Was bedeutet GPS?

GPS bedeutet „Global Positioning System“, zu Deutsch „Globales Positionssystem“ und ist ein Navigationssystem, das mit Hilfe von Satelliten die Position bestimmt. Dieses System wurde in den 1970er Jahren vom US-Verteidungsministerium entwickelt und ist seit den 1990er Jahren voll funktionsfähig. GPS wird weltweit zur Navigation genutzt.

Wie funktioniert GPS?

GPS Ortung

© Pixabay

Der GPS Tracker empfängt die Signale von Satelliten. Die Satelliten funken einen Code, über den sie ihre genaue Position und die Uhrzeit mitteilen. Zur genauen Positionsbestimmung muss der GPS Empfänger die Position von mindestens 4 Satelliten empfangen. Der Empfänger misst die Laufzeit der Signale der Satelliten, also vom Satellit bis zum Empfänger und daraus die aktuelle Position inklusive der Höhe.

Die Satelliten umkreisen die Erde in hohen Bahnen, diese werden Orbit genannt. Auf einem Orbit von ca. 25.000 km gib es Konstellationen von 24 bis 30 Satelliten, damit sichergestellt ist, dass auch bei schlechter Sicht zum Horizont möglichst immer die Signale von mindestens 4 Satelliten empfangen werden.

Der GPS Empfänger misst die Zeit, die ein Signal vom Satelliten bis zu ihm benötigt und kann somit die Entfernung bestimmen, diese ergibt den Radius, in dem er sich befindet. Ein einziger Satellit reicht nicht aus, denn bei einer einzelnen Messung der Entfernung könnte sich der Empfänger überall auf der Erde befinden. Das Signal eines zweiten Satelliten hilft die Schnittmenge zum ersten Signal zu bestimmen und so den Ort einzugrenzen. Durch den dritten Satelliten, der wiederum die ersten beiden Kreise schneidet, grenzt sich der Ort, wo sich der GPS Empfänger befindet, auf zwei mögliche Orte ein. Mit dem Signal eines vierten Satelliten kann der mögliche Ort auf einen einzigen begrenzt werden. Generell gilt, je mehr Satelliten Signale empfangen werden, desto genauer kann der Ort des GPS Trackers bestimmt werden.

GPS Ortung

© Pixabay

Aus den Empfangen Daten der Satelliten errechnet das GPS Gerät seine eigene Position. Es lässt sich nicht nur die Entfernung messen, sondern auch die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung. Die Geschwindigkeit lässt sich aus der Zeit errechnen, die für die Strecke zwischen zwei Satellitensignalen benötigt wurde.

 

Datenschutz

Da die GPS Empfänger nur Satelliten Daten empfangen, aber selber nichts senden, können sie ihre eigene Position bestimmen, aber nicht selber mitteilen. Zur GPS-Überwachung wird daher eine Kombination mit einem aktiven Sender benötigt. Hier haben sich Mobilfunkmodule als besonders praktikabel erwiesen, welche die Position an Dritte übermitteln können.

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