GPS vs. GNSS – Wo liegen die Unterschiede und was bedeutet das für Mähroboter?
Wer sich mit modernen Mährobotern ohne Begrenzungskabel beschäftigt, stößt schnell auf Begriffe wie GPS, GNSS, RTK oder NRTK. Viele Hersteller werben mit „GPS-Navigation“, andere sprechen von GNSS oder satellitengestützter Positionierung. Für viele Käufer wirken diese Begriffe zunächst verwirrend.
Tatsächlich steckt dahinter ein wichtiger Unterschied: GPS ist eines von mehreren globalen Satellitennavigationssystemen, während GNSS der Oberbegriff für alle globalen Satellitennavigationssysteme ist.
In diesem Artikel erfahren Sie, worin sich GPS und GNSS unterscheiden, warum moderne Mähroboter heute meist mehrere Satellitensysteme gleichzeitig nutzen und weshalb Satellitennavigation allein für eine präzise Navigation im Garten häufig nicht ausreicht.
Was ist GPS?
GPS steht für Global Positioning System und ist das bekannteste und weltweit am weitesten verbreitete Satellitennavigationssystem.
Es wurde ursprünglich vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und besteht aus einer Vielzahl von Satelliten, die die Erde umkreisen. Ein GPS-Empfänger – beispielsweise in einem Smartphone, Auto oder Mähroboter – empfängt die Signale dieser Satelliten und berechnet daraus seine Position.
Da GPS viele Jahre das bekannteste Satellitennavigationssystem war, wird der Begriff im Alltag häufig als Synonym für Satellitennavigation verwendet.
Technisch ist diese Bezeichnung jedoch nicht ganz korrekt.
Was ist GNSS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System.
Dabei handelt es sich nicht um ein eigenes Satellitensystem, sondern um den Oberbegriff für mehrere globale Satellitennavigationssysteme.
Zu den wichtigsten gehören:
| Satellitensystem | Betreiber |
|---|---|
| GPS | USA |
| Galileo | Europäische Union |
| GLONASS | Russland |
| BeiDou | China |
Moderne GNSS-Empfänger können Signale mehrerer Systeme gleichzeitig verarbeiten.
GPS oder GNSS – warum sprechen viele Hersteller trotzdem von GPS?
Im Alltag ist der Begriff GPS deutlich bekannter als GNSS.
Aus diesem Grund verwenden viele Hersteller in ihrer Werbung oder Produktbeschreibung weiterhin den Begriff „GPS“, obwohl technisch häufig ein moderner GNSS-Empfänger zum Einsatz kommt.
Das lässt sich gut mit dem Begriff „Tempo“ vergleichen: Viele Menschen sagen „Tempo“, obwohl sie eigentlich ein Papiertaschentuch meinen – unabhängig vom Hersteller.
Technisch gilt deshalb:
- GPS = ein einzelnes Satellitennavigationssystem
- GNSS = Oberbegriff für mehrere Satellitensysteme
Warum nutzen moderne Mähroboter mehrere Satellitensysteme gleichzeitig?
Früher arbeiteten viele Navigationsgeräte ausschließlich mit GPS.
Heute unterstützen moderne GNSS-Empfänger meist mehrere Satellitensysteme gleichzeitig – beispielsweise GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou.
Dadurch können – abhängig vom Standort und den Empfangsbedingungen – häufig mehr Satelliten gleichzeitig genutzt werden.
Dies kann verschiedene Vorteile bieten:
- höhere Verfügbarkeit von Satellitensignalen
- robustere Positionsbestimmung
- schnellere Initialisierung der Position
- bessere Voraussetzungen für RTK- oder NRTK-Korrekturen
Wichtig: Mehr empfangbare Satelliten bedeuten nicht automatisch eine höhere Genauigkeit. Die tatsächliche Qualität der Positionsbestimmung hängt zusätzlich von Faktoren wie der Empfangssituation, möglichen Signalreflexionen (Mehrwegeffekte), der Qualität des GNSS-Empfängers sowie den verwendeten Korrekturdaten ab.
Warum reicht GNSS allein für Mähroboter meist nicht aus?
Ein Standard-GNSS-Empfänger liefert unter günstigen Bedingungen häufig eine Positionsgenauigkeit im Bereich mehrerer Meter.
Für viele Anwendungen ist das vollkommen ausreichend, beispielsweise für:
- Smartphone-Navigation
- Auto-Navigation
- Outdoor-Aktivitäten
Ein Mähroboter stellt jedoch deutlich höhere Anforderungen.
Er soll virtuelle Begrenzungen möglichst exakt einhalten, systematische Mähbahnen berechnen und zuverlässig entlang von Rasenkanten, Beeten oder Wegen fahren.
Eine Standard-GNSS-Position reicht dafür in vielen Situationen nicht aus.
