den speziellen Bedarf des Benutzers zugeschnitten und somit nicht immer besonders tauglich. Auch wenn das Navi bezahlbar ist, legt man für eine Original-Karte oft nochmal einen dreistelligen Betrag hin. Was schlicht und ergreifend unverständlich ist, denn diese Tatsache führt dazu, dass die meisten Leute das Gerät gar nicht erst kaufen.

Durch Reverse-Engineering haben ein paar passionierte Navi-Benutzer eine Möglichkeit geschaffen, diese Hürde zu umgehen. So ist zum Beispiel spezielles Kartenmaterial im Internet verfügbar, das mit einer freien Software auf das Gerät geladen werden kann. Leider ist das für den Nutzer, der mit Computern auf Kriegsfuß steht, eine kleinere Hürde. Das Kartenmaterial ist OpenStreetMap und seine Varianten. Diese Karten haben mittlerweile eine große Abdeckung und Genauigkeit erreicht.

Marktführer bei diesen Navis ist Garmin, und das nicht zu unrecht. Garmin liefert eine breite Palette von sehr guten Geräten für den Outdoor-Einsatz, auch wenn die mitgelieferte Software eine kleine Katastrophe ist. Empfehlenswerte und bezahlbare Geräte sind hier das Garmin Vista HCx oder Garmin Legend HCx. Einige Geräte verfügen jedoch nicht über genügend Speicher, und man muss diese mit einer 1 oder 2 GB Speicherkarte erweitern.

GPS-Logger mit separatem Endgerät

Wer das Bedürfnis hat, sein Endgerät frei wählen zu können und gerne mit Technik und Software herumbastelt, kann zu dieser Lösung greifen. GPS-Empfänger und Endgerät können dann unabhängig voneinander entsprechend der eigenen Wünsche ausgewählt werden. Nachteil dieser Kombination ist in erster Linie, dass sie nicht für den Outdoor-Einsatz gemacht wurde und letztendlich etwas umständlich ist. Während das beim Logger weniger ein Problem darstellt (den kann man in der Tasche oder im Rucksack tragen), muss man das Endgerät vor Stößen und Feuchtigkeit schützen. Man muss sich hierfür eine Lösung für die Montage am Lenker basteln.

Bei GPS-Loggern sollte man vor allem beachten, dass die Empfangsqualität gut ist. Ein schlechter GPS-Empfänger sorgt für ungenaue Positionsbestimmung und teilweise große Abweichungen, besonders im schwierigen Gelände wenn der Satellitenempfang schlechter ist. Wichtig ist hier ebenfalls eine hohe Akkulaufzeit, und dass sich Akkus oder Batterien problemlos auswechseln lassen. Außerdem sollte das Gerät Bluetooth unterstützen, so dass es sich kabellos mit dem Endgerät verbinden kann. Einige Geräte verfügen sogar über einen Bewegungssensor, der das Gerät nur dann einschaltet, wenn es bewegt wird. Das spart Strom. Die meisten Logger sind mit einem Standard-Handyakku ausgestattet. Wenn man mehr als ca. 20 Stunden unterwegs ist, ist man also auf ein Ladegerät oder ausreichend Ersatzakkus angewiesen. Standardbatterien werden oft nicht unterstützt.

Sehr gute GPS-Logger gibt es von Herstellern wie Wintec, Navilock, RoyalTek, QStarz, Holux, Transystem, um mal die wichtigsten zu nennen. Letztendlich muss jeder für sich selbst herausfinden, welche Kriterien ihm besonders wichtig sind. Geräte, die man sich näher ansehen sollte, sind Wintec WBT-202, Navilock NL402, RoyalTek RBT2300, QStarz BT-Q1000x, Holux M-241, Transystem i-Blue 747.

Bei der Auswahl von Handy/Smartphone/PDA muss beachtet werden, dass das Gerät eine lange Akkulaufzeit hat, Java-fähig ist (für die Installation der Navigationssoftware), einen Offline-Modus hat (Handy-Funktion abschaltbar, um Strom zu sparen), eine Bildschirm-Auflösung von ca. 240x400 Pixeln oder mehr, und Bluetooth. Solche Handys haben den Vorteil, dass man neben der Navigation auch noch telefonieren oder gar mit Hilfe der Handykamera Live-Blogs ins Internet stellen kann (Handy-Netz vorausgesetzt). Auch beim Handy sollte man für Lademöglichkeiten oder genügend Ersatzakkus sorgen, wenn man länger als einen Tag unterwegs ist.

