Wie funktioniert ein GPS?
Die Zeiten ändern sich und die Technik schreitet voran. Bei vielen Gelegenheiten haben wir diesen Satz gehört, in dem argumentiert wird, dass alle vergangenen Zeiten besser waren. Die Menschheit hat neue Navigationssysteme entwickelt, die die traditionellen Systeme wie Sonne, Mond, Sterne, Kompass und Papierkarten ersetzt haben. Heute gibt es Programme und Anwendungen, die GPS-Geräte von unseren Handys, Tablets oder Computern aus nutzen.
Die technologische Revolution hält Einzug in alle Bereiche des täglichen Lebens. In Zeiten der technologischen Entwicklung ist es zu einer Priorität geworden, den Standort von Autos, Lastwagen mit Waren und sogar von Haustieren oder unfallgefährdeten Personen genau zu kennen, indem man sich auf Satellitenortung und das Global Positioning System (GPS) verlässt.
Aber was ist dieses GPS-System?
GPS ist ein Satellitenortungssystem. Es ist für jeden verfügbar und lokalisiert Punkte zu jeder Zeit und an jedem Ort der Erde. Diese Suche bzw. Ortung erfolgt mit einer einzigartigen Genauigkeit, die je nach Gerätetyp und verwendeter Technik zwischen 100 Metern und Millimetern liegt.
Sein Ursprung geht auf das Jahr 1957 in der untergegangenen Sowjetunion zurück. Damals schoss die UdSSR ihren berühmten künstlichen Satelliten Sputnik I ins All, der so klein wie ein Basketball war und 183 Gramm wog. Seine Position wurde durch den Dopplereffekt und mit einem Signal überwacht, das einen „Piepton“, ein 20 Mhz-Signal, aussendet und auf der Erde detektierbar war.
Dies brachte die Physiker William Guier und George Weiffenbach auf die Idee, diese Signale mit auf der Erde befindlichen Empfängern zu erfassen. Außerdem konnten sie es aufzeichnen und die Realität dieses Artefakts im Raum erkennen, indem sie in ihrem Labor feststellten, wie schnell es sich bewegte. Etwas, das auch im TRANSIT-System der U.S. Navy verwendet wurde, die sechs Satelliten einsetzte, um eine weltweite Abdeckung der globalen Berechnung zu erhalten.
So funktioniert das Global Positioning System (GPS).
Das GPS (Global Positioning System) ist ein elektronisches Informationssystem, das von der US-Armee seit 1972 eingeführt wurde und dank seiner Nützlichkeit und Vielseitigkeit für die genaue Lokalisierung eines geografischen Punktes schnell auch im zivilen Bereich installiert wurde und zu einem der wichtigsten Hilfsmittel für den Menschen wurde.
Sein Betrieb hat einen einzigartigen Schlüssel, der sich im Weltraum befindet, basierend auf einer „Konstellation“ von 31 Satelliten, die die Erde in einer Höhe von etwa 20 Tausend Kilometern umkreisen und sich in verschiedenen Ebenen befinden, um eine globale Abdeckung und Konstante zu erreichen. Diese Satelliten senden ein Funksignal namens „Ephemeris“ aus, das von den GPS-Antennen von Navigationsgeräten, Handys, Uhren oder Empfängern jeglicher Art aufgefangen wird.
Mit Hilfe des Peilsenders für Autos ist es auch möglich, die Signale mehrerer Satelliten zu kombinieren und durch eine Triangulation die Position einer Person oder eines Fahrzeugs mit einer ungefähren, überraschenden Genauigkeit von fünf Metern zu orten, die sich bei einigen Steuerungssystemen und je nach Verwendung diverser Kommunikationsbänder auf einen Minimalwert von bis zu einem Meter reduzieren lässt.
Damit das GPS-System korrekt funktioniert, müssen mehrere Variablen berücksichtigt werden, unter anderem die Gravitation und die Rotation der Erde, da die 31 GPS-Satelliten in 6 nahezu kreisförmigen Bahnen in einer durchschnittlichen Höhe von 20.200 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von 14.000 km/h (3,88 km/s) kreisen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Uhren der GPS-Satelliten perfekt mit der Zeit auf der Erde (die sich in einer Höhe von 20.200 km befindet) synchronisiert sein müssen. Ansonsten können die vom GPS gelieferten Werte Schwankungen von 10 bis 12 km pro Tag aufweisen.
Satellitenverfolgung
Im Allgemeinen befindet sich im Inneren des Satellitenortungssystems ein Gerät mit einem GPS-Empfänger und einem Modem für den Zugriff auf das Mobilfunknetz, das in Fahrzeugen oder in Gegenständen wie Uhren angeordnet ist. Dieses Gerät empfängt einen Bericht über den vom GPS ermittelten Standort und sendet ihn über das Mobilfunknetz an die zentrale Plattform, um die gewünschte Position über Internet- oder Mobilanwendungen zu visualisieren.
Die Satellitentechnik ermöglicht verschiedene Anwendungen im Alltag. Aus diesem Grund können Hilfsmittel zur Lokalisierung sowohl in Unternehmen als auch für Einzelpersonen eingesetzt werden. Dies ist ein klarer Vorteil in Bezug auf Aufwand, Geld und Zeit, um verschiedene Zwecke zu erreichen.
