Koordinatenformate, Koordinaten Darstellung und Schreibweise WGS84 – Schweizer Gitter

Letztes Update 21.07.2022

Im Folgenden findet sich eine Zusammenfassung über die Darstellung, Schreibweise und Formatierung von geografischen Koordinaten. Im Beitrag geht es nicht um die Umrechnung, sondern um die unterschiedlichen Darstellungen und deren Bezeichnungen.

Der Artikel erklärt, warum es sich bei N 40°26′47″ W 079°56′55″ und 40.4462, -79.9489 um exakt dieselbe Koordinaten handelt.

Dies ist einer von drei Artikeln zum Thema geografische Koordinate. Weitere Artikel:

Die Koordinaten in den Beispielen sind frei gewählt um die Formatierung zu erläutern und sind erfundene Ziffernfolgen ohne Bedeutung! Auch wenn die Ziffernfolgen gültigen Koordinaten entsprechen, sind sie kein Hinweis auf einen (bedeutenden) Ort und enthalten keinerlei verschleierten Andeutungen auf irgendeine Sache.

Begrifflichkeit

Oft werden Begriffe im umgangssprachlichen nicht präzise verwendet. Befasst man sich näher mit einem Thema, merkt man rasch, dass es einige Finessen gibt und die Begriffe möglicherweise nicht mal korrekt verwendet werden.

WGS84 Koordinaten, Referenzsystem

Gerade mit den in der Überschrift genannten Begriffen wird allerlei angestellt in der Umgangssprache. Zum Thema Koordinaten und Referenzsysteme habe ich einen Artikel geschrieben. Zum Artikel…

Wenn im Zusammenhang mit Navigation und Positionsbestimmung umgangsprachlich von Koordinaten gesprochen wird, dann sind in der Regel geografische Kooordinaten gemeint. Die geografischen Koordinaten werden immer in der Einheit Grad notiert. Zur weiteren Unterteilung und Präzisierung der Grade können zusätzlich Winkelminuten und Winkelsekunden angegeben sein.

Um eine Position auf der Erdkugel zu bestimmen werden die geografische Koordinaten verwendet, aber das reicht noch nicht ganz aus. Ein Koordinatenpaar alleine für sich sagt eigentlich noch nichts aus. Es braucht ein Bezugssystem, die Angabe eines Referenzsystems oder auch geodätisches Datum genannt.

Die Bedeutung des Begriffes Referenzsystem ist etwas weniger bekannt, dafür ist der Begriff WGS84 wiederum allgegenwärtig. WGS84 (World Geodetic System) ist ein Referenzsystem, ein sogenanntes geodätisches Datum. Es ist das weitverbreiteste, weil es weltweit anwendbar ist und deshalb grundsätzlich für die GSP-Navigation angewendet wird. Es gibt nämlich auch viele länderspezifische Referenzsysteme.

Man kann sich das vereinfacht so vorstellen…

Die geografische Koordinate kann wie ein Geldbetrag betrachtet werden. Etwas kostet 10, 1.50 oder 133’456.15. Man merkt es schon, da fehlt doch die Währung, da ist ja nur der Wert angegeben!? Richtig. Und die Währung entspricht nun dem Referenzsystem. Erst wenn die Währung angegeben ist, dann macht der Geldbetrag auch Sinn. 10 Schweizer Franken, 1.50 Euro oder 133’456.15 Dollar. Denn 1.50 Euro sind etwas anderes als 1.50 Schweizer Franken. Aus diesem Grund wird also die Währung ganz automatisch angegeben, weil der Wert alleine eigentlich nichts aussagt. Genau gleich verhält es sich mit den geografischen Koordinaten. 47° 15.123′ sagt eigentlich nichts aus. Erst mit der Erwähnung des Referenzsystems wird eine geografische Koordinate vollständig. Zugegebenermassen ist das WGS84 Referenzsystem so weit verbreitet, dass man das Referenzsystem nicht direkt an die geografische Koordinate hängt. Sehr oft geht man implizit davon aus, dass es sich um dieses Referenzsystem handelt, oder es ist irgendwo im Kleingedruckten erwähnt.

