Wie die Geländehöhe ermittelt wird, weiß ich nicht. Der Wert könnte aus der verwendeten Karte stammen oder aus dem GPS-Daten errechnet werden. (Hochwertige Geräte berücksichtigen zusätzlich den Luftdruck.)
In aller Regel kommt der Höhenwert aus dem GPS-Signal und/oder dem Luftdrucksensor. So zumindest bei Garmin. Möglich, dass manche Apps auch auf digitale Höhenmodelle zurückgreifen. Bei Garmin sollte das schon deshalb eigentlich nicht der Fall sein, weil die Geräte auch für den Segelflug benutzt werden, da wäre das ja völlig gaga.
Die aus den GPS-Daten errechnete Streckenpunkte sind fehlerbehaftet. Bei meinem Etrex25 habe ich Abweichungen von 100m festgestellt. Die Abweichungen bei der Geländehöhe bewegen sich in ähnlicher Größenordnung.
Was die Maximalabweichung betrifft - vielleicht. Grundsätzlich ist die Auflösung in Höhen-/Breiten-Richtung deutlich besser (sagen wir etwa Faktor 5 bis 10) als in vertikaler Richtung. Das hängt mit der geometrischen Konstellation zusammen, wo sich die Satelliten und das Empfangsgerät befinden.
Die Abweichungen in der Ebene sind Abweichungen zwischen dem errechneten Streckenpunkt und dem Weg / Straße auf dem ich mich befinde. Natürlich kann die Karte fehlerhaft sein und ist es in Einzelfällen auch.
Die einschlägigen Anwendungen (Bikemap, Basecamp, etc.) berechnen aus den Streckenpunkten eine durchgängige Strecke zur Visualisierung und Entfernungsermittlung. Die Algorithmen kenne ich nicht. (Ob ich sie als Nicht-Mathematiker verstünde, bezweifel ich.) Ich gehe davon aus, das verschiedene Anwendungen verschiedene Karten verwenden, die in Einzelfällen unterschiedlich sind. In jedem Fall muss die Anwendung Streckenpunkte, die sich nicht auf einem Weg oder Straße befinden einem Weg zuordnen, womit sich weitere Fehlerquellen ergeben.
Ich fürchte, du hängst hier zu hohe Erwartungen an die hinterlegten Karten. In aller Regel ist ein Track einfach ein Polygonzug, die Länge ist also schlicht die Aufsummation der Luftlinienabstände der einzelnen Streckenpunkte. Das ist fast Schulmathematik (nicht ganz, weil der Umgang mit Längen-/Breiten-Koordinaten nicht völlig elementar ist - aber letztlich keine Zauberei). Bei Routen ist das anders, da wird in der Tat basierend auf einer Karte ein Streckenverlauf zwischen den Routenpunkten berechnet. Aber Tracks sind "dumm". Letztlich will der Anwender dies aber auch. Wenn ich "vom Weg abzweige", querfeldein laufe, im Winter mit Skiern den Berg runter fahre oder z.B. eben ein Segelflugzeug oder einen Gleitschirm verwende, dann wäre so eine Kartenprojektion doch in jedem Falle hinderlich. Mal unterstellt dass die Punkte wirklich alle exakt auf dem Kurvenverlauf liegen, dann unterschätzt der Polygonzug die reale Länge etwas. Wenn die Unterteilungspunkte aber hinreichend dicht sitzen (oder "clever ausgedünnt wurde"), dann ist das absolut im tolerablen Rahmen. Zumal das Rauschen des Signals eher dazu tendiert, die Länge etwas zu überschätzen, so dass die Effekte sich zumindest etwas ausgleichen.
Aber natürlich kann sich jede App und jedes andere Tool eine eigene Logik überlegen, wie es mit Rohdaten umzugehen gewillt ist. Und in der Praxis passiert das dann auch so, da kommen auch mal 4% weniger Streckenlänge bei rum.
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