Mit Hilfe einer Java-fähigen Navigationssoftware wie z.B. MapNav oder TrekBuddy kann man praktisch jedes Java-fähige Endgerät benutzen, ist also völlig frei in der Geräteauswahl. Die Software erlaubt den Einsatz beliebiger Karten, auch Rasterkarten. Die Bestückung des Handys mit Karten ist allerdings eher kompliziert.

Handys mit GPS-Funktion

Solche Geräte sind nach aktuellem Entwicklungsstand nicht gut für den Outdoor-Einsatz tauglich und scheiden deshalb von vorn herein aus. Die Idee ist im Grunde nicht schlecht, aber sie scheitert an den technischen Eigenschaften des Gerätes. Bei eingeschaltetem GPS verbrauchen die Teile so viel Strom, dass der Akku nur wenige Stunden hält. Der GPS-Empfänger ist meist auch nicht von besonderer Qualität, was insbesondere in schwierigem Gelände zu sehr ungenauen Positionsbestimmungen führt. In den Bergen ist man mit so einem Teil aufgeschmissen.

Tourenplanung auf dem PC

Um eine Route auf ein Navigationsgerät "laden" zu können, muss diese vorher mit einem entsprechenden Werkzeug geplant und erstellt werden. Das Standardformat für solche digitalen Tourdaten nennt sich GPX-Track. Für die Planung von Touren auf dem PC und die Erstellung dieser Tracks gibt es eine Vielzahl verschiedener Programme. Die Bandbreite erstreckt sich von kostenlosen teils webbasierten Anwendungen, über Planungsprogramme von Anbietern digitaler Karten, bis hin zu professionellen Anwendungen, die weit mehr bieten als man jemals für die Outdoor-Routenplanung benötigen wird.

Bewährt haben sich die kostenlosen webbasierten Planungshilfen, wie z.B. von GPSies.com. Dort kann man auf Basis frei verfügbarer Karten, wie OpenStreetMap, OpenCycleMap, Google Maps oder Google Earth weltweit recht komfortabel Routen vorbereiten. Das Gute ist, dass man während der Planung zwischen den verschiedenen Karten hin- und herschalten kann. Einen ähnlichen Service bietet Outdooractive.com, das jedoch mit anderem Kartenmaterial arbeitet und innerhalb Deutschlands in der höchsten Zoomstufe die überaus genauen Karten des Landesvermessungsamtes anbietet, auf welchen wirklich der kleinste Pfad eingezeichnet ist. Für die Offline-Planung empfehlen sich die digitalen Karten des Kompass-Verlags inklusive Planungstool, die Süddeutschland, Österreich, Südtirol, die Balearen oder Kanarischen Inseln abdecken. Die digitalen Kompass-Karten weisen oft kleine Abweichungen von der Realität auf. OpenStreetMap, OpenCycleMap und besonders die Satellitenbilder von Google Earth und Bing Maps (Microsoft) sind genauer. Wer Wert auf große Genauigkeit legt, kann also die mit Kompass geplante Route nachbearbeiten, wie weiter unten beschrieben.

Kartenmaterial

Nun hat man dank computergestützter Tourenplanung also einen Track, den man in das Navigationssystem einspeisen kann. Eigentlich könnte man damit bereits auf Reise gehen. Man würde am Navi jedoch nur die Route anhand einer Linie auf leerem Hintergrund sehen. Man würde also erkennen, in welche Richtung man gehen und wann man abbiegen muss. Allerdings ist es sicher schöner und auch für die grobe Orientierung nützlich, wenn eine Landkarte hinterlegt ist. Zu diesem Zweck kann eine digitale Karte in das Navigationssystem geladen werden.

Grundsätzlich gibt es zwei Typen von digitalen Karten: Karten im Rasterformat und im Vektorformat. Rasterkarten sind Karten im Grafikformat (meist JPG, BMP oder TIF) mit detaillierten topografischen Kartenbildern und nicht routing-fähig. Vektorkarten sind Karten, die aus Linien und Punkten aufgebaut sind. Diese sind meist weniger detailliert und eher schematisch aufgebaut, haben aber den Vorteil, dass sie jede Menge Zusatzinformationen enthalten können (Straßennamen, Sehenswürdigkeiten, Informationen) und sich für Routing eignen. Die meisten All-In-One Navis unterstützen Vektorkarten.