Unterschied Darstellungsformen und Schreibweise

Dieser Artikel befasst sich mit den Darstellungsformen und Schreibweise der geografischen Koordinaten. Wie gleich im nächsten Kapitel ausführlich beschrieben, handelt es sich bei der Angabe von 40°26′47″N 079°58′36″W und 40.446195, -79.948862 exakt um dieselbe geografische Koordinate. Wo liegt denn der Unterschied?

Man kann sich das vereinfacht so vorstellen…

Ein Geldbetrag kann auf unterscheidliche Weise dargestellt werden. Euro 1.50, 1,50 € oder 1 Euro 50 Cents sind einfach andere Darstellungen für ein und denselben Geldbetrag in der Währung Euro. Grundsätzlich ist ein Ganzes ein Euro. So verhält es sich auch bei den geografischen Koordinaten. Ein Ganzes ist ein Grad. Wie ein Euro in Cents unterteil werden kann, kann ein Grad weiter in Winkelminunten und noch kleiner in Winkelsekunden aufgeteilt werden. 40°26′47″ entspricht der Darstellung von 1 Euro 50 Cents und 40.446195° würde dann der 1,50 € Darstellung entsprechen. Es handelt sich um eine unterschiedliche Darstellung für exakt denselben Betrag. Welche Darstellung man verwendet ist folglich eine Geschmackssache und hat auch nichts mit Genauigkeit des Wertes zu tun. Zugegebenermassen handelt es sich um ein stark vereinfachtes Beispiel.

Warum sind 40.44° nicht direkt 40° 44 ‚ (bzw. 40 Grad 44 Minuten), sondern 40° 26‘? Weil bei geografischen Koordinaten dazu kommt, dass die Grundeinheit Grad sich nicht auf ein Dezimalsystem, sondern auf das Sexagesimal System stützt. Wie bei der Uhrzeit sind nicht 100 Minuten ein Grad (eine Stunde), sondern 60 Winkelminuten entsprechen einem Grad und 60 Winkelsekunden sind eine Winkelminute. Aus diesem Grund ergibt sich zwischen den Darstellungsformen von geografischen Koordinaten eine kleine Umrechnung, wenn von einer Darstellung in die andere gewechselt wird. Und auch aus diesem Grunde sind die Zahlenwerte dann in der Folge auch nicht mehr dieselben. Das Thema Umrechnung von geografischen Koordinaten habe ich in einem weiteren Artikel zusammengefasst. Zum Artikel…

Schreibweise geografischer Koordinaten

Die geografischen Koordinaten werden als geografische Breite und geografische Länge angegeben:

Breite, Länge = latitude, longitude = lat, lon

Alle die folgenden Schreibweisen für ein und dieselbe Koordinaten sind korrekt:

40:26:46 N, 079:56:55 W
40:26:46.302 N 079:56:55.903 W
40°26′46″ N 079°56′55″ W
N 40°26′47″ W 079°56′55″
40d 26′ 47″ N 079d 56′ 55″ W
40.4462 N 79.9489 W
40.4462, -79.9489
40° 26.7717 N, 79° 56.93172 W

Fehlen die Richtungsangaben N / E etc. gilt, dass die 2-stellig Gradangabe die Breitengrade ist und die 3-stellig Gradangabe die Längengrade!

Formatierung und Notation

Die Schreibweise von Koordinaten kann hinsicht zweier Punkte unterschiedlich sein:

1. Vorzeichen, Buchstaben & Sonderzeichen unterscheiden sich

40°26′46″ N 079°56′55″ W

N 40°26′47″ W 079°56′55″

40d 26′ 47″ -079d 56′ 55″

Die verwendeten Schreibweisen der Koordinaten und die Verwendung der Einheitszeichen-Symbole sind in der Praxis sehr verschieden, obschon es durchaus typografische Regeln und einheitlich Symbole gibt.

