UPS – Universal Polar Stereographic

Polare Standortreferenz

UPS steht für Universal Polar Stereographic und bezeichnet ein metrisches Gitterkoordinatensystem für die Gebiete um Nord- und Südpol. Es ergänzt UTM dort, wo dessen regulärer Bereich endet. Eine Position wird im jeweiligen Polgitter durch einen Ostwert und einen Nordwert beschrieben; MGRS kann diese Position mit polaren Kennbuchstaben, einem 100-Kilometer-Quadrat und zwei Zahlengruppen ausdrücken. Für militärisch isoliertes Personal ermöglicht UPS einen nachvollziehbaren Standortbezug in polaren Gebieten, der bei vorhandener Verbindung auch für eine Positionsmeldung zur Rückführung verwendet werden kann.

Das reguläre UPS-Gitter gilt nördlich von 84° Nord und südlich von 80° Süd. Zwischen diesen Grenzen liegt der UTM-Bereich. Ein Aufenthalt in der Arktis bedeutet deshalb nicht schon, dass eine Karte UPS verwendet. An einem Übergang können auf einem Kartenblatt unterschiedliche Gitter erscheinen. Entscheidend sind die Gitterbezeichnung und die Bezugsangaben des tatsächlich verwendeten Kartenabschnitts.

Nord- und Südgitter

UPS besitzt ein eigenes Gitter für jeden Pol. Am jeweiligen geografischen Pol betragen Ostwert und Nordwert jeweils 2.000.000 Meter. Dieser rechnerische Zuschlag verschiebt den Koordinatenursprung und vermeidet negative Werte im vorgesehenen Polbereich. Bei zwei Orten im selben Polgitter gibt die Differenz ihrer Ostwerte den Abstand entlang der Ostwertachse an; die entsprechende Nordwertdifferenz beschreibt den Abstand entlang der Nordwertachse. Daraus ermittelte Gitterstrecken können durch die Projektionsverzerrung von den tatsächlichen Bodenstrecken abweichen.

Die Achsen haben festgelegte Richtungen. Vom Pol aus steigt der Ostwert entlang des Meridians 90° Ost. Der Nordwert steigt im Nordpolgitter vom Pol weg entlang des Meridians 180°, im Südpolgitter entlang des Meridians 0°. Ein höherer Nordwert führt im Nordpolgitter auf dem 180°-Meridian also geografisch nach Süden. „Ostwert“ und „Nordwert“ benennen die beiden Gitterachsen; sie sind keine Bewegungsanweisung nach geografisch Osten oder Norden.

Ein vollständiges numerisches UPS-Koordinatenpaar benötigt zusätzlich den Bezug zum Nord- oder Südpolgitter und zum geodätischen Datum. Zwei Meterwerte ohne diesen Bezug lassen sich nicht eindeutig einem Ort zuordnen. Je nach vereinbarter Darstellung kann die polare MGRS-Gitterkennung diesen Polbezug mitliefern.

UPS im MGRS-Format

Im polaren MGRS entfällt die UTM-Zonennummer. Der erste Buchstabe bezeichnet die geografische West- oder Osthälfte des jeweiligen Polgebiets. Danach folgen zwei Buchstaben für das 100-Kilometer-Quadrat. Die übrigen Ziffern werden in zwei gleich lange Gruppen geteilt: zuerst der Ostwert innerhalb dieses Quadrats, danach der Nordwert. Ein Wechsel der Polhälfte oder des Quadrats ändert diesen Buchstabenbezug; die Zahlen allein wiederholen sich in anderen Quadraten.

Ein rechnerisches Lese-Beispiel verwendet im Nordpolgitter den vollständigen Ostwert 1.735.000 Meter und den Nordwert 2.243.000 Meter. Die zugehörige MGRS-Referenz mit Kilometerauflösung lautet YXK3543: Y bezeichnet die westliche Nordpolhälfte, XK das 100-Kilometer-Quadrat, 35 den Ostversatz von 35 Kilometern innerhalb dieses Quadrats und 43 den Nordversatz von 43 Kilometern. Die Referenz bezeichnet ein Gitterfeld von einem Kilometer Seitenlänge.

