Eine Smartwatch mit GPS ist ein technischer Tausendsassa, der Deine Position ermittelt, Deine Strecken aufzeichnet, bei der Orientierung hilft und im Notfall auch noch Hilfe holt. Aber wie funktioniert das Alles und worauf musst du beim Kauf achten? In diesem Ratgeber findest Du alle Antworten
Schon seit Jahren gehört die Ortung und Streckenmessung zur Standardausrüstung jeder Smartwatch oder Sportuhr, und ist damit eigentlich nichts mehr Besonderes. Trotzdem benötigen Nutzer beim GPS oft mehr Hilfe und Unterstützung als bei jeder anderen Funktion.
Und weil das so ist, gibt es diesen Ratgeber, in dem ich folgende Themen ausführlich behandeln möchte
Doch bevor wir zum eigentlichen Thema kommen, muss ich noch ein kleines Mißverständnis aufklären
GNSS oder GPS – was ist richtig?
Wenn wir über die Positionsermittlung und Streckenmessung bei Smartwatches sprechen, dann verwenden wir gerne den Begriff GPS.
Tatsächlich ist aber mit GPS (Global Positioning System) das globale Positionierungssystem der USA gemeint. Dieses Navigationssystem, das ursprünglich exklusiv von US-Militär verwendet wurde, steht seit Mai 2000 auch zivilen Nutzern zu Verfügung.
Seitdem wurde GPS zu einem Synonym für die Satellitennavigation.
Richtig wäre aber, wenn wir den Begriff GNSS (Global Navigation Satellite System) verwenden würden, von dem GPS neben anderen Satellitensytemen ein Teil ist.
Der Einfachheit halber werde ich aber in diesem Ratgeber sowohl die Abkürzungen GPS und GNSS verwenden und die wirst wissen, was ich meine.
Smartwatch mit GPS – wie funktioniert das?
Über die Funktionsweise der Satellitennavigation könnte man ein ganzes Buch schreiben. Ich werde es aber deutlich kürzer und verständlicher halten, denn die Theorie ist eigentlich ganz einfach.
- Satelliten umkreisen die Erde und senden permanent ihre Position und die aktuelle Uhrzeit als codiertes Radiosignal in Richtung Empfänger.
- Der Empfänger, also unsere Smartwatch mit GPS, ist mit einer Antenne, einer Uhr, einem Prozessor zum Rechnen und einem Speicher ausgestattet. Mit dieser technischen Ausrüstung werden zum Einen die Signale empfangen und zum Anderen auch die Zeit ermittelt, die die Radiowellen vom Satelliten bis zum Empfänger benötigen.
- Hat der Empfänger die Signale von mindestens vier Satelliten empfangen, kann er seine eigene Position bestimmen. Umso mehr Signale ankommen, umso genauer wird die Ortung.
Wie gesagt, das theoretische Prinzip der Satellitennavigation ist sehr simpel. Schwierig ist die praktische Umsetzung, weil alle beteiligten Komponenten permanent in Bewegung sind. Das gilt für die Satelliten, unserem Planeten, die umgebende Atmosphäre und jeden einzelnen Empfänger.
Diese komplizierten und herausfordernden Bedingungen beinhalten zahlreiche Fehlerquellen
- Idealerweise sind die Satelliten gleichmäßig verteilt. Es kann aber auch zu sehr ungünstigen Positionierungen kommen, in dem die Satelliten zu nahe beieinander stehen oder hintereinander aufgereiht sind.
- Atmosphärische Störungen können Satellitensignale brechen oder ablenken
- Signale können durch Gebäude, Wälder oder in engen Tälern reflektiert werden (Multipath-Effekte) wodurch der Empfänger ein und das selbe Signale mehrmals aufnimmt.
- Berrechnungsfehler durch den Empfänger
Ein großer Teil der möglichen Fehlerquellen kann durch verschiedenen technische Maßnahmen neutralisiert werden. Trotzdem muss mit Abweichungen von 5 – 15 Meter gerechnet werden.
GNSS – fünf Satellitensystem stehen zur Verfügung
Ich habe es schon oben erwähnt, daß GPS das Satellitennavigationssystem der USA ist. Insgesamt gibt es aber fünf Systeme, die inzwischen über die meisten Smartwatches nutzbar sind.
- GPS ( Global Positioning System) Dabei handelt es sich um eine Navigationssystem, das bereits in 1970er Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt wurde und seit Mai 2000 auch für zivile Nutzer verwendbar ist.