Die Einheitszeichen und Richtungsangaben werden oft ganz weggelassen. Es können Kommastellen mit unterschiedlich vielen Stellen vorkommen. Ebenfalls unterschiedlich können die Abstände bzw. Leerschläge sein. Mal werden welche notiert, mal nicht.

Beim Schweizer Gitter werden in der Praxis keine Zeichen, bestenfalls unterschiedliche Leerschläge oder Trennzeichen zur besseren Lesbarkeit verwendet.

2. Zahlenwerte unterscheiden sich

40.4462, -79.9489

40° 26.7717, -79° 56.93172

Das liegt an den drei Darstellungsformen DMS, DMM und DDD. Eine Koordinate kann in einer der drei Formen dargestellt werden. Die Zahlenwerte unterscheiden sich in den unterschiedlichen Formaten, da Koordinaten auf dem sexagesimal-System aufbauen.

3. Füllnullen (führende Nullen)

Grundsätzlich werden Füllnullen verwendet, um eine Ziffernfolgen auf eine vorgeschriebene Standardlänge zu bringen. Füllnullen können nicht nur als sogenannte führende Nullen oder vorlaufende Nullen am Anfang einer Ziffernfolge stehen, sondern auch am Ende.

Grad Ziffern

Vorlaufende Nullen werden in der Zifferfolge der Grad-Angabe verwendet zur Unterscheidung von Breiten- und Längenangabe. Bei Verwendung von vorlaufenden Nullen bei der Grad-Angabe ist ist deshalb die Länge der Ziffernfolgen festgelegt. Die Verwendung ist eine Gebräuchlichkeit (kann), ist aber nicht vorgeschrieben (kein muss). Zwei Ziffern bei der Breite und drei Ziffern bei der Länge:

N 02° 16′39.1234″ W 008° 26′45.5678″

Minuten und Sekunden Ziffern

Die Verwendung vorlaufender Nullen bei Minuten- und Sekundenangaben ist anzutreffen, entspricht aber im Gegensatz zu der Verwendung bei der Grad-Angabe keiner Regelung, oder Gebräuchlichkeit.

N 47° 07′39.123″ E 008° 26′06.987″

N 47° 07′00.123″ E 008° 00′06.987″

N 47° 07′0.123″ E 008° 0′06.987″

Vorlaufende Nullen bei der Minuten/Sekunden-Anzeige werden genutzt sind aber kein Muss. Somit sind alle 3 Darstellungen oben formal nicht falsch. Allerdings kann die Darstellung in Beispiel 3 möglicherweise zu Missverständnissen führen, da die Verwendung bunt gemischt ist und keiner Systematik folgt. Deshalb meine Empfehlung bei der Verwendung von vorlaufenden Nullen: wenn sie verwendet werden, sollen sie konsistent im Sinne des Formates der Koordinate sein.

Minuten und Sekunden können maximal 2 Ziffern lang sein, also ein Zahlenwert von 0 bis 59. Fülle mit Nullen immer auf diese Standardlänge von 2 Ziffern auf. Das heisst 00 bei Zahlenwert 0 und 01 bis 09 bei Werten von 1 bis 9.

Beispiele :

N 47° 00′00.000″ E 008° 00′00.000″

N 47° 00′00.123″ E 008° 01′00.450″

N 47° 00′02.000″ E 008° 09′01.000″

N 47° 01′00.000″ E 008° 09′02.015″

Den nachfolgenden Nullen kommt eine Bedeutung in Bezug auf die Aussage der Präzision zu.