Deshalb kombinieren moderne Mähroboter die Satellitennavigation mit zusätzlichen Technologien, die eine wesentlich präzisere und robustere Navigation ermöglichen.
RTK und NRTK – die präzise Ergänzung zu GNSS
RTK (Real Time Kinematic) und NRTK (Network Real Time Kinematic) bauen auf den Signalen eines GNSS-Empfängers auf.
Zusätzlich erhält der Mähroboter Korrekturdaten – je nach System beispielsweise von:
- einer eigenen RTK-Referenzstation,
- einem Netzwerk von Referenzstationen (NRTK),
- oder einem entsprechenden Online-Dienst.
Dadurch kann – abhängig vom verwendeten System und den Umgebungsbedingungen – eine Positionsbestimmung im Zentimeterbereich erreicht werden.
Diese hohe Genauigkeit ist eine wichtige Voraussetzung für das zuverlässige Mähen ohne Begrenzungskabel.
➡️ Weiterführender Artikel: Was ist RTK bei Mährobotern?
Warum setzen moderne Mähroboter zusätzlich auf LiDAR oder vSLAM?
Selbst RTK und GNSS stoßen in bestimmten Situationen an ihre Grenzen.
Dazu gehören beispielsweise:
- dichter Baumbestand
- hohe Gebäude oder Mauern
- schmale Durchgänge
- eingeschränkte Sicht zum Himmel
Deshalb verlassen sich moderne Premium-Mähroboter nicht ausschließlich auf Satellitennavigation.
Viele Hersteller kombinieren zusätzlich:
- LiDAR
- vSLAM
- Kameras
- IMU-Sensoren
- Radsensoren
- Ultraschallsensoren
LiDAR ist dabei deutlich weniger von den Lichtverhältnissen abhängig als kamerabasierte Systeme. Dennoch können beispielsweise dichter Nebel, starker Regen oder bestimmte Oberflächen die Messqualität beeinflussen.
➡️ Weiterführender Artikel:
LiDAR vs. vSLAM bei Mährobotern – Unterschiede, Vor- und Nachteile
Sensorfusion – warum moderne Navigation mehrere Technologien kombiniert
Die Zukunft moderner Mähroboter liegt nicht in einer einzelnen Navigationstechnologie.
Stattdessen kombinieren Hersteller mehrere Systeme miteinander.
Dieses Zusammenspiel bezeichnet man als Sensorfusion.
Dabei verarbeitet die Software gleichzeitig Informationen aus unterschiedlichen Quellen:
- GNSS
- RTK oder NRTK
- LiDAR
- vSLAM
- IMU
- Kameras
- Radsensoren
- Ultraschallsensoren
Die einzelnen Daten werden kontinuierlich miteinander verglichen und bewertet.
Fällt ein System kurzfristig aus oder liefert ungenauere Werte, können andere Sensoren diese Informationen ergänzen. Dadurch bleibt die Navigation auch unter schwierigen Bedingungen möglichst zuverlässig.
➡️ Weiterführender Artikel:
Was ist Sensorfusion bei Mährobotern?
GPS oder GNSS – was ist besser?
Eigentlich lautet die Antwort:
Die Frage ist technisch nicht ganz richtig gestellt.
GPS ist kein Konkurrent zu GNSS, sondern ein Bestandteil davon.
Moderne Mähroboter nutzen heute in der Regel GNSS-Empfänger, die Signale mehrerer Satellitensysteme gleichzeitig verarbeiten können.
In Kombination mit RTK oder NRTK sowie weiteren Sensoren wie LiDAR, Kameras und IMU entsteht daraus eine deutlich präzisere und robustere Navigation als mit einem einzelnen Satellitensystem allein.
Fazit
GPS ist das bekannteste und weltweit am weitesten verbreitete Satellitennavigationssystem. GNSS ist hingegen der Oberbegriff für mehrere globale Satellitensysteme wie GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou.
Moderne Mähroboter nutzen heute in der Regel GNSS-Empfänger, um Signale mehrerer Systeme gleichzeitig zu verarbeiten. Für eine präzise Navigation ohne Begrenzungskabel genügt Satellitennavigation allein jedoch meist nicht. Erst die Kombination mit RTK oder NRTK sowie weiteren Technologien wie LiDAR, vSLAM, IMU und Sensorfusion ermöglicht eine zuverlässige und präzise Navigation – selbst in komplexen Gärten.
Weiterführende Artikel
Wenn Sie tiefer in die einzelnen Navigationstechnologien einsteigen möchten, empfehlen wir Ihnen folgende Beiträge:
- Mähroboter ohne Begrenzungskabel – So funktioniert die moderne Navigation
- Was ist RTK bei Mährobotern?
- LiDAR vs. vSLAM bei Mährobotern – Unterschiede, Vor- und Nachteile
- Was ist Sensorfusion bei Mährobotern?
- Warum bringen viele Mähroboter-Hersteller ähnliche Technologien auf den Markt?