Global Positioning System
Das Global Positioning System (GPS) (offiziell NAVSTAR GPS für Navigational Satellite Timing and Ranging – Global Positioning System“[1]) ist ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung. Es wurde in den 1970er-Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und am 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb genommen.[2]
Anfangs wurde die Genauigkeit der Satelliten-Signale von den Vereinigten Staaten künstlich verschlechtert (Selective Availability[3]) und war nur für die eigenen militärische Zwecke mit voller Genauigkeit verfügbar. Seit der der Abschaltung der künstlichen Signalverschlechterung im Mai 2000 ermöglicht GPS auch zivilen Nutzern eine Genauigkeit von bis zu 2 Metern. Die Genauigkeit lässt sich durch Differenzmethoden (Differential-GPS/DGPS) in der Umgebung eines Referenzempfängers auf Werte im Millimeter-/Zentimeterbereich steigern. Es werden drei Satelliten benötigt, um per Triangulation Längen-, Breitengrad und Höhe errechnen zu können. Ein vierter Satellit wird benötigt, um die Uhr des Empfängers mit den Uhren der Satelliten synchronisieren zu können. Es umkreisen 32 Satelliten in 20.183 km Höhe die Erde, 3 davon sind in Reserve. Die Satelliten bewegen sich auf genau festgelegten Bahnen, so dass je nach Standort und Empfangsbedingungen 6 bis 10 Satelliten gleichzeitig empfangbar sind. Mindestens 4 Satelliten sind überall auf der Erde gleichzeitig empfangbar. Für den Empfang benötigt man einen GPS-Empfänger, wie ein Smartphone oder ein Navigationssystem z. B. in einem Auto, einem Boot oder einem Schiff.[2] Das World Geodetic System (WGS 84) ist das Referenzsystem für das GPS.
Für die Entwicklung von GPS erhielten die US-amerikanischen Raumfahrtingenieure Bradford W. Parkinson (* 1935), Hugo Fruehauf (* 1939) und Richard Schwartz 2019 sowie der US-amerikanische Telekommunikationsingenieur James Spilker (1933–2019) den Queen Elizabeth Prize for Engineering.[4]
- BeiDou Navigation Satellite System (BDS) der Volksrepublik China
- Galileo, wird von der Europäischen Union betrieben und finanziert
- GLONASS (Globalnaja nawigazionnaja sputnikowaja sistema) von Russland
- IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) der Indian Space Research Organisation (ISRO) in Indien
- Quasi-Zenit-Satelliten-System (QZSS) für Japan
Literatur
- 2005: Understanding GPS: Principles and Applications, Second Edition, Herausgeber Elliott D. Kaplan und Christopher J. Hegarty, 728 Seiten, Artech House Inc, ISBN 978-1580538947 (Englisch)
- 2008: Das GPS Handbuch. GPS-Handgeräte in der Praxis: Grundlagen, Basis-Funktionen, Navigation und Orientierung, Karten, Ralf Schönfeld, 475 Seiten, Monsenstein und Vannerdat, 3. Auflage, ISBN 978-3865822345
- 2009: Satellitenortung und Navigation: Grundlagen, Wirkungsweise und Anwendung globaler Satellitennavigationssysteme, Werner Mansfeld, 392 Seiten, Vieweg+Teubner Verlag, 3. überarbeitete und erweiterte Auflage, ISBN 978-3834806116
- 2014: Satellitennavigation: Wie sie funktioniert und wie sie unseren Alltag beeinflusst (Technik im Fokus), Tobias Schüttler, 164 Seiten, Springer Vieweg, ISBN 978-3642538865
- 2017: Vermessung und Ortung mit Satelliten: Globales Navigationssatellitensystem (GNSS) und andere satellitengestützte Navigationssysteme, Manfred Bauer, 568 Seiten, Wichmann Verlag, 7. neu bearbeitete und erweiterte Auflage, ISBN 978-3879076345
- 2018: GPS. Theory, Algorithms and Applications. Third Edition, Guochang Xu und Yan Xu, 519 Seiten, Springer, Reprint, ISBN 978-3662570531 (Englisch)
Weblinks
- https://www.gps.gov/ Official U.S. government information about the Global Positioning System (GPS) and related topics
- DE:Genauigkeit von GPS-Daten – OpenStreetMap Wiki
- Elektronik-Kompendium.de | GPS - Global Positioning System
- Gunter's Space Page - GPS Navigation System
- U.S. Coast Guard Navigation Center - GPS Technical References
- Global Positioning System bei Wikimedia Commons
