Höhe und Geoidmodelle

GNSS-Empfänger messen die Höhe über einer mathematischen Bezugsfläche, dem Ellipsoid. In der Praxis wird jedoch meist die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel (MSL) benötigt. Der Abstand zwischen diesen beiden Flächen heißt Geoidundulation und ändert sich von Ort zu Ort. Mapit GIS bringt integrierte Geoidmodelle für die Umrechnung mit und unterstützt außerdem eigene sowie extern bereitgestellte Geoidkorrekturen.

Ellipsoidische und orthometrische Höhe

Begriff	Definition
Ellipsoidische Höhe (h)	Höhe über dem Referenzellipsoid WGS 84 – das, was der GNSS-Empfänger direkt misst
Orthometrische Höhe (H)	Höhe über dem mittleren Meeresspiegel (dem Geoid) – das, was auf topografischen Karten und an Höhenfestpunkten angegeben ist
Geoidundulation (N)	Der Abstand zwischen Ellipsoid und Geoid an einem bestimmten Ort

Es gilt:

H = h - N

Orthometrische Höhe = Ellipsoidische Höhe − Geoidundulation

Je nach Ort auf der Erde liegt die Geoidundulation etwa zwischen −100 m und +85 m.

Android

Geoidkorrektur aktivieren

1. Öffnen Sie Einstellungen > Vermessungseinstellungen.
2. Schalten Sie Apply geoid height correction ein.
3. Wählen Sie in der Dropdown-Liste ein Geoid-Modell aus.

Ist die Korrektur aktiviert, wendet die App sie auf alle angezeigten Höhen und auf die Höhen aller erfassten Punkte an.

Verfügbare Geoidmodelle

Mapit GIS enthält eine Reihe von Geoidmodellen – vom eingebetteten globalen Modell bis zu hochgenauen nationalen Gittern. Die Geoidkorrektur wird für maximale Leistung mit nativem RTKLib-Code über JNI berechnet.

Globale Modelle

Modell	Abdeckung	Auflösung	Hinweise
Embedded EGM96	Weltweit	1 x 1 Grad	In die App integriert – kein Download nötig. Für allgemeine Zwecke geeignet.
EGM2008	Weltweit	2,5 x 2,5 Bogenminuten	Genaueres globales Modell. Erfordert den Download einer Gitterdatei.

Nationale / regionale Modelle

Modell	Land	Hinweise
Geoid 12B	USA	Nationales Geoidmodell der USA
HT 2.0	Kanada	Kanadisches Geoidmodell
OSGM15	Großbritannien	Geoidmodell des Ordnance Survey für Großbritannien
RAF09	Frankreich	Älteres französisches Geoidmodell
RAF18	Frankreich	Aktuelles französisches Geoidmodell
CHGEO04	Schweiz	Nationales Geoidmodell der Schweiz
PLGEO11	Polen	Polnisches Geoidmodell
PL-EVRF2007-NH	Polen	Polnisches Modell im Bezugssystem EVRF2007
DVRM05	Slowakei	Nationales Geoidmodell der Slowakei
Geoid Grid Slovenia	Slowenien	Nationales Geoidmodell Sloweniens

Sonderoptionen

Option	Beschreibung
Custom geoid (.bin)	Eine eigene Geoid-Gitterdatei im binären NGS-Format (Little-Endian) laden
Externe Software	Die Geoidkorrektur einer Begleit-App eines Drittanbieters verwenden (z. B. Eos Tools Pro, Trimble Mobile Manager). Die App liest die MSL-Höhe direkt aus dem Location-Bundle.

tipp

Für die höchste Höhengenauigkeit verwenden Sie das nationale Geoidmodell Ihres Landes, sofern eines verfügbar ist. Globale Modelle wie EGM2008 sind auf etwa 10–20 cm genau, nationale Modelle in der Regel auf 1–3 cm.

So wird die Geoidkorrektur angewendet

Der Ablauf der Korrektur hängt von der Positionsquelle ab:

Externes GNSS (Bluetooth / TCP)

1. Der NMEA-Satz GGA liefert sowohl die MSL-Höhe als auch die Geoidundulation.
2. Die App berechnet die ellipsoidische Höhe als altitude = MSL + geoid_separation.
3. Ist die Geoidkorrektur aktiviert, berechnet die App aus der ellipsoidischen Höhe mit dem gewählten Geoidmodell die orthometrische Höhe.

Begleit-Apps von Drittanbietern

Liefert die Begleit-App in den Location-Extras sowohl mslHeight als auch undulation, gilt:

• Ist als Geoidmodell Externe Software eingestellt, wird die MSL-Höhe der Begleit-App direkt übernommen (die App vertraut der Korrektur der Begleit-App).
• Andernfalls rechnet die App die MSL-Höhe in die ellipsoidische Höhe zurück und wendet ihr eigenes Geoidmodell an.

Antennenhöhe

Die Antennenhöhe berücksichtigt den physischen Abstand zwischen dem Phasenzentrum der GNSS-Antenne und dem gemessenen Bodenpunkt. Sie ist für genaue Höhenangaben entscheidend.