Eine bis fünf Ziffern je Zahlengruppe ergeben Felder mit 10 Kilometern, einem Kilometer, 100 Metern, 10 Metern oder einem Meter Seitenlänge. Führende Nullen bleiben erhalten. Wird eine MGRS-Referenz gröber angegeben, werden die rechten Ziffern jeder Gruppe getrennt abgeschnitten. Runden kann ein benachbartes Feld auswählen. Ein vollständiger numerischer UPS-Ostwert ist dagegen kein MGRS-Versatz innerhalb eines Quadrats; seine ersten Ziffern sind auch keine UTM-Zonennummer.

Standort und Kartenbezug prüfen

Die isolierte Person muss zunächst wissen, woher die Position stammt. Ein auf der Karte eindeutig erkannter Geländepunkt, ein aktueller Satellitenfix und ein aus dem letzten bekannten Punkt fortgeschriebener Standort haben unterschiedliche Unsicherheiten. Wer den eigenen Standort auf der Karte noch nicht zugeordnet hat, kann durch das Ablesen beliebiger Gitterzahlen keine aktuelle Position gewinnen. Der letzte sicher bestimmte Punkt bleibt dann mit seinem Zeitpunkt und der danach erfolgten Bewegung die brauchbare Ausgangsinformation.

Bei einer UPS-Karte werden die Werte am zugehörigen Gitter abgelesen. Der Kartenrand und das Gitterreferenzfeld liefern Gitterbezeichnung, Polkennung, Quadratbuchstaben und Angaben zum geodätischen Bezug; der Maßstab bestimmt, wie fein sich der Punkt ablesen lässt. Linien oder Randmarken für geografische Breite und Länge gehören zu einer anderen Darstellung. Bei mehreren Gittern müssen Zahlen, Quadratkennung und Richtungsangaben aus demselben Gitter stammen.

Ein vorhandener GPS-Empfänger muss für das benötigte Ausgabeformat tatsächlich geeignet und entsprechend eingestellt sein. Anzeigeformat und geodätisches Datum werden getrennt geprüft. WGS 84 beschreibt den Erdbezug, während UPS, MGRS oder Breite und Länge die Darstellung der Position bestimmen. Eine Formatumrechnung verändert die Darstellung; ein Datumwechsel verändert den geodätischen Bezug. Unveränderte Zahlen mit einem neuen Systemnamen zu versehen führt zu einer falschen Ortszuordnung. Wenn die Umrechnung mit den verfügbaren Mitteln nicht geprüft werden kann, wird der vorhandene Bezug vollständig erhalten und bei einer Meldung als solches Format angegeben.

Gitterrichtung und tatsächliche Orientierung

Im Polgebiet laufen die geografischen Meridiane auf den Pol zu, während die Gitterachsen ihre festgelegte Ausrichtung behalten. Gitter-Nord ist die Richtung zunehmender Nordwerte entlang einer Ostwertlinie. Geografisch Nord folgt dem örtlichen Meridian. Für eine auf der Karte gemessene Richtung muss deshalb klar sein, ob sie auf Gitter-Nord oder geografisch Nord bezogen ist. Das Richtungsdiagramm am Kartenrand zeigt deren Winkelbeziehung für den angegebenen Bezugspunkt; ein Wert für die Blattmitte darf nicht ungeprüft auf einen weit entfernten Ort übertragen werden.

