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Geschichte der GPS-Technik<\/h3>\n
Die Buchstaben GPS stehen f\u00fcr Global Positioning System. Damit ist bereits sehr gut getroffen, was GPS ist, n\u00e4mlich eine Technik, mit der auf dem gesamten Globus die Position eines Empfangsger\u00e4ts bestimmt werden kann. GPS war zun\u00e4chst f\u00fcr die milit\u00e4rische Nutzung vorgesehen, schlie\u00dflich wurde es in den 1970er Jahren vom US-amerikanischen Verteidigungsministerium dazu entwickelt, das bis dahin genutzte Ortungssystem abzul\u00f6sen. Mit GPS sollten unter anderem Waffen, Flugzeuge und Schiffe besser geortet werden. Der Wechsel auf GPS erfolgte schlie\u00dflich im Jahr 1985, etwa zehn Jahre sp\u00e4ter galt das System vollst\u00e4ndig funktionsf\u00e4hig.<\/p>\n
In dieser Zeit wurde auch damit begonnen, GPS vermehrt f\u00fcr die zivile Nutzung zu verwenden. Das hatte allerdings eine entscheidende Einschr\u00e4nkung. Es gab eine k\u00fcnstliche Verschlechterung der Signalqualit\u00e4t, was zur Folge hatte, dass die Positionen nicht exakt bestimmt werden konnten. Diese willk\u00fcrliche Abweichung betrug zum Teil mehr als 100 Meter und diente in erster Linie dem Zweck, milit\u00e4rischen Gegnern einen Angriff zu erschweren. Die St\u00f6rquellen wurden 2000 abgeschaltet, was auch der zivilen Nutzung dienlich war. Seitdem ist es f\u00fcr alle m\u00f6glich, die Position bis auf wenige genau zu bestimmen.<\/p>\n
In st\u00e4dtischen Gebieten, wo der GPS-Empfang h\u00e4ufig durch andere Einfl\u00fcsse gest\u00f6rt wird, kann die Abweichung bis zu 15 Meter betragen. Im Freien ist die GPS-Ortung so genau, dass sich die Abweichungen im Idealfall auf lediglich drei Meter belaufen. Diese Eigenschaft machen sich heute unter anderem Landwirte zu Nutze, die Mithilfe von GPS-Daten die Saat auf den Feldern austragen.<\/p>\n
GPS: Die Funktionsweise<\/h3>\n
In den Ger\u00e4ten, die wir zur Ortung verwenden, sind GPS-Empf\u00e4nger verbaut. Ihre einzige Funktion ist, das GPS-Signal von Satelliten aufzunehmen. Sie senden selbst kein Signal aus. Damit die Ortung genutzt werden kann, sind Verbindungen zu mindestens drei Satelliten erforderlich. Je mehr Satellitensignale empfangen werden k\u00f6nnen, desto genauer ist die Ortung m\u00f6glich. Die Satelliten strahlen permanent ihre aktuelle Position und die Uhrzeit aus.<\/p>\n
Ein GPS-Empf\u00e4nger ben\u00f6tigt eine freie Sicht auf den Satelliten, um dessen Signal aufnehmen und verarbeiten zu k\u00f6nnen. Dies geht am besten im Freien. Aber auch durch eine Fensterscheibe kann er es empfangen.<\/p><\/blockquote>\n
Durch das Signal registrieren die GPS-Empf\u00e4nger die Distanz, die sie zu einem Satelliten haben. Empfangen sie lediglich ein Signal, wird eine bestimmte Laufbahn mit Punkten beschrieben, die die gemessene Entfernung aufweisen. Das sind jene Punkte, auf denen sich der Empf\u00e4nger theoretisch befinden kann. Kommt das Signal eines zweiten Satelliten hinzu, wird eine weitere Laufbahn beschrieben. Die Schnittpunkte grenzen nun m\u00f6gliche Positionen ein, in denen sich der Empf\u00e4nger befindet, ein. Durch das Signal eines dritten Satelliten ergibt sich ein weiterer Schnittpunkt, der eine eindeutige Ortung erm\u00f6glicht. Damit GPS vollst\u00e4ndig funktioniert, ist ein vierter Satellit erforderlich, \u00fcber den ein Abgleich der Uhrzeit stattfindet.<\/p>\n
Die Uhrzeit ist der entscheidende Faktor, um die Entfernung zu bestimmen: Die Wellen, die auf den Empf\u00e4nger treffen, enthalten als Information die Uhrzeit, zu der sie losgeschickt werden. Da ein GPS-Empf\u00e4nger mit einer eigenen Quarzuhr ausgestattet ist, kann er die Zeitdifferenz berechnen, die zwischen dem Aussenden und Empfangen des Signals vergeht. Da sich die GPS-Wellen in Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, l\u00e4sst sich daraus die Strecke errechnen, die sie bis zum Auftreffen auf den Empf\u00e4nger zur\u00fccklegen. Die mittels GPS-Technik gemessene zur\u00fcckgelegte Distanz kann ins Verh\u00e4ltnis zur Zeit gesetzt werden.<\/p>\n
