GPS
GPS (Global Positioning System) ist ein Navigations-Satellitensystem, das zur Positionsbestimmung und Zeitmessung dient. Es bildet die technische Grundlage des Geocachings.
Funktionsweise
Der Empfänger auf der Erde empfängt Signale von Satelliten, welche sich auf einer Umlaufbahn um die Erde befinden und ständig Datenpakete mit verschiedenenen Informationen (z. B. Sendezeit, augenblickliche Position des Satelliten) versenden. Das GPS-Gerät bestimmt die Ankunftszeit des Signals und berechnet somit die Entfernung zum jeweiligen Satelliten. Zur Bestimmung der Position des Empfängers im Raum werden mindestens drei verschiedenen Satelliten benötigt.
In Wirklichkeit funktioniert dies jedoch nicht so einfach. Die Anforderungen an die Genauigkeit sind durch eine Übertragung der Signale mit Lichtgeschwindigkeit sehr hoch gesteckt: Weicht die Laufzeit um eine tausendstel Sekunde ab, so entsteht ein Distanzfehler von 300 km. Damit wäre das System unbrauchbar. Deshalb benötigt man oft das Signal eines vierten Satelliten.
Um einen Kontakt des GPS-Empfängers mit mindestens vier Satelliten zu gewährleisten, sind ingesamt mindestens 24 Satelliten im Einsatz, welche die Erde zweimal täglich in über 20.000 km Höhe umkreisen.
Genauigkeit
Mit einem normalen GPS-Gerät lässt sich eine Genauigkeit von 2-3 Metern erzielen. Um einen möglichst guten Signalempfang zu ermöglichen, ist eine direkte Sichtverbindung zu den Satelliten erforderlich.
Ungenauigkeiten treten vor allem in geschlossenen Gebäuden oder zwischen hohen Gebäuden auf. Große Abweichungen können auch durch ungünstige Stellung der Satelliten entstehen (beispielsweise bei dicht beieinander stehenden Satelliten). Für eine genaue Positionsbestimmung sind demnach Satellitensignale aus verschiedenen Himmelsrichtungen vom Vorteil.
Die Signale werden durch das Wetter (Bewölkung, Niederschlag) nur wenig beeinflusst.
Geschichtlicher Überblick
Der erste GPS-Satellit startete im Jahr 1978, nachdem fünf Jahre zuvor das GPS-Programm gestartet worden war. 1955 wird dann die volle Funktionsbereitschaft bekannt gegeben. Zu dieser Zeit befanden sich bereits 24 Satelliten im Einsatz.
Um militärische Gegner auszuschließen, wurde die Genauigkeit für alle Nutzer ohne Schlüssel künstlich verschlechtert. Die Fehler waren dabei größer als 100 m und ließen somit keine genaue Positionsbestimmung zu.
Zum 1. Mai 2000 schaltete man diese künstliche Ungenauigkeit wieder ab. Somit kann man das System auch außerhalb des bisherigen Anwendungsbereiches zur präzisen Positionsbestimmung nutzen. Dies führte zum Aufschwung von Navigationssystemen und in den USA wird mit dem Verstecken der ersten Geocaches begonnen. Diese Art der Freizeitbeschäftigung entwickelte sich nun auch in allen anderen Ländern der Erde.
Weblinks
- Global Positioning System – ausführlicher Artikel in der Wikipedia
- Trickfilm zur Funktionsweise