Magnetisch Nord hat einen weiteren Bezug. Ein Magnetkompass richtet sich nach der örtlichen horizontalen Komponente des Erdmagnetfelds. Nahe den magnetischen Polen wird diese Komponente so schwach, dass die Kompassrichtung in den magnetischen Ausfallgebieten unzuverlässig wird; in den umgebenden Vorsichtsgebieten kann sie ebenfalls erheblich gestört sein. Diese Gebiete stimmen nicht mit dem gesamten UPS-Bereich überein. Für eine Richtungsübertragung braucht man die örtlich und zeitlich passende Beziehung zwischen Magnet-, Gitter- und geografisch Nord sowie ein dort verwendbares Richtungsmittel. Eine korrekt abgelesene UPS-Position allein bestimmt noch keine eigene Blick- oder Bewegungsrichtung.

Ortsunsicherheit und Zeitpunkt

Die Rasterauflösung sagt, welches Feld die Zeichenfolge benennt. Die tatsächliche Genauigkeit hängt von der Positionsbestimmung ab. Eine auf der Karte nur ungefähr zugeordnete Lage wird durch zusätzliche Ziffern nicht genauer. Auch ein GPS-Fix kann durch ungünstige Satellitengeometrie, abgeschattete oder reflektierte Signale und Störungen fehlerhaft sein. Die Person hält deshalb die Herkunft der Position und eine bekannte oder geschätzte Unsicherheit fest. Eine Geräteanzeige zur Genauigkeit gehört zu diesem Fix und ist kein Beweis dafür, dass die Person genau im bezeichneten kleinen Feld steht.

Zur Koordinate gehören Tag, Uhrzeit und verwendeter Zeitbezug. Zusätzlich wird festgehalten, ob es die aktuelle Position, der letzte bestätigte Standort oder ein beabsichtigtes Ziel ist. Wer nach der Bestimmung weitergeht, darf den alten Fix nicht als gegenwärtigen Standort melden. Aufgezeichnete Bewegungsabsicht und spätere Abweichungen helfen, den alten Bezug einzuordnen, auch wenn zunächst keine Verbindung zustande kommt.

Eindeutige Positionsmeldung

Für eine tatsächlich mögliche Meldung an eigene oder Rückführungskräfte wird das vereinbarte Koordinatenformat verwendet. Bei polarem MGRS bleiben Polkennung, Quadratbuchstaben und beide Zahlengruppen zusammen. Bei vollständigen UPS-Meterwerten werden Polgitter und Reihenfolge Ostwert/Nordwert ausdrücklich kenntlich gemacht. Datum, Positionsquelle, Unsicherheit und Zeitpunkt ergänzen die Ortsangabe nach dem geltenden Verfahren. Wer nur Breite und Länge verfügbar hat, benennt diese Darstellung mit ihrem genauen Gradformat und den Richtungskennungen; sie wird nicht als UPS ausgegeben. Ein Gegner, der eine ungeschützte Positionsmeldung mithört, kann denselben Standortbezug nutzen; die Übertragung folgt deshalb dem für die Lage vorgesehenen Verfahren zum Schutz der Positionsdaten.

Bei möglichem Rücklesen wird passend zum verwendeten Format verglichen: Bei polarem MGRS werden Polkennung, Quadratbuchstaben und beide Zahlengruppen einzeln mit der eigenen Aufzeichnung abgeglichen, bei vollständigen UPS-Meterwerten das Nord- oder Südpolgitter und der volle Ost- und Nordwert. Mitübermitteltes Datum, Zeitpunkt, Positionsquelle und Unsicherheit gehören ebenfalls zum Abgleich. Eine abweichende Kennung, eine verlorene Null, vertauschte Werte oder ein anderer Datumsbezug werden anhand des ursprünglichen Karten- oder Gerätebezugs geklärt. Gerade bei einer Meldung über Einheits- oder Ländergrenzen hinweg darf ein Empfänger keine fehlende UTM-Zone oder vermeintlich bekannte Polhälfte ergänzen. Eine vollständig verstandene Ortsangabe ermöglicht die weitere Standortprüfung; die Identität der Person wird mit den vorgesehenen Authentifizierungsverfahren geprüft. Eine anschließende Aufnahme hängt von verfügbaren Kräften, Zugang, Bedrohung und den tatsächlichen Aufnahmeverfahren ab.