Aufbau des GPS-Systems

In den achziger Jahren entwickelte das amerikanische Verteidigungsministerium ein System von 24 Satelliten, die auf exakt bekannten Bahnen die Erde in ca. 22.000 km Höhe so umkreisen, daß zu jeder Zeit an jedem Punkt der Welt mindestens drei, meistens aber zwischen fünf und neun Satelliten in einer gewissen Höhe über dem Horizont sichtbar sind. Diese Satelliten senden sehr exakte Zeit-Signale aus. Und da die Bahnen bekannt sind, kann ein leistungsstarker DSP aus den Zeitunterschieden im Eintreffen dieser Signale die Position bestimmen. Dazu reichen die Signale von drei Satelliten. Wenn die Signale eines vierten dazukommen, erhält man auch die Höhe über NN, mit einem fünften kann man die Genauigkeit noch verbessern.

Da es sich um ein militärisches System handelt, war vorgesehen, daß mit den auch zivil verfügbaren Signalen nur eine Positions-Genauigkeit von ca. 50 - 100 m gemessen werden kann. Aber die Technik entwickelte sich viel schneller, als es die Systementwickler für möglich gehalten haben. So kann man mit DGPS (differential GPS) die Position auf weniger als einen Meter genau bestimmen. Und die Selective Availability, eine gewollte Verschlechterung des GPS-Signals, wurde auf Geheiß von Präsident Clinton am 1. Mai 2000 deaktiviert sodass das GPS-Signal seitdem auch für zivile GPS-Empfänger wesentlich genauer zur Verfügung steht als vorher (typisch unter 10 m genau).

Mit Hilfe von GPS-Empfängern und digitalen Karten kann man diese Technik nutzen, um seine Position sehr genau zu bestimmen und sich auch ohne Ortskenntnisse in fremden Umgebungen sicher zurechtzufinden. Bei ausreichender Genauigkeit (DGPS) ist diese Technik auch im Vermessungswesen interessant. Andere Bereiche, in denen eine einigermaßen genaue Positionsbestimmung incl. deren Übermittlung an eine Zentrale per Funk eine Rolle spielt, sind die Einsatzplanung von beispielsweise Service-Technikern sowie die Verfolgung von Wert- und Gefahrgut-Transporten.

Auch zum Schutz wertvoller PKWs ist GPS zusammen mit der Übertragung der Position per GSM (SMS) interessant. Gestohlene Fahrzeuge können so lange lokalisiert werden, wie der Dieb nicht weiß, daß sich darin ein Modul befindet, das die aktuelle Position übermittelt. Wenn der rechtmäßige Besitzer die Überwachungszentrale informiert, in welcher Region er sich nur aufhält, kann automatisch ein Alarm ausgelöst werden, wenn das Fahrzeug diesen Bereich verläßt. Wenn Sie dieses System nutzen, sollten Sie aber bei Dienstreisen und Urlaubsfahrten daran denken, der Zentrale den neuen Aufenthaltbereich bekanntzugeben. Sonst werden Sie vielleicht an der nächsten Grenze von der Polizei in Empfang genommen...

Das EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) ist ein ergänzendes Kontroll-System für GPS, das eine zuverlässigere Benutzung von GPS ermöglicht. Der Genauigkeitsgewinn ist geringer als bei DGPS. EGNOS ist eine Vorstufe und auch Ergänzung für Galileo. Mehr (englische) Informationen auf der Seite "What is EGNOS?" der ESA.

weitere Links zur GPS-Technik

Begriffe aus der GPS-Welt

NANU - Notice Advisory to NAVSTAR Users; Informationen über Nicht-Verfügbarkeit des GPS-Systems; werden im Internet und anderen Medien bereitgestellt

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