- GLONASS (Global Navigation Satelliten System) ist wiederum ein Navigationssystem, das durch das Verteidiungsministerium der Russischen Föderation betrieben wird und ebenfalls für zivile Zwecke einsetzbar ist.
- GALILEO ist das europäische Satellitennavigationssystemen
- BEIDOU ist die asiatische Version des Navigationssystems, das erst 2012 geschaffen wurde aber schon im Laufe dieses Jahres (2020) soll der Ausbau zur weltweiten Nutzung abgeschlossen sein.
- QZSS (Quasi-Zenit-Satelliten-System) ist ein im Aufbau befindliches japanisches Satellitensystem
Diese fünf Satellitensysteme werden als Globale Navigation Satelliten Systeme (GNSS) bezeichnet. Je nach technischen Voraussetzungen und vom Standort abhängig, wird ein oder mehrere Satellitensysteme verwendet. Hier im deutschsprachigen Raum kommt die Kombination GPS/GLONASS/Galileo am häufigsten zum Einsatz.
Mit Multiband GNSS zu noch genaueren Messungen
Multiband GNSS ist eine fortschrittlichere Technologie und kann Signale auf zwei oder mehr Frequenzbändern gleichzeitig empfangen.
Ursprünglich wurden für das amerikanische GPS zwei Frequenzen ( L1 und L2) entwickelt, über die die Satelliten mit den Empfangsgeräten kommunizieren. Während L1 die öffentliche und kostenlose Frequenz für die Zivilbevölkerung ist, hat man L2 speziell für das Militär reserviert.
Schon vor einigen Jahren wurde ein weiteres Frequenzband (L5) hinzugefügt und 2009 begann man damit, die ersten Satelliten mit dieser Technologie hoch zu schicken. Inzwischen gibt es genug Satelliten mit der L5-Frequenz, weshalb es Sinn macht auch Empfangsgeräte wie Smartwatches mit dem zusätzlichen Frequenzband auszustatten.
Auch das europäische Galileo und das chinesische Beidou verfügen über mehrere Frequenzen.
Der Versand der Signale über mehrere Frequenzen hat bedeutende Vorteile.
- Erstens erhöht es die Genauigkeit der Positionsbestimmung, da es die Effekte von Verzögerungen in der Atmosphäre, die die Signalgeschwindigkeit beeinflussen können, reduziert.
- Zweitens verbessert es die Zuverlässigkeit in schwierigen Umgebungen, wie in Städten mit hohen Gebäuden oder in tiefen Schluchten, wo Signale oft reflektiert werden und die schon erwähnten „Multipath“-Probleme verursachen können.
Durch den Empfang von Signalen auf mehreren Bändern kann das Multiband GNSS die besten und genauesten Daten auswählen, was zu einer präziseren und zuverlässigeren Positionsbestimmung führt.
Smartwatch mit GPS – Vergleich der Messgenauigkeit in der Praxis
Trotz technischer Weiterentwicklung bleibt aber immer noch die Frage, wie genau das GPS bei Smartwatches und Fitness Tracker nun in der Praxis wirklich ist.
Dazu habe ich in den letzten Tagen ein kleinen Test gemacht. Bei diesem Vergleich kamen folgenden Uhren zum Einsatz
- Garmin Fenix 7 mit Multiband GNSS
- Garmin Forerunner 255 ebenfalls mit Multiband GNSS
- Huawei Watch GT3 mit Dualband GNSS
- Amazfit GTR 4 mit Dualband GNSS
- Polar Pacer Pro mit herkömmlichen GPS, GLONASS, Galileo
Bei der Teststrecke handelt es sich um eine meiner üblichen Laufrunden, die ich sicher schon hunderte Mal absolviert habe und die für Smartwatches durchaus eine Herausforderung darstellt. Immerhin führt mich die Strecke einerseits durch teilweise dicht verbautes Stadtgebiet, andererseits aber auch einen Fluss mit ebenso dichten Baumbestand entlang.
Um zu gewährleisten, daß sich die Uhren in den Messungen nicht gegenseitig beeinflussen, habe ich bei den einzelnen Läufen immer nur eine Uhr getragen.
Der Vollständigkeit wegen sei noch erwähnt, daß ich alle Läufe morgens um circa 7 uhr absolvierte und der Himmel wolkenlos war.