Damit ist es m\u00f6glich, eine Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich der GPS-Empf\u00e4nger zur\u00fccklegt. Wegen der Ungenauigkeit, die das System hat, sollten sich allerdings insbesondere Verkehrsteilnehmer nicht alleine auf die angezeigten Werte verlassen. Auto- und Motorradfahrer sollten sich vielmehr am Wert orientieren, der auf dem Tacho des jeweiligen Verkehrsmittels angezeigt wird.<\/p>\n
Daf\u00fcr nutzen wir GPS heute<\/h3>\n
In der zivilen Nutzung kam GPS zun\u00e4chst in herk\u00f6mmlichen Navigationsger\u00e4ten zum Einsatz. Die Nutzer haben einen Zielort eingegeben, das Ger\u00e4t hat dann einen Weg errechnet, wie dieses vom jeweiligen Standpunkt aus \u00fcber die im Kartenmaterial vorhandenen Wege erreicht werden kann. Ebenso werdende heute verschiedene mobile G\u00fcter wie hochwertige Fahrr\u00e4der mit einem GPS-Empf\u00e4nger ausgestattet. Er erm\u00f6glicht, dass beispielsweise nach einem Diebstahl die Position bestimmt werden kann.<\/p>\n
Dieser Einsatzbereich ist auch heute noch weit verbreitet. Allerdings sind noch viele weitere hinzu gekommen. Beim Geocaching, der sogenannten digitalen Schnitzeljagd, werden die Koordinaten eines Zielpunkts eingegeben, an dem ein sogenannter Cache versteckt ist. Ziel des Spiels ist es, diesen Cache zu finden und zu dokumentieren. Auch Apps wie Pokemon Go setzen auf eine \u00e4hnliche Weise auf GPS Daten. Hier besteht die Aufgabe des Spielers darin, bestimmte Punkte erreichen, an denen spezielle Spielfunktionen genutzt werden k\u00f6nnen. So kann die Umgebung aktiv ins Spielgeschehen integriert werden.<\/p>\n
Bei Sportereignissen nutzen die Veranstalter zum Teil ein eigenes, engmaschiges GPS Netz, um die Teilnehmer orten zu k\u00f6nnen. Da es genauer ist, wird es beispielsweise bei der Formel 1 dazu genutzt, die jeweils aktuelle Geschwindigkeit der Autos zu ermitteln.<\/p><\/blockquote>\n
Es gibt auch Konkurrenten zur US-amerikanischen GPS-Technik. Das russische System Glonass ist bereits funktionsf\u00e4hig. Auch aus China St\u00e4mme mit Beidou eine Alternative, die derzeit allerdings noch in der Entwicklung steckt. Bei uns in Europa ist au\u00dferdem das Satellitensystem der Europ\u00e4ischen Union bekannt, das den Namen Galileo tr\u00e4gt. Es wurde Ende 2016 gestartet, steht allerdings noch nicht f\u00fcr die zivile Nutzung zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Wir alle nutzen regelm\u00e4\u00dfig den Satellitendienst GPS, um uns die aktuelle Position anzeigen oder zu einem voreingestellten Ort navigieren zu lassen. Heute ist in fast jedem Smartdevice, sowohl die n\u00f6tige Hardware als auch die erforderliche Software installiert<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":5296,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[182],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5294"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5294"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5294\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5298,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5294\/revisions\/5298"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5296"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5294"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5294"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.tec-trends.de\/tec\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5294"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}