Einrichtung

1. Öffnen Sie Einstellungen > Vermessungseinstellungen.
2. Geben Sie die Antennenhöhe in Metern ein (Standard: 1,30 m).

In den Einstellungen wird die Antennenhöhe als "Antenna height: {value} m" angezeigt (in der deutschen App: GNSS-Antennen-Höhe: {value} m).

So wird sie angewendet

Die Antennenhöhe wird bei jedem erfassten Punkt von der vom GNSS gemeldeten Höhe abgezogen:

Recorded height = GNSS height - Antenna height

Die gespeicherte Höhe gibt damit die Geländehöhe am Messpunkt an, nicht die Höhe der Antenne.

vorsicht

Messen Sie die Antennenhöhe stets neu und passen Sie sie an, wenn Sie Ihren Messaufbau ändern (z. B. einen anderen Lotstab verwenden oder den Empfänger anders montieren). Eine falsche Antennenhöhe verfälscht unmittelbar alle erfassten Höhen.

iOS

Geoidkorrektur aktivieren

Pro+-Funktion

Die Korrektur auf orthometrische Höhe erfordert ein Mapit Pro Plus-Abonnement.

1. Öffnen Sie Einstellungen → Vermessung → Vermessung.
2. Schalten Sie Orthometrische Höhe ein.
3. Tippen Sie auf die Zeile Geoidmodell, die unter dem Schalter erscheint.
4. Laden Sie in der Auswahl Geoidmodelle das benötigte Gitter herunter und tippen Sie auf Auswählen, um es zu aktivieren.

Ist die Korrektur aktiviert, werden die korrigierten Höhenwerte für alle neuen Erfassungen im GeoPackage gespeichert und in der Kopfzeile der Karte mit dem Präfix ▲ angezeigt.

Nur NMEA-Empfänger

Diese Funktion korrigiert Höhen nur, wenn die Höhendaten von einem externen GNSS-Empfänger stammen, der über Bluetooth (MFi), Bluetooth Low Energy oder TCP/IP-NMEA verbunden ist.

Das integrierte GPS des iPhones liefert über CoreLocation bereits Höhen über dem mittleren Meeresspiegel – die App wendet hier keine Korrektur an. Die Einstellung „Orthometrische Höhe“ hat keine Wirkung auf das interne GPS; mit der Ortungshardware des Geräts ist die Höhe identisch, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist.

Verfügbare Geoidmodelle

Globale Modelle

Modell	Abdeckung	Download
EGM96	Weltweit	Integriert – kein Download nötig. Standard beim ersten Einschalten.
EGM2008 (2,5′)	Weltweit	Download über die Auswahl „Geoidmodelle“

Nationale / regionale Gitter

Modell	Land
OSGM15	Vereinigtes Königreich
GEOID12B	Vereinigte Staaten
HT 2.0	Kanada
PLGEO11	Polen
PL-EVRF2007-NH	Polen
RAF18	Frankreich
RAF09	Frankreich
CHGEO04	Schweiz
PT08	Portugal
GeoID-SLO	Slowenien

Alle regionalen Gitter werden bei Bedarf über die Auswahl Geoidmodelle heruntergeladen und lokal gespeichert – sie müssen nur einmal heruntergeladen werden.

So wird die Geoidkorrektur angewendet

Ablauf der Korrektur bei externen NMEA-Empfängern:

1. Der NMEA-Satz GGA liefert vom Empfänger sowohl die MSL-Höhe als auch die Geoidundulation.
2. Die App rekonstruiert die ellipsoidische Höhe: h = MSL + geoid_separation.
3. Das gewählte Geoidgitter wird an der aktuellen Breite und Länge ausgewertet, um N zu berechnen.
4. Gespeichert wird die orthometrische Höhe: H = h − N.

Damit ersetzt das von Ihnen gewählte Gitter die eingebettete Geoidnäherung des Empfängers.

Verhalten im Überblick

GPS-Quelle	Schalter	Gespeicherte Höhe
Internes GPS des iPhones	Aus	MSL (CoreLocation – unverändert)
Internes GPS des iPhones	Ein	Wie bei „Aus“ – keine Wirkung
Externer NMEA-Empfänger	Aus	MSL-Höhe aus GGA-Feld 9 (eingebettetes Geoid des Empfängers)
Externer NMEA-Empfänger	Ein – EGM96 (eingebettet)	(MSL + sep) − EGM96(lat, lon)
Externer NMEA-Empfänger	Ein – regionales Gitter (z. B. OSGM15)	(MSL + sep) − grid(lat, lon)

Antennenhöhe

Richten Sie die Antennenhöhe unter Einstellungen → Vermessung → GPS / GNSS ein. Dieser Wert wird bei jedem erfassten Punkt von der vom GNSS gemeldeten Höhe abgezogen, sodass die gespeicherte Höhe die Geländehöhe am Messpunkt angibt.

vorsicht

Messen Sie die Antennenhöhe stets neu und passen Sie sie an, wenn Sie Ihren Messaufbau ändern (z. B. einen anderen Lotstab verwenden oder den Empfänger anders montieren). Eine falsche Antennenhöhe verfälscht unmittelbar alle erfassten Höhen.