Das Grundprinzip der GPS-Positionsbestimmung

GPS-Positionsbestimmung

GPS-Positionsbestimmung

Die Erfinder des GPS haben sich ein geniales Verfahren ausgedacht, mit dem man rund um die Uhr und an jedem Punkt der Erde ausreichend viele Satelliten gleichzeitig empfangen kann, die für eine GPS-Positionsbestimmung nötig sind. Über der Erde kreisen ca. 30 Satelliten auf 6 verschiedenen Umlaufbahnen.

Die ermittelnde GPS-Position liegt im Schnittpunkt bzw. Schnittraum von drei oder mehr Kugel-Oberflächen: Es werden mindestens drei Satelliten benötigt, um die Position im Raum berechnen zu können. Durch die drei Satellitenpositionen und die drei Entfernungen ist die gesuchte Position eindeutig im Raum festgelegt.

Bei der Entfernungsmessung senden die Satelliten elektromagnetische Signale, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Mithilfe der Zeit, die ein Signal vom Satelliten bis zum Standort des Empfängers braucht, lässt sich die Entfernung berechnen. Man braucht sehr präzise Uhren, um die Entfernungen möglichst exakt zu ermitteln. Ein Laufzeitmessfehler von 0,001s würde eine Abweichung von 300km bedeuten.

Um das Fehler zu reduzieren, werden mindestens 4 Satelliten verwendet. Einer der Satelliten dient als Zeitreferenz. Bei guten Empfangsbedingungen werden meist mehr als acht Satelliten in die Positionsberechnung einbezogen. Je mehr Satelliten ausgewertet werden können, desto genauer ist die GPS-Positionsbestimmung.

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