Was ist GPS und wie funktioniert es?

GPS ist die Abkürzung für Global Positioning System. Dieses funktioniert über 24 amerikanische Satelliten, welche die Erde in einer Höhe von 20200 Kilometern 1mal in 12 Stunden umkreisen. Steuern lassen sich die Satelliten von 5 Bodenstationen aus, die über den ganzen Globus verteilt sind. Die Umlaufbahnen wurden so berechnet, dass zu jedem Zeitpunkt jede Region auf der Erde von mindestens fünf Satelliten erreicht werden kann. Diese senden mit Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/Sek.) Signale zur Erde. Für eine präzise Funktion werden Atomuhren eingesetzt, die von Zeit zu Zeit von der Erde aus gerichtet werden. Bereits ein Fehler von einer tausendstel Sekunde ergibt einen Positionsfehler von 300 Kilometern!

Ein GPS-Gerät ist ein handliches, automatisch arbeitendes elektronisches Gerät, das die Satelliten-Signale empfängt. Es berechnet aus dem Schnittpunkt von mindestens drei verschiedenen Signalen die aktuelle Position. Je nach Anzahl und Winkel der Signale liegt die Genauigkeit des Resultats zwischen 1 und 20 Metern. 

Neben der Standortbestimmung bestehend aus Koordinate, Höhe über Meer, Datum und Uhrzeit liefert das GPS auch alle daraus ableitbaren Informationen wie z.B. Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit, errechenbare Restzeiten bis Zielankunft, Abweichung von einer vorgegebenen Route usw. Alle diese Daten können auch im Gerät gespeichert werden, so zum Beispiel die exakte Koordinate eines Ortes, um diesen zu einem späteren Zeitpunkt mit Leichtigkeit wiederzufinden.

Die etwas komplexeren (und damit auch teureren) GPS-Geräte verfügen über Kartenspeicher, über welche digitale Karten eingelesen werden können. Auf diese Weise wird Kartennavigation und GPS-Navigation miteinander kombiniert. 

Mit Hilfe eines der zahlreichen verfügbaren PC-Programme für GPS (siehe Tabelle) und digitalen Karten können die auf dem GPS-Gerät gespeicherten Daten auf dem PC anschaulich gemacht werden. Neben exakter Darstellung der Wegpunkte und Routenverläufe können viele weitere Details ausgewertet werden wie z.B. durch Erstellung eines Höhenreliefs oder durch farbliche Darstellung der gefahrenen Geschwindigkeiten. 

Ganz progressive Offroad-Fahrer wenden inzwischen die GPS-Technologie in gleicher Weise wie Bootsführer an: Sie schliessen ihr GPS-Gerät an den mitgeführten Laptop an und fahren mit Hilfe von entsprechender Software (Moving-Map-Programme) "online", d.h. die GPS-Daten werden sofort in auf dem Laptop eingespeicherte Landkarten übertragen, so dass der direkte Bezug zwischen Karte und GPS-Daten möglich ist. 

Die Nutzung der GPS-Signale wird den Geräteherstellern berechnet. Somit entstehen dem Käufer eines GPS-Gerätes für dessen Verwendung keine Gebühren. 

Zur Geschichte des GPS-Systems:
Die Entwicklung dieses Satellitennavigationssystems stammt aus der Zeit des kalten Krieges. Die Supermächte USA und Sowjetunion wollten für militärische Zwecke je ein Navigationssystem, das weltweit einsetzbar ist. Das von den Amerikanern entwickelte System ist das GPS-System, mit dem wir heute arbeiten. Jenes der Sowjetunion nennt sich GLONASS und krankt leider aufgrund der wirtschaftlichen Schwierigkeiten Russlands. Im Frühjahr 2003 funktionierten von 24 Satelliten nur noch 13.

Bis zum 1. Mai 2000 wurden die Signale des GPS-Systems für den zivilen Gebrauch teilweise manipuliert, so dass GPS-Geräte unter Umständen mit Fehlern von mehreren hundert Metern arbeiteten. Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass das System über bestimmten Gebieten zeitweise abgestellt wird. Aus diesem Grund plant Europa ein eigenes Navigationssystem, genannt GALILEO. Es soll 2008 in Dienst gestellt werden.

 

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