GPS

GPS ist unser weltweites Navigationssystem das mithilfe von Satelliten funktioniert.

Erklärung

Allgemeine Informationen

• Weltweites Positionssystem (Ortungssystem)
• Ursprung als militärisches Projekt der USA (60er Jahre)
• Seit 1995 voll einsatzfähig
• GPS basiert auf 24 Satelliten, die die Erde in verschiedenen Bahnen umrunden

Nutzung

• Navigation (Auto, Smartphone)
• Wissenschaft (Beobachtung von vulkanischer Aktivität, Veränderung der arktischen Eisdecke)

Funktion

• Satelliten umrunden die Erde so, dass auf der Erde immer das Signal von mindesten dreien empfangen werden kann.
• Jeder Satellit sendet Signal über:
  • Name
  • Zeit am Ort des Satelliten
  • Standort des Satelliten
• Empfänger auf der Erde (z.B. Navy im Auto) erkennt Satellitensignal (Name, Standort, Uhrzeit)
  • Gleicht die empfangene Uhrzeit des Satelliten mit seiner eigenen Zeit ab (Uhrzeit Satellit 20:00 Uhr, Uhrzeit Auto 20:02 Uhr)
  • Signal hat immer dieselbe Geschwindigkeit (z.B. 2.500 m/s)
  • Wenn das Signal also 2 Sekunden vom Satelliten zum Auto braucht, und sich mit einer Geschwindigkeit von 2.5000 m/s bewegt hat es eine Distanz von 5.000 Metern zurückgelegt
  • Das Auto liegt also auf einem 5.000 Meter Umkreis zum Satelliten

• Dieser Umkreis wird dann auch noch aus dem Signal eines zweiten und dritten Satelliten berechnet
• Das Auto befindet sich dann auf dem Schnittpunkt

• Genauigkeit:
  • Für eine genaue Positionsbestimmung ist das Signal von mindestens drei Satelliten notwendig
  • Je mehr Satelliten, desto genauer wird die Positionsbestimmung
  • Ab vier Satelliten kann auch die Höhe bestimmt werden

Beispiel

Alternativen zum amerikanischen GPS:

• Galileo (Europäisches Satelitensystem)
• Glossas (Russisches Satelitensystem)
• Beidou (Chinesisches Satelitensystem)