|
Wie
funktioniert GPS?
GPS
heißt Global Positioning System und funktioniert über die Auswertung
von speziellen Satellitensignalen. Insgesamt hat das Pentagon 36
Satelliten in den Himmel geschickt, um zunächst aus rein militärischen
Gründen eine genaue Positionsbestimmung zu ermöglichen. Die Satelliten
sind so verteilt, daß man Signale von einigen Satelliten überall
empfangen kann. Zur Positions-bestimmung benötigt man mindestens
3 Satelliten. Will man nicht nur die Position, sondern auch noch
die ungefähre Höhe über dem Meerespiegel wissen, so ist der Empfang
von mindestens 4 Satelliten erforderlich. Je mehr Satelliten ausgewertet
werden können, desto genauer ist das System und desto eher erhält
man auch ausreichende Signale bei schlechteren Sichtbedingungen.
Dennoch ist eine ausreichende Sicht auf den Himmel unbedingt erforderlich,
um die Signale zu empfangen. So meldet das Gerät manchmal "Poor
GPS Coverage", wenn man sich im dunklen Wald befindet und innerhalb
von Häusern und auch im Auto (wenn das Gerät nicht unmittelbar an
die Windschutzscheibe gehalten wird) empfängt man keine Signale,
so daß die Navigationssysteme im Auto alle eine Außenantenne haben.
Welche Signale sind es die ausgewertet
werden?
Ohne jetzt an dieser Stelle zu sehr in die Theorie einzusteigen,
kann man sagen, daß es neben der Position des sendenden Satelliten
eigentlich nur sehr, sehr genaue Zeitsignale sind. Prinzipiell sendet
ein Satellit die genaue Uhrzeit des Signals und das Empfangsgerät
mißt die genaue Uhrzeit des Empfangs des Signals. Da Signale sich
mit der Lichtgeschwindgkeit ausbreiten, wird es eine sehr kleine
Differenz zwischen der gesendeten und der gemessenen Uhrzeit geben,
so daß man jetzt aus der Differenz und den genauen Positionsdaten
des Satelliten die Entfernung vom Satelliten weiß. Das gleiche mit
einem zweiten Satelliten ausgewertet, ergibt dann die Position.
Nun ist es jedoch so, daß die notwendigerweise sehr genaue Zeitmessung
sehr aufwendig ist und nicht mit dem GPS-Gerät genau genug bestimmt
werden kann, um eine Position zu bestimmen. Daher wird ein dritter
Satellit angepeilt, der sozusagen als Korrektur der gemessenen Zeit
dient. Daher kann mit drei Satelliten der Standort genau bestimmt
werden.
Wie genau ist dieses System?
Bis
zum Mai 2000 wurden die Signale aus militärischen Gründen verfälscht,
so daß die Genauigkeit irgendwo bei etwa 60-150 m lag. Nachdem diese
künstliche Unschärfe seit einigen Monaten herausgenommen wurde,
beträgt die Genauigkeit schon etwa 3-10 m. Damit kann man mit einer
gut kalibrierten Karte schon manchmal erkennen, auf welcher Straßenseite
man gerade läuft. Die Höhenmessung ist etwas ungenauer - vor allem
sollten bei einer Höhenmessung möglichst guter Empfang möglichst
vieler Satelliten herrschen - und man sollte 1-2 Minuten warten
bis sich ein stabiler Wert ergibt. Auf diese Weise ist es dann schon
möglich auch die Höhe auf etwa unter 10-20 Meter genau zu bestimmen.
So schwankte das Gerät auf dem Wilseder Berg an der Stelle mit der
Höhenangabe 169 m zwischen 173m bis176 m an - diese Genauigkeit
ist für die meisten Zwecke sicher ausreichend.
Eine
Wanderung planen
|