N 47°07′39.100″ E 008° 26′6.987″

Die Angabe N 47°07′39.100″ legt die Genauigkeit der Nachkommastellen bis auf die 3. Nachkommastelle fest. Während bei einer Darstellung ohne nachfolgenden Nullen im Sekundenbereich N 47°07′39.1 nicht geklärt ist, welche Ziffern möglicherweise nach der 1 noch vorkommen würden. Die Frage ist: enthält die Sekunde in der Koordinate eine Rundung nach unten (von 39.123 wurde auf 39.1 abgerundet)? Oder eventuell nach oben (von 39.098 wurde auf 39.1 aufgerundet)? Siehe dazu auch den Artikel : Umrechnung geografische Koordinaten (Kapitel Genauigkeit und Präzision)

Die drei Darstellungsformen DMS, DMM, DDD

Es gibt für geografische Koordinaten drei unterschiedliche Notationen

1	Sexagesimal	DMS	hddd mm ss.ss
	Grad Minute Sekunde . Zehntelsekunde	DecMinSec	DDD° MM′ SS.SS″
2	Nautisch / GPS	DMM	hddd mm.mmm
	Grad Minute . Zehntelminute	DecMin	DDD° MM.MMM′
3	Dezimalgrad	DDD	hddd.ddddd
	Grad . Zehntelgrad	DecDeg	DDD.DDDD°

D /d steht für Degree (Grad), M / m für Minute und S /s für Sekunde, h für Heading (Richtung, Prefix). Die letzte Einheit kann immer auch als Zehntelwert/Dezimale vorkommen.

Wichtiger Hinweis:
Im Internet findet man viele uneinheitliche Notationen und Abkürzungen. Insbesondere die dreistelligen Kurzbezeichnungen (DMS, DMM und DDD) werden unterschiedlich angegeben und gleiche Bezeichnungen haben manchmal unterschiedliche Bedeutungen.

Oft wird für die GPS Notation DMM das Kürzel DEG oder gar DEC verwendet. Für die Notation Dezimalgrad DDD kann ebenfalls die Bezeichnung DEG, oder DEC vorkommen. Ganz besondere Vorsicht also bei Bezeichnungen DEG und DEC, was damit gemeint ist!

Als ich vor einigen Jahren den Artikel geschrieben habe, habe ich ursprünglich den Bezug zur damaligen Google Dokumentation genommen. Die Dokumentation erschien mir als geeignete Referenz. Mittlerweile herrscht jedoch selbst in der Dokumentation von Google Uneinheitlichkeit.

Hier werden GMS, GMM und DG verwendet:

Und hier wird wiederum DDD, GMS (DMS) und DMM verwendet:

Sogar Google selbst ist also in seiner Dokumentation nicht einer Meinung. Natürlich ist das kein Drama, es handelt sich ja nur um eine Bezeichnung. Allerdings trägt das nicht unbedingt zum Verständnis zur Thematik bei.

Ich verwende nachfolgend also die meiner Meinung nach logischste Bezeichnung: DDD, DMM bzw. DMS, weil sie mir auch als die eindeutigste Schreibweise erscheint.

Unterscheidung Breiten- und Längenangabe

Zur eindeutigen Unterscheidung der Breite und der Länge kann die Breite (Latitude) zweistellig DD notiert sein und die Länge (Longitude) dreistellig DDD.

N 02° 16′39.1234″ W 008° 26′45.5678″

Richtungsangabe N-E-S-W

Die Richtung wird in der Breite mit N (Nord, North) / S (Süden, South) und in der Länge mit E (Osten, East) / W (Westen, West) dargestellt. Die Ziffer kann vor, oder nach der Koordinate, mit oder ohne Leerschlag vorkommen. Anstelle der Ziffern S und W kann auch das Minus-Zeichen verwendet werden, N und E sind immer Positiv und ohne Vorzeichen.

Wichtiger Hinweis:
Ich habe mich dazu entschieden in der nachfolgenden Dokumentation die Richtungsangabe immer VOR der Koordinatenzahl zu setzen. In den Beispielen zeige ich jedoch auf, dass diese Richtungsangabe insbesondere im englischsprachigen Raum oft NACH der Koordinatenzahl notiert wird.

