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Kapitel 2: GPS-Informationen
2.1 Über Satellitennavigation
Globale Satellitennavigation ist eine hochinteressante Technologie, die fortgeschrittene Produktivität und Präzision für
zahlreiche Industriezweige liefert. Sie bietet eine neue Dimension an Spass und Sicherheit für eine breite Palette von
Navigations-, Sport- und Freizeitaktivitäten.
Ein globales Satellitennavigationssystem (GNSS) ist ein Netz von Satelliten, das Hochfrequenz-Radiosignale überträgt, die
Zeit- und Entfernungsinformationen enthalten, die von jedem Empfänger aufgenommen werden können und den Benutzern
so erlauben, überall auf der Erde ihre exakte Position zu bestimmen.
Es gibt zwei globale Navigationssatellitensysteme, die in Betrieb sind: das US-amerikanische globale Positionierungssystem
GPS und das russische GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS). Diese Systeme werden laufend verbessert, um ein
höheres Zuverlässigkeitsniveau zu erreichen. Ein drittes GNSS namens GALILEO, nach dem italienischen Astronomen des
Beginn des 16. Jahrhunderts benannt, wird derzeit in Europa entwickelt, um ein höheres Niveau an Sicherheit und
Zuverlässigkeit zu erreichen, welches benötigt wird, um Menschenleben bei Luft-, Boden- und Seetransporten zu schützen,
ohne hierbei zusätzliche Korrektursysteme zu verwenden.
Während die GPS- und GLONASS-Satellitennetzwerke zur Optimierung der Leistungsfähigkeit entwickelt werden, wurden
satellitenbasierte Korrektursysteme (SBAS, Satellite-Based Augmentation Systems) geschaffen, um die Genauigkeit der
Satellitennavigation zu verbessern. SBAS liefern differentiale Signalkorrekturen für GPS- und GLONASS-Übertragungen; sie
verwenden hierfür Bodenstationen und geostationäre Satelliten in spezifischen Regionen. Dies ist GNSS-1, die erste Phase
zur Schaffung der für hochpräzise Satellitennavigation benötigten Integrität.
GNSS-2 benötigt den Abschuss neuer Satelliten in die Erdumlaufbahn, sowie eine vollständige Erneuerung des bestehenden
Satellitensystems. Die zweite Phase hat bereits vor einiger Zeit begonnen. GALILEO, dessen Start für das Jahr 2008 geplant
ist, soll den Standards von GNSS-2 für schnelle, zuverlässige, zertifizierte und präzise Positionsbestimmungen entsprechen.
2.2 So funktioniert Satellitennavigation
Globale Navigationssatelliten übertragen bei ihrer Umkreisung der Erde in einer bestimmten Anordnung permanent Zeit- und
Entfernungsinformationen. Satellitennavigationsempfänger verwenden diese Informationen, um eine präzise Position durch
Triangulation zu berechnen. Jeder Punkt auf der Erde wird durch zwei Zahlensätze identifiziert, die man Koordinaten nennt.
Diese Koordinaten stellen den genauen Punkt dar, auf dem eine horizontale Linie, genannt Breite, eine vertikale Linie
kreuzt, genannt Länge. Der Empfänger nimmt Verbindung mit mindestens drei Satelliten auf und verwendet die
empfangenen Informationen, um die Koordinaten des Geräts zu bestimmen.
Durch einen Vergleich der Zeit, zu der die Signale von den Satelliten übertragen wurden und der Zeit, zu der sie
aufgezeichnet wurden, berechnet der Empfänger, wie weit jeder Satellit entfernt ist. Die Entfernung des Empfängers
zu drei oder mehr Satelliten gibt seine Position auf der Erdoberfläche an. Mit diesen Entfernungsmessungen kann der
Empfänger außerdem Geschwindigkeit, Peilung, Dauer des Trips, Entfernung zum Ziel, Höhe und mehr berechnen.
Das Satellitennavigationsgerät kann seine Position mit Längengrad und Breitengrad, nach der Universalen Transversalen
Merkator-Projektion (UTM), nach dem Militärrastersystem MG oder einfach als Punkt auf einer elektronischen Karte
anzeigen. Viele Empfänger von Thales Navigation liefern umfangreiche Kartendaten und machen so Satellitennavigation
zu einem einfachen Werkzeug zur Optimierung Ihrer Freizeit- und Berufsaktivitäten.
2.2.1 Sichtlinie
Satellitennavigationsempfänger arbeiten über eine Sichtlinie zu den Satelliten des globalen Positionierungssystems.
Dies bedeutet, dass zur Berechnung der Länge und Breite mindestens drei Satelliten in "Sichtweite" eines Empfängers
sein müssen. Zur Berechnung der Höhe muss sich außerdem ein vierter Satellit in Sichtweite befinden. Durchschnittlich
befinden sich von jeder Position auf der Erde aus permanent acht Satelliten in Sichtweite; je mehr Satelliten in Sicht sind,
desto genauer ist die Positionierung.
