Warum Höhendaten lügen und wie du sie bereinigst

Zwei Wege, die Höhe zu messen

Ein Radcomputer bekommt die Höhe auf eine von zwei Arten. Die meisten modernen Geräte haben einen barometrischen Höhenmesser: einen Drucksensor, der Luftdruck in Höhe umrechnet. Auf kurzen Strecken ist er sehr genau (wenige Dezimeter von einer Sekunde zur nächsten), kennt aber die absolute Höhe nicht, muss also kalibriert werden, und das Wetter verändert den Druck den ganzen Tag. Ältere Uhren wie die Forerunner 205, 305, 310XT, 405, 410 und 610 haben kein Barometer und beziehen die Höhe vom GPS, das absolut, aber verrauscht ist: Der vertikale GPS-Fehler ist typischerweise zwei- bis dreimal größer als der horizontale.

Beide scheitern auf entgegengesetzte Weise. Das Barometer ist glatt, kann aber driften oder springen; die GPS-Höhe driftet nicht, wackelt aber. Wenn du weißt, welche Quelle eine Datei erzeugt hat, werden die meisten Auffälligkeiten vorhersehbar.

Barometerprobleme: Rekalibrierung und Start

Zwei Situationen erzeugen die größten Fehler in barometrischen Dateien:

• Rekalibrierung nach einem Stopp. Viele Geräte korrigieren ihren Messwert, wenn sie eine bessere Referenz finden, etwa nach einer langen Kaffeepause oder wenn das GPS einen guten Fix bekommt. Der Messwert springt dann auf einmal auf den neuen Wert. In einer echten Datei einer Ausfahrt im Pyrenäenvorland stieg die Höhe nach einem Stopp um 130 m auf 24 m Strecke: eine Steigung von über 500 % in einem einzigen Messpunkt und ein „Maximum“ von 135 % für die Ausfahrt.
• Einpendeln beim Einschalten. Ein frisch eingeschaltetes Gerät startet unter Umständen mit einem falschen Wert und pendelt sich in den ersten Minuten ein. In einer anderen Datei ging die Höhe auf 50 m Fahrt von 176 m auf 620 m, in einem Ort, dessen wahre Höhe bei rund 600 m liegt.

In beiden Fällen stimmt die Form des Profils vor und nach dem Sprung; nur die Stufe ist falsch. Wenn du den Gesamtanstieg ernst nimmst, addiert diese Stufe Hunderte Höhenmeter, die niemand gefahren ist.

Nur-GPS-Höhe: die falsche Rampe

Die GPS-Höhe hat das umgekehrte Problem. Sie schwankt um etwa ±20 m über Hunderte Meter, was bei Radtempo Minuten sind. Eine Welle von ±20 m auf 400 m hat eine Spitzensteigung weit über 20 %: Dein Profil zeigt eine Wand mit 25-30 % auf einer Straße, die nie über 10 % hinausgeht. In einem Satz von Ausfahrten aus den Jahren 2009 bis 2013 an drei bekannten Anstiegen bei Madrid wurden maximale Steigungen von 20-32 % auf Straßen gemeldet, die unter 10 % bleiben. Keine physikalische Grenze trennt dieses Wackeln von einer echten steilen Rampe, denn auch eine echte Rampe kann in wenigen Sekunden 3 m ansteigen.

Das Erkennungszeichen ist eine verrauschte Höhenkurve auf glatter Straße, mit korrekter mittlerer und absurder maximaler Steigung. Mittelwerte und Gesamtanstieg überleben, weil sich das Rauschen auf langen Strecken ausgleicht; deshalb funktioniert auch die Korrektur im nächsten Abschnitt.

