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Anleitung Nr. 016-0171-145 Rev A 06/07
K
A P I T E L
G
P
S
(GPS)
L O B A L
O S I T I O N I N G
Y S T E M
GPS ist ein satellitengestütztes globales Navigationssystem, das vom US-Vertei-
digungsministerium eingerichtet wurde und betrieben wird. Ursprünglich war
dieses System ausschließlich dazu gedacht, die militärischen Verteidigungsein-
richtungen zu unterstützen. Die Funktionalität von GPS wurde jedoch erweitert,
sodass mittlerweile exakte Ortungs- und Zeitinformationen für viele zivile
Anwendungen möglich sind.
Um GPS vollständig zu verstehen, muss man sich intensiv mit der zugrunde lie-
genden Technik auseinander setzen. Es ist jedoch nicht besonders schwierig, sich
das Funktionsprinzip von GPS und seine Einsatzmöglichkeiten klar zu machen.
Einfach ausgedrückt: 24 Satelliten in sechs Umlaufbahnen umkreisen die Erde
zweimal pro Tag in einem Neigungswinkel von ca. 55 Grad zum Äquator. Diese
Satellitenkonstellation überträgt kontinuierlich kodierte Ortungs- und Zeitinfor-
mationen auf hohen Frequenzen im Bereich von 1500 Megahertz. GPS-Empfän-
ger mit Antennen, die so positioniert sind, dass sie „freie Sicht" auf die Satelliten
haben, nehmen diese Signale auf und verwenden die kodierten Informationen, um
eine Position in einem Erdkoordinatensystem zu berechnen.
GPS ist das Navigationssystem schlechthin, nicht nur heute, sondern auch für die
nächsten Jahre. GPS stellt mit Abstand das weltweit genaueste Allwetter-Naviga-
tionssystem dar, es kann jedoch immer noch in beträchtlichem Umfang Fehler
aufweisen. Die GPS-Empfänger ermitteln die Position, indem sie die Zeit berech-
nen, die für die Übertragung von Funksignalen vom jeweiligen Satelliten bis zur
Erde benötigt wird. Es handelt sich hierbei um die altbekannte Gleichung „Weg =
Geschwindigkeit x Zeit". Funkwellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit fort
(in dieser Gleichung als „Geschwindigkeit" bezeichnet). Die Zeit wird mithilfe
einer intelligenten Codeabgleichtechnik im GPS-Empfänger ermittelt. Die ermit-
telte Zeit und die Angabe der Position des Satelliten in jedem kodierten Navigati-
onssignal ermöglichen die Bestimmung der Position des Empfängers auf der Erde
durch trigonometrische Berechnungen im Empfänger.
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