Errechnet man den Durchschnitt der gemessenen Distanzen, ergibt das eine Streckenlänge von 10,88 Km. Vergleicht man das mit den Einzelergebnissen, so ergeben sich daraus folgende Abweichungen
| Modell | gemessene Streckenlänge | Abweichung |
| Garmin Fenix 7 | 10,86 km | -0,2% |
| Polar Pacer Pro | 10,95 km | + 0,6% |
| Huawei Watch GT3 | 10,82 km | – 0,6% |
| Amazfit GTR 4 | 10,91 km | + 0,3% |
| Garmin Forerunner 255 | 10,85 km | – 0,2% |
Sehen wir uns die Streckenaufzeichnung im Detail an
- Garmin Fenix 7 grün
- Garmin Forerunner 255 blau
- Amazfit GTR 4 rot
- Huawei Watch GT3 rosa
- Polar Pacer Pro orange
In diesem Streckenabschnitt, wo ich mich bereits am Flussufer entlang laufe, zeigen alle Uhren eine ähnliche Streckenaufzeichnung ohne besondere Auffälligkeiten. Einzig die Polar Pacer Pro (orange) ist immer ein wenig abseits der eigentlichen Strecke, was zwar nicht präzise ist, aber durchaus vernachlässigbar ist.
Hier wechsle ich auf die andere Uferseite und dabei ist offenbar die Huawei Watch GT 3 (rosa) völlig überfordert und kürzt die Strecke deutlich ab. Die Polar Pacer Pro zieht ein etwas weiteren Bogen als die anderen drei Uhren.
An dieser Stelle scheint es einen wesentlichen Störfaktor zu geben, denn die Aufzeichnung von fast allen Uhren gerät völlig durcheinander. Die Polar Pacer Pro, die Fenix 7 und die Amazfit GTR 4 zieht es deutlich zu weit links, die Huawei Watch GT3 tendiert stark nach rechts fast bis ins Wasser. Einzig die Forerunner 255 bleibt korrekt auf der Strecke, was sehr bemerkenswert ist, weil Forerunner und Fenix mit den selben Einstellungen verwendet wurden.
Hier zeigt sich wieder das gewohnte Bild. Die beiden Garmin Uhren zeichnen korrekt die Strecke auf, Polar und Amazfit sind ein bisschen zu weit links und Huawei liegt rechts von der Strecke.
Fazit
Dieser Vergleichstest ist natürlich nicht streng wissenschaftlich, aber wurde unter praxisnahen Bedingungen durchgeführt. Insgesamt machten alle Uhren einen sehr guten Job. Natürlich gab es Abweichungen und Messfehler, jedoch in einem vernachlässigbaren Ausmaß.
Hier noch zum Thema passend ein interessanter Bericht von einem Hobbyläufer, der an einem Wettkampf teilgenommen hat und dabei über eine offiziell vermessene Strecke lief. Auch in diesem Fall lieferte seine Garmin Fenix 6 ein abweichendes Ergebnis.
7 Tipps, damit die Smartwatch mit GPS genauer misst
- Tipp 1 Regelmäßige Datensychronisation: Vor jedem Training solltest Du die Smartwatch unbedingt synchronisieren. Dabei werden unter Anderem auch die GPS Daten aktualisiert. Das gilt besonders für das sogenannte A-GPS ( Assisted GPS). Dabei handelt es sich um „Zusatz“- GPS, das erweiterte Standortdaten über das Mobilfunknetz erhält, und damit eine schnellere und stabilere Signalverbindung ermöglicht. Da die Daten des A-GPS nur eine begrenze Gültigkeit haben, ist es wichtig, diese regelmäßig auf den neuesten Stand zu bringen.
- Tipp 2 Signalaufbau: Erst wenn Du im Freien bist, solltest Du das GPS starten. Achte dabei darauf, daß bei vielen Modellen alleine durch die Auswahl eines bestimmten Sportprofils ( Gehen, Laufen, Walking , Wandern, Radfahren etc) das GPS automatisch aktiviert wird. Befindest Du Dich zu diesem Zeitpunkt noch in Deiner Wohnung oder im Haus und gehst danach erst ins Freie, wird die Signalsuche sehr lange dauern oder überhaupt nicht klappen.