So bereinigst du sie

Es gibt keine perfekte Bereinigung, nur Methoden, die das physikalisch Unmögliche entfernen und echten Anstieg erhalten. Das sind die, die wir in GearWatts nutzen, und dieselben Ideen lassen sich auf jede Datei anwenden:

1. Physikalische Grenzen pro 10-Sekunden-Fenster. In jedem Fenster von 10 s darf sich die Höhe nicht um mehr als 30 % der zurückgelegten Strecke ändern und bei unter 54 km/h nicht schneller als 1 m/s steigen (0,5 m/s in den ersten fünf Minuten, solange das Barometer sich noch einpendelt), mit 2 m Toleranz. Was darüber liegt, wird verworfen, und die Höhe, mit der die Ausfahrt endet, bleibt erhalten, denn der Wert nach einer Rekalibrierung ist der richtige.
2. Einzelne Ausreißer entfernen. Ein Ausreißer aus nur einem Messpunkt wird interpoliert. Behandelt man ihn als zwei große Stufen, bleibt eine falsche Stufe im Profil.
3. Keine Obergrenze pro Messpunkt. Eine verlockende Regel wie „nie mehr als 1 m zwischen zwei Messpunkten akzeptieren“ ist falsch: Barometer quantisieren, halten einen Wert ein paar Sekunden und springen dann 2-3 m. In einem Test mit 796 Dateien nahm diese Regel bei 111 davon echten Anstieg weg.
4. Stärkere Glättung bei GPS-Höhe. Stammt die Höhe vom GPS (erkennbar am Gerätenamen oder am Rauschen: Effektivwert der Höhe um ihren ±100-m-Mittelwert über 1 m, während barometrische Geräte unter 0,5 bleiben), wird das Profil über ±100 m statt ±20 m geglättet und die maximale Steigung über 500 m statt 100 m gemessen.

Das Ergebnis bei diesen 796 Dateien: Von 58 Anstiegen mit einer maximalen Steigung über 20 % blieb keiner übrig, während Mittelwerte und Kategorien sich kaum bewegten. Wie Anstiege danach gefunden werden, steht in unserem Guide zu Anstiegserkennung und Kategorien.

Warum Apps beim Gesamtanstieg abweichen

Zeigen zwei Dienste für dieselbe Ausfahrt unterschiedliche Summen, rechne mit einer oder mehreren dieser Ursachen:

Ursache	Wirkung
Gesamtwert des Geräts verwenden oder aus Messpunkten neu berechnen	Neuberechnung addiert jedes Wackeln; der Gerätewert ist meist schon gefiltert
Glättung und Mindeststufe	Stärkere Filterung senkt die Summe, schwächere erhöht sie
Aufgezeichnete Höhe durch ein Geländemodell ersetzen	Bereinigt Rauschen und Sprünge, kann aber Brücken, Tunnel und Einschnitte übersehen
Barometer oder GPS als Quelle	Nur-GPS-Dateien können deutlich in beide Richtungen abweichen
Rekalibrierungssprünge behalten oder entfernen	Können die Summe um Hunderte Meter verschieben

Ein Rechenbeispiel: Stell dir 1.000 Messpunkte mit ±1 m Rauschen vor, das im Mittel 0,5 m je Messpunkt aufsummiert: Das sind 500 m Phantomanstieg in der Ausfahrt, weshalb die Neuberechnung aus rohen Barometerdaten ohne Schwellwert übers Ziel hinausschießt. GearWatts behält den Gesamtanstieg des Geräts, wenn die FIT-Datei ihn enthält, und nutzt die bereinigte Höhe für Profile, Anstiege und Steigungsbereiche; das ist eine Entscheidung, keine universelle Wahrheit.

Praxistipps für bessere Daten

• Bevorzuge ein Gerät mit barometrischem Höhenmesser, wenn dir Steigungen und Anstiege wichtig sind. Das ist die größte einzelne Verbesserung.
• Lass das Gerät sich einpendeln. Schalte es ein, warte auf einen guten GPS-Fix und ein paar Minuten, bevor du losrollst, und starte nicht in einer Tiefgarage.
• Wenn dein Radcomputer es anbietet, setze die Starthöhe oder nutze die automatische Kalibrierung an einer bekannten Referenz. Einmal, nicht mitten in der Fahrt.
• Vermeide Aus- und Einschalten während der Fahrt; jeder Neustart ist eine neue Kalibrierung.
• Halte das Gerät aus starkem Zugwind heraus, etwa in einer Tasche im Fahrtwind, denn Drucksensoren reagieren auf Luftströmung.
• Vergleiche Anstiege über mittlere Steigung und Gesamthöhenmeter, die robust sind, und sieh die maximale Steigung skeptisch.

Unsere anderen Guides setzen halbwegs saubere Höhendaten voraus, zum Beispiel der zur Übersetzung.