GPS Ortung

GPS

(heißt Globales Positionsbestimmungssystem)
Das GPS dient zur Bestimmung der Position eines Empfängers. Es ist auf der gesamten Welt verwendbar, denn es bedient sich der Satellitentechnik. Ziel war es, ein passives System zu erstellen, das dauerhaft arbeitet und keine Initialisierungen benötigt. Auf der einen Seite sollte es einer unbegrenzten Benutzerzahl zur Verfügung stehen, andererseits wollte man aber auch verhindern, das der Nutzer geortet werden kann. Auch sollten die Empfangsgeräte tragbar und gegenüber (gewollten als auch ungewollten) Störungen möglichst immun sein. Die Positionsbestimmung ist weder vom Standort, noch von der Uhrzeit und auch nicht vom Wetter abhängig.
Beim GPS handelt es sich um eine militärische Entwicklung, bei welcher aber auch die zivile Nutzung mit eingeplant wurde.
Positionsbestimmung mit GPS
Grundsätzlich besteht die Standortbestimmung aus der Messung der Laufzeitdifferenzen der einzelnen Satellitensignale. Hier ein Beispiel:
Die beiden Sender P1und P2 sowie der gesuchte Punkt P (=Empfänger) liegen hier auf einer Linie. Da ja die Koordinaten der Sender bekannt sind, ist auch der Abstand dieser beiden bekannt. Daraus, mit welchem Zeitunterschied die jeweils gleichartigen Signale (zum Zeitpunkt 0 oder 1 oder 2, ¼) beim Ziel ankommen, und aus dem Abstand der Sender kann nun die Position des Empfängers berechnet werden.

Wie vorher schon gesagt, benötigen wir 4 Satelliten, um den Standort richtig zu erkennen. Man kann sich das recht gut am unteren Bild überlegen:
2 Sender: Beide Signale breiten sich kugelförmig aus. Wo sich nun diese beiden Kugeln überschneiden, bilden die Schnittpunkte einen Kreis. Ich befinde mich also irgendwo auf diesem Kreis.
3 Sender: Die dritte Kugel schneidet diesen Kreis in zwei Punkten. Es ist aber immer noch nicht sicher, welcher denn nun meiner Position entspricht.
4 Sender: Nur mit dem vierten Sender ergibt sich nun eindeutig mein Standpunkt.
Da diese vier Satelliten u.a. auch ihre genaue Position senden, kann nun der genaue Standort des Empfängers errechnet werden.
Differentielles GPS (DGPS)
Eine Genauigkeitssteigerung für die absolute Positionsbestimmung läßt sich mit einem differentiellen GPS erreichen. Hierzu wird ein zweiter Empfänger benötigt, der an einem stationären Ort mit bekannter Position die gleichen Satelliten empfängt, wie der mobile Empfänger.
Die Differenz zwischen empfangener und bekannter Position des stationären Empfängers ergibt den Fehler im Signal. Anschließend muß der Fehler an die mobile Station beispielsweise per Funk übermittelt werden. In dem mobilen GPS-Empfänger ist dann bei der Positionsbestimmung dieser

Fehler zu berücksichtigen. Je nachdem wie gut der Fehler ermittelt wird, läßt sich eine Genauigkeit von deutlich unter fünf Metern erreichen. Diese differentielle Methode läßt sich in einem Umkreis von ungefähr 100 km um den stationären Empfänger anwenden. quelle:gps-ortung.org