Positionsfehler

Positionsfehler bezeichnet in der Messtechnik die Abweichung der ermittelten Position von der wahren Position. Er kann systematischer Natur sein, also als Bias dauerhaft in eine Richtung verschoben vorliegen, oder zufällige (stochastische) Fehlerkomponenten umfassen, die sich bei wiederholten Messungen verteilen. Grobe Fehler können durch Ausreißer entstehen, etwa durch Störsignale oder Bedienfehler.

Hauptursachen sind instrumentelle und methodische Einflüsse: Kalibrierungsfehler, Auflösung und Nichtlinearität von Sensoren, Achsenverkantung oder -drift, Temperatur- und Umgebungsabhängigkeit, Referenzsysteme (etwa Geoid- oder Raumkoordinaten), sowie Messverfahren und Koordinatenumrechnungen. In Geodäsie, GNSS-Messungen, Robotik und Mikroskopie kommen zusätzlich systematische Verzerrungen durch optische oder elektromagnetische Strahlungsfehler, Mehrwegeffekte oder magnitudenabhängige Umweltbedingungen hinzu.

Auswirkungen von Positionsfehlern reichen von fehlerhaften Positionsbestimmungen in Navigations- oder Kinematik‑Systemen bis hin zu ungenauen Absteckungen, Ausprägungen in der medizinischen Bildgebung oder Fertigungsmesstechnik. Die Bewertung erfolgt üblicherweise durch Unsicherheitsabschätzungen, Standardabweichungen oder Konfidenzintervalle, häufig nach Grundsätzen der Messunsicherheit (GUM). Unterscheidung zwischen absoluter Position, relativer Position und Koordinatentransformationen ist üblich.

Reduktionsstrategien umfassen sorgfältige Kalibrierung, redundante Messungen, Sensorfusion (z. B. Kalman-Filter), robuste Messpläne, regelmäßige Wartung sowie Kalibrier- und Umrechnungsmodelle, die Systematik eliminieren oder mindern. Transparente Fehleranalyse und Dokumentation ermöglichen eine nachvollziehbare Unsicherheitsbestimmung.