GPS – damit keiner verloren geht

Ein GPS (Global Positioning System) ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und in der Luft durch den Empfang von Satellitensignalen.

Technologie

Die Satelliten teilen über Funk ihre genaue Position und Uhrzeit mit. Zur Positionsbestimmung muss ein Empfänger die Signale von mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen. Im Empfangsgerät werden dann die vier Signallaufzeiten (von den Satelliten zur Empfangsantenne) errechnet. Daraus werden dann die aktuelle Position (inklusive der Hohe) und die genaue Empfängeruhrzeit ermittelt.

Für eine Streckengenauigkeit von 3 Metern müssen die Laufzeiten mit einer Genauigkeit von 10 Nanosekunden bestimmt werden. Anstatt den Empfänger aber mit einer entsprechend hochgenauen Atomuhr auszustatten, wird der Fehler der Empfängeruhr ermittelt und bei der Positionsberechnung berücksichtigt. Zur Bestimmung der vier Unbekannten (drei Raumkoordinaten und Empfängeruhrenfehler) benötigt man vier Satelliten. Dies fuhrt zu vier Gleichungen mit vier Unbekannten.

Stationäre Empfangsstationen verbessern die Positionsgenauigkeit, indem sie alle 2 Stunden Korrektursignale  an die Einzelnen Satelliten übermitteln.

Anwendung

GPS wurde ursprünglich in den 1970er Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und war durch die künstliche Signalverschlechterung für zivile Anwendungen nur bedingt einsetzbar. Seit der Abschaltung der Signalverschlechterung im Mai 2000 wird auch für zivile Zwecke eine Genauigkeit in der Größenordnung von 10 Metern sichergestellt. Mittlerweile hat sich GPS als das weltweit wichtigste Ortungsverfahren etabliert und wird in Navigationssystemen weit verbreitet eingesetzt.

In den letzten Jahren wurde GPS im Privathaushalt immer bekannter und erschwinglicher. Kosteten zu Beginn mobile Navigationssysteme fürs Auto noch mehrere Hundert, bis hin zu knapp tausend Euro, kann man heute schon ordentliche Geräte für unter 200€ erwerben.

Dieser Siegeszug hat auch dafür gesorgt dass die Navigationsmöglichkeiten für den privaten Gebrauch im Outdoorbereich bezahlbar wurden.

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