Geeignetes Kartenmaterial findet man bei VeloMap oder OpenMTBMap, wo kostenlos recht genaue Karten für viele Länder der Erde zur Verfügung gestellt werden. Diese basieren auf den freien Karten von OpenStreetMap, die von der Internetgemeinde ständig gepflegt und verbessert werden. Die Karten werden mit Hilfe der kostenlosen Garmin-Software (MapSource oder BaseCamp), die mit dem Navi mitgeliefert wird, auf das GPS-Gerät übertragen.

Das Wichtigste ist ein genauer Track und ein guter GPS-Empfang. Die Karte im Navi dient dann nur noch der groben Orientierung, besonders wenn die Route sorgfältig vorgeplant wurde. Für die größere Orientierung sollte man sowieso zusätzlich Papierkarten dabeihaben.

Wie plane ich eine Tour? Ein Beispiel

Im Gebirge ist es oft so, dass nur ein Weg zum Gipfel führt und dieser auch gut beschildert ist. Dafür braucht man eigentlich gar kein Navi. Wenn man allerdings den Anspruch hat, spezielle Wegabzweige zu finden weil sie vielleicht interessanter sind, oder sich in Bergregionen bewegt die nicht so gut beschildert sind, kann ein genauer Track sehr hilfreich und wichtig sein. Die Routenplanung im Hochgebirge ist teilweise eine Herausforderung, da die verschiedenen digitalen Kartenmaterialien ganz unterschiedliche Qualität und Vor- und Nachteile haben.

Die Vorplanung geschieht anhand einer digitalen Wanderkarte, falls verfügbar. Ideal ist Kompass Digital Map. Falls es für das Gebiet keine digitalen Wanderkarten gibt kann man auch Papierwanderkarten verwenden, muss dann aber versuchen, im zweiten Schritt die Route am Computer möglichst genau nachzuvollziehen. Der Vorteil einer Wanderkarte ist, dass hier alle auch noch so kleinen Wege eingezeichnet sind. Der Nachteil ist, dass diese Karten nicht immer GPS-genau sind. Das heißt, eine Nachbearbeitung ist sinnvoll.

Im zweiten Schritt wird die Route mit OpenStreetMap verfeinert. Ein geeignetes Werkzeug ist hier GPSies.com. Wenn man im ersten Schritt bereits einen GPX-Track erzeugt hat, kann dieser hier importiert werden. Ansonsten muss man die Route auf GPSies möglichst genau nachvollziehen. Man wird feststellen, dass die Wanderkartenroute leichte Abweichungen aufweist, die man korrigieren sollte. Manche Wege der Wanderkarte sind jedoch auf der OpenStreetMap noch nicht vorhanden (OSM wird ständig erweitert und verbessert). Das macht den Vorteil einer Wanderkarte aus.

Der Feinschliff erfolgt mit Satellitenbildern. Bei GPSies kann man von OSM auf Google oder Microsoft Satellitenbild umschalten. Satellitenbilder haben den Vorteil, dass sie immer mit der Realität genau übereinstimmen. In hoher Zoomstufe sind kann man hier die Wege noch weiter verfeinern, und die Wege die auf OSM nicht eingezeichnet sind nachbessern und korrigieren. Auf einem Satellitenbild mit hoher Auflösung kann man auch die Qualität des Weges recht gut beurteilen. Die meisten Wege sind auf den Satellitenbildern sichtbar, es sei denn sie führen durch dichten Wald oder sind von Wolken verdeckt.

Im Hochgebirge und besonders im steilen Gelände kann es nützlich sein, sich mit Hilfe von Google Earth ein dreidimensionales Bild vom Gelände zu machen. Der GPX-Track kann einfach importiert werden. Man kann die Strecke auf einer dreidimensionalen Karte abfahren und bekommt so ein gutes Gefühl für die Steigungen und die Fahrbarkeit besonders schwieriger Routen.

© Gletschersau, 2009-2010