- Tipp 3 Stabiles Signal: Starte Dein Training erst, wenn das GPS Signal wirklich aktiv und stabil ist. Sehr oft wird der Fehler gemacht, daß man bereits losläuft, obwohl das Signal noch gesucht wird. Da Du in Bewegung bist, wird die Herstellung einer Verbindung noch erschwert und außerdem fehlen Dir gleich zu Beginn etliche Meter Deiner Trainingsstrecke. Üblicherweise wird das GPS Signal am Display mit einem blauen Pfeil in einem blauen Kreis dargestellt. Wechselt die Symbolfarbe auf Grün, dann ist das GPS wirklich aktiv.
- Tipp 4 Verwende die AutoPause: Die Funktion AutoPause findet sich inzwischen schon auf fast allen Smartwatches. Mit diesem Feauture wird das Tracking automatisch angehalten, wenn Du dich während einer Aktivität nicht mehr bewegst (Beispiel rote Ampel) Das führt nicht nur zur einer korrekten Trainingsaufzeichnung, sondern wirkt auch der sogenannten GPS Drift entgegen, die eine der häufigsten Gründe für eine fehlerhafte Streckenmessung ist. (Quelle Garmin)
- Tipp 5 Wähle den richtigen GPS Modus: In den Systemeinstellungen (alternativ im Sportprofil) wird häufig die Möglichkeit angeboten, die GPS Konfiguration anzupassen. Zum Einen kannst Du auswählen, ob Du Multiband GNSS oder die herkömmliche Messung verwenden möchtest. Zum Anderen kannst Du auch verschiedene Kombinationen wie GPS und GLONASS oder GPS und Galileo einstellen.
- Tipp 6 Verwende den passenden Energiemodus: Einige moderne Sportuhren und Smartwatches bieten verschiedene Energiemodi an um die Akkulaufzeit zu verlängern. In fast allen Energiesparmodi wird die Standortermittlung und Streckenmessung entsprechend angepasst, was zwar weniger Strom verbraucht aber zu ungenaueren Messergebnissen führt. Daher überprüfe regelmäßig welcher Modus aktiviert ist.
- Tipp 7 Analyse der Aufzeichnung: Eine weitere sehr effektive Maßnahme ist die nachträgliche Analyse der Streckenmessung. Aus eigener Erfahrung weiß ich, daß es oft nur ein oder zwei Stellen an der gesamten Trainingsstrecke sind, an denen es zu einer deutlichen Fehlmessung oder sogar zum kompletten Ausfall des GPS Signals kommt. Die Ursachen dafür sind schwer zu klären, jedoch habe ich meine Strecke einfach abgeändert und mögliche Fehlerquellen damit neutralisiert.
GPS integriert oder verbunden?
Beim Kauf einer Smartwatch mit GPS solltest Du ganz genau darauf achten, um welche Art von Streckenmessung es sich handelt.
Immer wieder werden Smartwatches angeboten, die angeblich mit GPS ausgestattet sind. Erst bei genaueren Hinsehen wird klar, daß diese Uhren nur mittels aktiver Bluetooth-Verbindung zum Handy eine Strecke aufzeichnen können.
In diesem Fall spricht man von „connected GPS“ oder „verbundenes GPS“. Solltest Du also diese Formulierungen in der Produktberschreibung lesen, sind das Smartwatches, die kein GPS mit an Bord haben.
Waren bis vor Kurzem nur ausgewählte Premium Multisportuhren mit Navigation ausgerüstet, findet sich dieses Feature immer häufiger auch bei Smartwatches im mittleren Preissegment.
Die Routenführung wird in mehreren Varianten am Markt angeboten.
Google Maps
Der beliebte und häufig genutzte Kartendienst von Google kommt vor allem bei Smartwatches mit Wear OS (bspw. Samsung Galaxy Watch) zum Einsatz. Handhabung und Funktionsweise ist die Selbe, wie man sie vom Handy kennt. Vor allem im Stadtgebiet eignet sich Google Maps für die Navigation und Routenplanung sehr gut.
Komoot
Komoot ist ein Routenplaner und eine Navigationsapp, die viele begeisterte Fans und Nutzer hat. Umso erfreulicher ist es, daß einige Hersteller wie Garmin oder Polar sehr eng mit Komoot kooperieren. Dazu wurden sogar eigenen Schnittstellen eingerichtet, die eine einfache und bequeme Übertragung der Routendaten auf die Smartwatch ermöglichen. Wie das in der Praxis funkioniert zeige ich Dir in diesem Ratgeber.
Eine weitere Möglichkeit der Routenführung ist mittels Kartenmaterial, das heruntergeladen und direkt auf der Smartwatch installiert wird.
