Übersicht
GPX-Dateien können eine Reihe von Wegpunkten enthalten, mehr nicht. In der GPX-Spezifikation wurde festgelegt, dass lediglich die Eigenschaften Längengrad (Longitude) und Breitengrad (Latitude) gefüllt sein müssen. Weitere Eigenschaften wie Höhe, Zeitstempel, und Himmelsrichtung sind optional und können gefüllt sein, sie müssen es aber nicht. Die GPX-Spezifikation definiert lediglich drei unterschiedliche Arten von Wegpunkten.
- TrackPoint (trkpt)
- RoutePoint (rtept)
- WayPoint (wpt)
Navigationsgeräte für den Outdoor-Bereich, Fahrräder und Motorräder können zumeist die zurückgelegten Wege aufzeichnen. Dabei werden in regelmäßigen Zeitabständen TrackPoints gespeichert. Viele Geräte speichern zusätzlich zu Längen- und Breitengrad einen Zeitstempel. Aber der ist wie gesagt optional. Werden TrackPoints in regelmäßigen Zeitabstände aufgezeichnet, also beispielsweise alle fünf Sekunden, kann man diese Zeitstempel nachträglich ergänzen, wobei eine fiktive Startzeit vorgegeben werden muss.
Aus zwei Geopositionen mit jeweils Latitude und Longitude kann eine Distanz errechnet werden. In Verbindung mit künstlich ergänzten Zeitstempeln, wird es möglich eine Geschwindigkeit zu ermitteln. Sobald man zur einer Geokoordinate die nächste Koordinate kennt, wird es möglich, die Himmelsrichtung (Bearing) zu ermitteln, also die Richtung zum nächsten Punkt eines Tracks. Analysiert man alle Änderungen der Himmelsrichtung eines Tracks, wird es auch möglich, die Anzahl der Kurven zu ermitteln. In Verbindung mit der Gesamtdistanz lässt sich auch die Kurvigkeit ermitteln.
Über die Signale der GPS-Satelliten können nur Latitude und Longitude ermittelt werden. Eine Höhe über Meer kann das GPS-Signal nicht liefern. Einige Geräte verfügen über einen barometrischen Sensor, der anhand der Veränderung des Luftdrucks, die ungefähre Höhe über dem Meer ermitteln kann. Diese Geräte speichern in der Regel die Höhe als Elevation in den TrackPoints. Einige Geräte des Herstellers TomTom wie beispielsweise der TomTom Rider 500 haben kein eingebautes Barometer. Daher kann keine Höhe aufgezeichnet werden.
Verbindet man alle TrackPoints eines aufgezeichneten Tracks, so entsteht eine Linie (Polyline) welche die Richtungsänderungen der Wanderung widerspiegelt. Wurde die Höhe aufgezeichnet, kann ein Höhenprofil erstellt werden. Gibt es keine Elevation-Daten, können die TrackPoints an entsprechende Web-Services übertragen werden, die daraus ein Höhenprofil ermitteln, das sich innerhalb einer Software darstellen lässt. Diese Dienste stehen allerdings nicht kostenfrei zur Verfügung.
Zur Ermittlung der Gesamtdistanz eines Tracks, wird üblicher Weise die Summe der Distanzen zwischen den Track-Punkten aufsummiert. Im flachen Land liefert dies relativ genaue Distanzen. Bei Tracks die im Gebirge aufgezeichnet wurden, schleichen sich aber Fehler ein, wenn die Höhe der einzelnen Wegpunkte nicht bekannt ist. Ohne die Höhe funktioniert der Satz des Pythagoras a² + b² = c² leider nicht. Geht es zwischen zwei Wegpunkten beispielsweise im Winkel von 45° aufwärts, ist das Ergebnis stark verfälscht.
Für viele Straßen, ist innerhalb der verwendeten Routing-Dienste eine Höstgeschwindigkeit bekannt. Wird bei einer Routenberechnung als Parameter Fahren übergeben, ermittelt der Routing-Algorithmus daraus eine geschätzte Fahrzeit. Wird zusätzlich eine Startzeit übergeben, können historische Verkehrsdaten und die aktuelle Verkehrslage in die Berechnung der Fahrzeit einfließen. Dabei ist entscheidend, wann ein Route gestartet wird. Viele Alpenpässe sind im Winter gesperrt. Wird eine Route geplant in der einige Alpenpässe enthalten sind, erhält man völlig unterschiedliche Fahrzeiten und Routenverläufe beim Start am 1. Januar im Vergleich zum 1. Juli.
Die Genauigkeit berechneter Geschwindigkeiten hängt stark von der exakten Positionierung der aufgezeichneten Track-Punkte ab. Bei Fahrten in dichten Wäldern, schlechtem Wetter der vielen Tunneldurchfahrten, ergeben sich teils starke Fehler bei der Positionsermittlung. Am muss immer bedenken, dass die Positionsermittlung auf dem Vergleich weitgehend identischer Signale von Satelliten in unterschiedlicher Himmelsrichtung erfolgt. Sobald nur eines, oder gar mehrere Signale von Felswänden oder Häusern reflektiert werden, verfälscht dies die Positionsermittlung.
Weitere Fehler schleichen sich ein, weil Track-Punkte niemals in Echtzeit, sondern immer in Abständen von mehreren Sekunden aufgezeichnet werden. Fährt man zwischen der Aufzeichnung zweier Punkte statt geradeaus um eine Spitzkehre, ist die Distanz zwischen den aufgezeichneten Punkten viel kürzer, als sie wirklich gefahren wurde und damit die errechnete Geschwindigkeit zu niedrig. Umgekehrt kann es bei Tunneldurchfahrten vorkommen, dass Punkte völlig wirr aufgezeichnet werden und sich errechnete Geschwindigkeiten von vielleiht 500 km/h ergeben, obwohl man mit einem Motorrad ohne Raketenantrieb unterwegs war.
Jede Analyse einer GPX-Datei ist daher immer mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet.
Analyse
In Track of the day sind komplexe mathematische Algorithmen enthalten, die aufgezeichnete Track-Points analysieren und daraus anschauliche Diagramme erstellen können. Dieser Mechanismus funktioniert auch für berechnete Routen. Routen können dabei niemals ein realistisches Geschwindigkeitsprofil enthalten, weil man nicht wissen kann, wie schnell ein Fahrrad, Motorrad, PKW oder Flugzeug eine Strecke zurücklegen wird. Üblicherweise wird daher eine mittlere Geschwindigkeit verwendet. Aus dieser Geschwindigkeit lassen sich fiktive Zeitstempel ableiten und eine Ankunftszeit prognostizieren. Allerdings basieren damit alle Ergebnisse auf einer Fülle von Annahmen und Festlegungen.
Track of the day kennt Diagrammtypen, welche den Verlauf der Höhe über dem Meer und die Geschwindigkeit darstellen können. Zusätzlich gibt es Diagramm für die Darstellung von Höhe oder Geschwindigkeit im Verhältnis zur Distanz eines Tracks oder einer Route.