40.446195 N 79.948862 W
40.446195N 79.948862W
40.446195 -79.948862
S 24.5462 W 79.948862
S24.5462 W79.948862
-24.5462 -79.948862

Einheitszeichen

Das Gradsymbol ° ist grundsätzlich eindeutig. Im englischen Sprachraum kann es vorkommen, dass anstelle des °-Symbols ein kleines d für Degree verwendet wird. Für Minuten, Sekunden und das Dezimaltrennzeichen werden in der Praxis unterschiedliche Symbole verwendet:

Grad: ° d
Minuten: ‚ ´ ’
Sekunden: ’’ „
Dezimaltrennzeichen: , .

Typografisch korrekte Einheitszeichen

Es gibt genormte Einheitszeichen und nur die sollten verwendet werden:

	Zeichen	HTML	UTF-8 (hex)	Bezeichnung
Grad	°	`°`	U+00B0	DEGREE SIGN
Minute	′	`′`	U+2032	PRIME
Sekunde	″	`″`	U+2033	DOUBLE PRIME
Dez. Trennz. Punkt	.	`″`	U+002E	FULL STOP
Dez. Trennz. Komma	,	`″`	U+002C	COMMA

Das Dezimaltrennzeichen wird je nach Land als Punkt oder Komma dargestellt. Im englischsprachigen Raum wird vorwiegend ein Punkt als Dezimaltrennzeichen verwendet. Die Schweiz und Deutschland verwenden ein Komma bei reellen Zahlen, allerdings wird für Koordinaten auch oft der Punkt verwendet. (Aus diesem Grund wird in diesem Artikel auch der Punkt verwendet.)

DMS

Grad, Minuten, Sekunden und Sekundendezimale.

[N/S] DD° MM′ SS.SSS″ [E/W] DDD° MM′ SS.SSS″

N 47° 16′39.123″ E 008° 26′46.987″

Diese Notation wird auch als historische Notation oder sexagesimal Notation Bezeichnet. Nach der Gradangabe wird die Bogenminute und die Bogensekunde als Ganzzahl im sexagesimal-System (60-er System) angegeben. Die Bogensekunden können zusätzlich noch um Sekundendezimale erweitert sein, so dass sie als reelle Zahl (Kommazahl) mit Nachkommastellen notiert ist. Die Anzahl der Nachkommastellen kann je nach Präszision variieren, wobei selten mehr als 3 Nachkommastellen angegeben werden.

Beispiele:

Ganzzahl: N 47° 16′39″ E 8° 26′46″
Sekunde mit Nachkommastellen: N 47° 16′39.481″ E 8° 26′46.202″

Darstellungsformen DMS:

N 47° 16′39″ W 8° 26′46″
N 47° 16′39.1234″ W 008° 26′45.5678″
47° 16′39.1234″ N 8° 26′45.5678″W
47° 16′39,1234″ -8° 26′45,5678″
47d 16′39.1234″ N 8d 26′45.5678″ W
47:16:39.1234″ N 8:26:45.5678″ W
47 16’39.1234″ N 8 26’45.45678″W

DMM

Grad, Minuten und Minutendezimale.

[N/S] DD° MM.MMMM′ [E/W] DDD° MM.MMM’

N 47° 16.396′ E 008° 28.903′

Dieses Format ist das sog. GPS Format, es wird auch als nautische Notation Bezeichnet. Das Format wird in Grad, Minute und Minutendezimale angezeigt. Die Sekunden werden als Dezimalzahl der Minute dargestellt (Zehntelminute). Die Anzahl der Nachkommastellen kann je nach Präzision unterschiedlich sein, üblicherweise werden drei Stellen verwendet. Das Minuten-Symbol wird in der Praxis oft nicht angezeigt.

Beispiel:

Mit Minutensymbol N 47° 16.396′ E 008° 28.903′
Ohne Minutensymbol N 47° 16.396 E 008° 28.903

Darstellungsformen DMM:

N 47° 16.123′ W 8° 26.456′
N 47° 16,123′ W 8° 26,456′
47° 16.123′ N 8° 26.456′ W
N 47° 16.123 W 8° 26.456
47° 16.123′ -8° 26.456′
47° 16.123 N 008° 26.456 W

DDD

Grad und Graddezimale.

