Global Positioning System
von Volker Roth
Was ist GPS?
- GPS wird global als Navigationssatellitensystem für eine Positionsbestimmung sowie für eine Zeitmessung verwendet.
- Die Entwicklung fand zwischen den Jahren 1970 und 1985 im US-Verteidigungsministerium statt.
- Funktionsfähig ist GPS aber erst seit Mitte der 90er-Jahre
- Wird seit dem Jahr 2000 für die Zwecke der Ortungsfähigkeit von bis zu 10 Meter Genauigkeit verwendet.
Die Geschichte
- Deutscher Ingenieur Karl Hans Janke meldete ein Patent an.
- Der erste GPS-Satellit wurde 1978 vom Vandenberg-Startplatz in die Umlaufbahn geschossen
- Volle Funktionsbereitschaft im April 1995 erreicht.
- Genauigkeit aus Sicherheitsgründen künstlich verschlechtert.
- Am 2. Mai 2000 wurde künstliche Ungenauigkeit abgeschaltet
- Aufschwung der Navigationssysteme in Fahrzeugen und im Außenbereich
Die Geschichte
- Am 25. September 2005 brachte eine Rakete den ersten GPS-Satelliten der Baureihe GPS 2R-M in den Weltraum.
- Am 17. August 2009 startete der letzte GPS Satellit.
- Das Pentagon bestellte am 9. Mai 2008, die ersten acht Satelliten der dritten Baureihe
- Für Entwicklung und Bau wurden 2 Mrd. US-Dollar bereitgestellt.
- Sie unterscheiden sich durch eine erhöhte Signalstärke, um eine Störung der Signale zu erschweren.
Die Ortungsfunktion
- GPS baut auf ein Satellitensystem auf.
- Durch Signallaufzeiten können dann die GPS-Empfänger ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen.
- Mit einem GPS lässt sich nicht nur die Position bestimmen, sondern auch die Geschwindigkeit.
- Ein GPS-Empfänger hat zu mindestens vier Satelliten Kontakt.
- Ein Satellit besitzt im Durchschnitt eine Lebensdauer von 7,5 Jahren.
- Aktuell benötigt man 60 Tage für das Austauschen eines Satelliten
Die Datensignale
- Das Datensignal wird auf zwei Frequenzen ausgesendet.
- L1-Frequenz (1575,42MHz) für zivile Nutzung.
- Nicht öffentlich P/Y-Code für die militärische Nutzung.
- L2-Frequenz (1227,60 MHz) überträgt nur den P/Y-Code.
- Elektromagnetische Strahlung breitet sich wie sichtbares Licht fast geradlinig aus
- Bewölkung oder Niederschlag beeinflussen nur wenig, auch in Gebäuden etc. funktionsfähig
Die Satellitenmodelle
- Fortlaufende Navstar-Nummer des Satelliten
- USA-Nummer
- Fortlaufende SVN-Nummer für GPS-Satelliten
- PRN(Pseudozufallrauschen)-Nummer
Wo wird GPS verwendet
- Millitär
- Heute in der Zivilisation
- Hersteller
Bsp. Auto
- Mit umfangreichen Landkarten- und Stadtplan-Software
- Akustische Richtungsanweisungen
- Sprachausgabe mit Richtungsangaben
Eingebautes GPS im Auto
- Festeingebaute Systeme teurer als mobile Geräte.
- Der Vorteil Navigation in Autos:
- -bessere konzentration
- -Orientierungssinn -> weniger Treibstoffverbrauch.
- -GPS kann auch zur Diebstahlsicherung genutzt werden.