Garmin ist diesbezüglich der führende Anbieter, doch auch Suunto kann mit der Vertical oder der Race interessante Alternativen anbieten. Polar hat mit der Vantage V3 und Grit X Pro 2 ebenfalls Multisportuhren mit Kartennavigation im Sortiment.
Bei der Kartennavigation musst Du darauf achten, um welche Variante es sich handelt.
- Routingfähiges Kartenmaterial: Bei dieser Variante wird während der Navigation auch wirklich die Karte berücksichtigt und mit einbezogen. Möchtest Du beispielsweise Deine bereits geplante Route während der Aktivität abändern, dann wird anhand der vorhandenen Wege, Pfade oder Straßen auch eine neue Strecke berechnet. Beispiel dafür ist die Garmin Fenix 7 oder Garmin Forerunner 955/965
- Nicht Routingfähiges Kartenmaterial: Die Karte sozusagen als Hintergrund Deiner Navigation eingeblendet wird, was Dir bei der Orientierung im schwierigen Gelände oder Weggabelungen sicher hilft. Jedoch ist es nicht möglich, während der Aktivität auf Basis der Karte eine neue Route zu berechnen.
Die Uhr oder die Navigation weiß nämlich nur, daß Du Dich auf der geplanten Route befindest. Weichst Du aus irgendwelchen Gründen davon ab, erhältst Du eine Warnung. In diesem Fall kann Dich die Navigation nicht mittels Kartenmaterial intelligent auf die ursprüngliche Route zurückführen. Es wird Dir nur mittels Kompass die Richtung angezeigt. Beispiele dafür sind die Suunto Vertical oder die Amazfit T-Rex Ultra
Smartwatch mit GPS als Retter in Notsituationen
Inzwischen gibt es bereits eine Reihe von Smartwatches, die nicht nur mit GPS sondern auch mit einer sogenannten Sturzerkennung ausgestattet sind. Dabei registriert die Uhr mittels integrierter Bewegungssensoren, ob Du beispielsweise beim Laufen oder Wandern gestürzt bist und organisiert in diesem Fall mittels Notruf Hilfe.
Via GPS werden die Retter über Deine aktuelle Position informiert, wodurch eine rasche und effiziente Hilfe möglich wird. Mehr zu dem Thema erfährst du in diesem Ratgeber.
FAQ – Häufige Fragen
Wie genau sind GPS-Smartwatches?
GPS-Smartwatches bieten eine beeindruckende Genauigkeit, oft innerhalb von wenigen Metern unter optimalen Bedingungen. Die Genauigkeit kann jedoch durch Faktoren wie Gebäude, Bäume oder atmosphärische Bedingungen beeinflusst werden.
Kann ich meine GPS-Smartwatch ohne mein Smartphone verwenden?
Ja, die meisten GPS-Smartwatches können unabhängig von einem Smartphone verwendet werden, um deine Position zu bestimmen, Routen zu tracken und Navigationsanweisungen zu geben.
Wie wirkt sich GPS auf die Akkulaufzeit meiner Smartwatch aus?
Die Verwendung von GPS kann die Akkulaufzeit erheblich verkürzen, da es eine energieintensive Funktion ist. Viele Smartwatches bieten jedoch Energiesparmodi, die die GPS-Nutzung optimieren und die Akkulaufzeit verlängern.
Kann GPS in einer Smartwatch ohne Internetverbindung funktionieren?
Ja, GPS funktioniert unabhängig von einer Internetverbindung. Die Standortbestimmung erfolgt durch den Empfang von Signalen von Satelliten, nicht über das Internet.
Wie lange dauert es, bis meine Smartwatch ein GPS-Signal findet?
Die Zeit, die benötigt wird, um ein GPS-Signal zu finden, kann variieren, liegt aber in der Regel zwischen einigen Sekunden bis zu einigen Minuten, abhängig von den Umgebungsbedingungen.
Können GPS-Smartwatches Höhenmessungen durchführen?
Ja, viele GPS-Smartwatches sind mit Höhenmessern ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Höhenänderungen zu messen, was besonders nützlich für Aktivitäten wie Wandern und Bergsteigen ist. Dabei muss unterschieden zwischen Höhenmessung via GPS oder Barometer.
Während die meisten GPS-Smartwatches grundlegende Navigationsfunktionen bieten, variiert der Umfang der Routenführungs- und Navigationsfeatures je nach Modell und Marke.