[N/S] DD.DDDD° [E/W] DDD.DDDD°

N 47.163932° E 008.281267°

Die Grad-Zahl wird als Dezimalzahl mit Kommastellen dargestellt und wird oft als Dezimalgrad Notation bezeichnet. In der Regel werden vier Nachkommastellen aufgeführt, oft sind es aber sechs oder auch mehr Stellen um eine hohe Genauigkeit darstellen zu können. Gooogle maps und Microsofts bing maps verwenden diese Notation, weil es sich damit auf Grund des Dezimalsystems sehr gut rechnen lässt. Darstellungen ohne Gradsymbol können vorkommen.

Beispiel:

Mit Gradsymbol N 47,1639° E 008,2812°
Ohne Gradsymbol N 47,1639 E 8,2890

Darstellungsformen DDD:

N 47.16.1234° W 8.2645°
N 47,16.123456° W 8,264567°
N 47.16123 W 8.264
47.1612° N 8.26456° W
47.1612° -8.26456°
N 47.1612° W 008.26456°

Welche Notation verwenden?

Wie aufgezeigt unterscheiden sich die Notationen nicht in der Genauigkeit der Koordinaten. Für die Verwendung der Dezimalgrad Notation spricht das einfach Rechnen mit Koordinaten. Google Maps (interne) Berechnungen basieren auf dem Dezimalgrad Format.

Wichtig ist zu verstehe, dass ein Wechsel zwischen den Notationen und den damit verbundenen Umrechnungen Ungenauigkeiten entstehen können. Siehe dazu : Umrechnung geografische Koordinaten

Schweizer Gitter / Swiss Grid

Das Schweizer Gitter, oder auch Schweizer Landeskoordinaten genannt, werden in Metern als 6-Stellige Zahl dargestellt. Referenz- Nullpunkt ist die Sternwarte der Bundeshauptstadt Bern mit y=600000.00, x=200000.00 (LV03) bzw. E 2600000.000 N 1200000.000 (LV95). Üblicherweise wird eine Koordinate im Schweizer Gitter ohne Nachkommastellen angegeben, allerdings können insbesondere bei LV95 auch bis zu drei Stellen nach dem Komma (mm-Genauigkeit) vorkommen.

Die Schweizer Landeskoordinaten (Schweizer Bezugssystem) gibt es in zwei Varianten. Bis 2020 soll das alte CH1903 / LV03 durch das neue CH1903+ LV95 abgelöst werden. Die Darstellung der beiden Formate unterscheiden sich leicht. Die Änderung zu LV95 umfasst nicht nur die Darstellung, sondern bietet auch eine grössere Genauigkeit. Wobei CH1903+ denselben ursprünglichen Ellipsoid zur Berechnung verwendet wie das alte CH1903. Das bedeutet, dass zwischen dem alten und dem neuen Format im schlechtesten Fall ein realer Unterschied von 1,6m entstehen kann.

Da die zwei Achsen/Richtungen auf Grund der unterschiedlich grossen Zahlenwerte nicht vertauscht werden können, werden die Koordinaten meist ohne Prefix notiert. Darstellungsformen mit x und y (LV03) oder E und N (LV95) können vorkommen. Die Koordinatenwerte können nie negativ sein.

CH1903 / LV03

Prefix, Meter, Nachkommastellen

yyyyyy.yy xxxxxx.xx

605123.34 235456.43

Zur Darstellung erhöhter Genauigkeit können 2 Nachkommastellen vorkommen.

Darstellungsformen:

676231 236793
676 231 / 236 793
y 676231.023 x 236793.861

CH1903+ / CHTRS95 / LV95

Prefix, Meter, Nachkommastellen

E 2yyyyyy.yyy N 1xxxxxx.xxx

E 2605123.34 N 1235456.43

Zur Darstellung erhöhter Genauigkeit können 3 Nachkommastellen vorkommen. Die offizielle Schreibweise setzt die Bezeichnung der Achse E resp. N vor den Zahlenwert.