GPS - Global Positioning System

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GPS - Global Positioning System

Mehl, H.

Es wird der englische Begriff 'global positioning system' (Abk. GPS) beschrieben und erklärt, der ein satellitenbasiertes Positionsbestimmungssystem bezeichnet. Es ermöglicht die Ermittlung der aktuellen eigenen geographischen Position und gewinnt heute in vielen Lebensbereichen zunehmend an Bedeutung. Das GPS-System besteht aus drei Komponenten. Erstens, 24 GPS-Satelliten, die dem amerikanischen Verteidigungsministerium (DoD, department of defense) gehören und die von diesem für alle Nutzer kostenfrei betrieben werden. Sie strahlen permanent einen für die terrestrische Ortsbestimmung wichtigen zeitabhängigen Code ab. Zweitens, einigen bodengebundenen Satelliten-Beobachtungsstationen des DoD und drittens, GPS-Empfänger beliebig vieler Benutzer. Der in einem GPS-Empfänger enthaltene Minirechner ist in der Lage - aufgrund der von mehreren Satelliten gleichzeitig abgestrahlten Codes - seinen momentanen Abstand zum bestimmten Satellit zu berechnen. Sind die Aufenthaltsorte und die Abstände von vier Satelliten bekannt, läßt sich daraus die eigene Position im Raum eindeutig bestimmen. Die Abstandsmessung setzt allerdings eine synchrone Uhrzeit in Satelliten und Empfänger voraus. Leider führen eine Reihe von Störungen zu Genauigkeitsverlusten der GPS-Meßmethode. Als Beispiel werden Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit des vom Satelliten abgestrahlten Codes in der Erdatmosphäre genannt. Glücklicherweise gilt für diese Störungen, daß aufgrund der Höhe der Umlaufbahn der Satelliten in einer Umgebung eines Punktes auf der Erde die gleichen Störungen zu erwarten sind. Dies wird im sog. Differential-GPS-System zur Erhöhung der Meßgenauigkeit in GPS-Empfängern ausgenutzt. So können GPS-Empfänger die Genauigkeit der Ortsbestimmung von +/-50 m in den Zentimeterbereich verbessern.