Warum die GPS-Höhe nicht zur Karte passt

Zwei verschiedene Nullpunkte

„Höhe“ braucht eine Ausgangsfläche, und davon sind zwei im Spiel. Satelliten können nicht spüren, wo der Meeresspiegel liegt, deshalb werden rohe GPS-Höhen vom WGS-84-Ellipsoid aus gemessen — einer glatten, idealisierten, an den Polen abgeplatteten Kugel. Der Meeresspiegel folgt aber der Schwerkraft, und die Schwerkraft folgt der ungleich verteilten Masse des Planeten; so entsteht die buckelige Fläche namens Geoid — die Null, die Karten, Schilder und die Intuition benutzen. Der Abstand zwischen den beiden Flächen (die Geoidundulation) reicht von etwa −100 m südlich von Indien bis +85 m nahe Neuguinea. Eine rohe GPS-Höhe kann also um Dutzende Meter ‚falsch‘ sein und trotzdem völlig richtig — sie beantwortet eine andere Frage.

Warum das Handy meist stimmt und der Browser manchmal nicht

Moderne Handys wenden die Geoidkorrektur an, bevor sie dir eine Höhe anzeigen; der Wert in einer Wander-App ist deshalb meist die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel. Die Geolocation-API des Browsers reicht dagegen manchmal die rohe ellipsoidische Höhe durch — oder gar keine. Deshalb zeigen Web-Tools seltsamere Zahlen als Apps. Über der Verwirrung um die Bezugsfläche sitzt der schlichte Messfehler: Weil alle GPS-Satelliten über deinem Horizont stehen, ist die Höhe geometrisch nur schwach bestimmt, und ihr Fehler beträgt das 1,5- bis 3-Fache des horizontalen Fehlers. Eine Position, die horizontal auf 5 m genau ist, kann vertikal ehrlich um 15 m danebenliegen.

Barometer und Geländemodelle — die beiden anderen Antworten

Handys und Uhren haben zusätzlich ein Barometer: hervorragend bei relativen Änderungen (es spürt eine Treppe von 3 m), absolut aber driftend, denn das Wetter verschiebt den Nullpunkt stündlich — deshalb gleichen Fitness-Apps es laufend mit GPS oder bekannten Punkten ab. Die dritte Quelle ist ein Geländemodell (DGM): ein aus Vermessungsdaten abgeleitetes Raster der Geländehöhe, etwa die Copernicus-Daten hinter unserem Höhen-Tool. Es beantwortet die Frage ‚wie hoch liegt der Boden an diesen Koordinaten‘ — grundsolide für eine Hügelkuppe, aber es meldet den Boden auch dann, wenn du zehn Stockwerke höher stehst.

Klassische Verwechslungen, aufgeklärt

Negative Höhe am Strand: meist der Abstand zwischen Ellipsoid und Geoid, gelegentlich schlichter Höhenfehler — beides normal. Die Höhe springt um ±10 m, während du stillstehst: die schwache vertikale Geometrie bei der Arbeit; achte auf den Trend, nicht auf das Zucken. Die „Höhe“ im Flugzeug ist noch einmal ein anderes System — Druckhöhe gegen eine Standardatmosphäre, weshalb die 10.000 m auf dem Bildschirm im Vordersitz mit nichts hier vergleichbar sind. Diese Begriffe lohnt es sich auseinanderzuhalten: Geländehöhe ist der Boden über dem Meeresspiegel, absolute Höhe bist du über dem Meeresspiegel, relative Höhe bist du über dem Boden.

Welchem Wert solltest du trauen?

Du stehst auf dem Boden und willst die Antwort der Karte: das Geländemodell — es steht auf der Höhenseite an erster Stelle, daneben zum Vergleich die GPS-Höhe deines Geräts. Du fliegst eine Drohne oder gleitest am Schirm: GPS und Barometer kombiniert, denn du bist nicht auf dem Gelände. Du willst beim Laufen einen Anstieg beurteilen: die relative Änderung des Barometers. 30 m Unterschied zwischen den Quellen sind kein Fehler, den man beheben müsste — es sind drei Instrumente, die drei verschiedene Fragen beantworten, und jetzt weißt du, welches Gerät welche Frage beantwortet.