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3 Allgemeines GPS
Die Satellitenfunkuhr GPS180 wurde mit dem Ziel entwickelt, Anwendern eine hochgenaue Zeit- und Frequenz-
referenz zur Verfügung zu stellen. Hohe Genauigkeit und die Möglichkeit des weltweiten Einsatzes rund um
die Uhr sind die Haupteigenschaften dieses Systems, welches seine Zeitinformationen von den Satelliten des
Global Positioning System empfängt.
Das Global Positioning System (GPS) ist ein satellitengestütztes System zur Radioortung, Navigation und
Zeitübertragung. Dieses System wurde vom Verteidigungsministerium der USA (US Departement Of Defense)
installiert und arbeitet mit zwei Genauigkeitsklassen: den Standard Positioning Services (SPS) und den Precise
Positioning Services (PPS). Die Struktur der gesendeten Daten des SPS ist veröffentlicht und der Empfang zur
allgemeinen Nutzung freigegeben worden, während die Zeit- und Navigationsdaten des noch genaueren PPS
verschlüsselt gesendet werden und daher nur bestimmten (meist militärischen) Anwendern zugänglich sind.
Das Prinzip der Orts- und Zeitbestimmung mit Hilfe eines GPS-Empfängers beruht auf einer möglichst genauen
Messung der Signallaufzeit von den einzelnen Satelliten zum Empfänger. 24 aktive GPS-Satelliten und mehrere
Reservesatelliten umkreisen die Erde auf sechs Orbitalbahnen in 20000 km Höhe einmal in ca. 12 Stunden.
Dadurch wird sichergestellt, dass zu jeder Zeit an jedem Punkt der Erde mindestens vier Satelliten in Sicht sind.
Vier Satelliten müssen zugleich zu empfangen sein, damit der Empfänger seine Position im Raum (x, y, z) und
die Abweichung seiner Uhr von der GPS-Systemzeit ermitteln kann. Kontrollstationen auf der Erde vermessen
die Bahnen der Satelliten und registrieren die Abweichungen der an Bord mitgeführten Atomuhren von der
GPS-Systemzeit. Die ermittelten Daten werden zu den Satelliten hinaufgefunkt und als Navigationsdaten von
den Satelliten zur Erde gesendet.
Die hochpräzisen Bahndaten der Satelliten, genannt Ephemeriden, werden benötigt, damit der Empfänger zu
jeder Zeit die genaue Position der Satelliten im Raum berechnen kann. Ein Satz Bahndaten mit reduzierter
Genauigkeit wird Almanach genannt. Mit Hilfe der Almanachs berechnet der Empfänger bei ungefähr bekannter
Position und Zeit, welche der Satelliten vom Standort aus über dem Horizont sichtbar sind. Jeder der Satelliten
sendet seine eigenen Ephemeriden sowie die Almanachs aller existierender Satelliten aus.
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Datum: 8. November 2017
GPS180
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