|
Satellitennavigation für Jedermann!
Satellitennavigation, eine faszinierende Technologie, hat
das Navigieren auf dem Lande, zu Wasser und in der Luft
revolutioniert. An jedem Punkt der Erde können rund um die Uhr immer
genügend Navigationssignale empfangen werden, um metergenau zu
navigieren. Einfach zu bedienende Empfangsgeräte werten die Signale
aus und stellen alle zur Navigation erforderlichen Daten
übersichtlich zur Verfügung. Die Satellitennavigation ist
mittlerweile so erschwinglich und einfach geworden, dass der Einsatz
eines der kleinen GARMIN GPS-Empfänger für jeden interessant
geworden ist. Als Personal-Navigator zum Wandern und Bergsteigen,
für Fahrradtouren und Motorradreisen, für Caravan und Boot oder für
Geschäftsreisende und für die Strassennavigation gibt es viele
Lösungen.
Mit Hilfe der GARMIN GPS-Empfänger ist es besonders einfach die
gegenwärtige Position auf wenige Meter genau zu bestimmen. Innerhalb
von Sekunden die Position bestimmend und sehr zuverlässig auf der
ganzen Welt einsetzbar, bieten diese handlichen elektronischen
Helfer dem Wanderer, Expeditionsteilnehmer, Ballonfahrer, Auto- oder
Motorradfahrer das Nonplusultra der modernen Navigation.
Was ist GPS (Global Positioning System)?
Das GPS ist ein satellitengestütztes Navigationssystem des
amerikanischen Verteidigungsministerium (DoD) und besteht aus
mindestens 24 Satelliten. Die Satelliten umkreisen die Erde mit 3.9
km pro Sekunde und haben eine Umlaufzeit von 12 Stunden Sternzeit,
was in Erdenstunden 11 Stunden 58 Minuten ausmacht. Das bedeutet,
dass der gleiche Satellit jeden Tag etwa 4 Minuten früher über der
gleichen Position steht. Die mittlere Entfernung vom Erdmittelpunkt
beträgt 26'000 km, was bei einem mittleren Erdradius von 6300 km zu
einer Bahnhöhe von etwa 20000 km führt. Die Signale werden vom
GPS-Empfänger empfangen und in eine Positionsangabe umgerechnet
werden. Aus den Laufzeiten der Signale von mehreren gleichzeitig
empfangenen Satelliten und deren Standort berechnet der
GPS-Empfänger laufend, z.B. einmal pro Sekunde, seinen Standort auf
der Erde. Das System ist unabhängig von Licht- und
Sichtverhältnissen, Missweisung, Ablenkung oder Landmarken. GPS ist
also auch dort noch brauchbar, wo andere Orientierungsverfahren
versagen. Der Standort kann oft auf einen einzigen Tastendruck hin
angezeigt werden, ohne dabei rechnen oder zeichnen zu müssen.
Moderne GARMIN GPS-Empfänger haben eine Kapazität zur Auswertung von
12 Satelliten. Um nun die Position zu bestimmen, vergleicht der
GPS-Empfänger die Zeit, zu der das Signal ausgesandt wurde mit der
Zeit, zu der das Signal empfangen wurde. Aus dieser Zeitdifferenz
kann die Entfernung des Satelliten berechnet werden. Werden nun von
weiteren Satelliten Messungen hinzugefügt, so kann die aktuelle
Position durch Trilateration (Entfernungsmessung von drei Punkten
aus) bestimmt werden werden. Zur Bestimmung von Länge und Breite
(2-D) ist der Empfang von mindestens 3 Satelliten erforderlich. Für
eine Bestimmung der Position einschliesslich der Höhe über Meer
(3-D) ist der Empfang von mindestens 4 Satelliten notwendig.
Ausserdem wird die genaue Uhrzeit, sowie Fahrtrichtung und
Fahrtgeschwindigkeit bestimmt. Die von den GPS-Satelliten
abgestrahlten Signale können von jedem Anwender auf der ganzen Welt
kostenfrei empfangen und genutzt werden. Zweck dieses Systems ist
es, jedem Benutzer mit einem GPS-Empfänger, die Möglichkeit zu
geben, seine eigene Position zu bestimmen. Ein GPS-Gerät ersetzt in
der Regel weder Kompass noch Höhenmesser (insbesondere dann, wenn
keine Bewegung erfolgt), auch wenn manchmal ein vergleichbarer
Effekt entsteht.
Die Auswertung und Darstellung der Signale erfolgt über die GPS
Empfänger. Bei modernen GPS Geräten wird jede Sekunde eine neue
Positionsbestimmung durchgeführt. Heute ist es möglich, aus den
empfangenen Satelliteninformationen folgende nützliche Information
zu gewinnen: Position (Längen-/Breitengrad), Höhe über dem Meer,
Geschwindigkeit, Zeit und Datum. Die meisten auf dem Markt
befindlichen GPS Empfänger können nebst diesen Grundinformationen
hinaus- noch wesentlich mehr. Erwähnenswert sind folgende
Eigenschaften: Speichern von Wegpunkten, Aufzeichnen von
zurückgelegten Strecken, Auffinden von Wegpunkten, Zeit bis zum
Zielpunkt, Rückführung auf den gleichen Weg, exakter Sonnenauf- und
Untergang am jeweiligen Ort, Markieren der aktuellen Position in
einer digitalen Landkarte, Anzeigen des Kompasskurses, Darstellung
einer Kompassrose, Alarmfunktion bei Annäherung an eine Gefahrenzone
usw.
Wie genau ist GPS?
Die Systemgenauigkeit von GPS liegt im Prinzip im Zentimeterbereich.
Aus militärischen Gründen wurde das zivil nutzbare Signal (SPS
(Standard Positioning Signal) vom Betreiber lange Jahre künstlich
verfälscht. Mit aktivierter «Selective Availability» (SA) erreichten
die GPS-Empfänger typischerweise Genauigkeiten von etwa 80 Metern.
Daraus resultierte eine Ungenauigkeit die zwischen 30 bis über 100 m
schwanken konnte.
Am Dienstag, den 2. Mai 2000 wurde auf
Anordnung des damaligen US-Präsidenten, die SA (Selective
Availability), also die künstliche Verschlechterung des
GPS-Signals für zivile Benutzer,
abgeschaltet. Durch
Abschaltung der SA bedeutet das für die GPS-Anwender wesentlich
genauere Positionsangaben im Bereich um ca. 3 bis 8 Meter, das
heisst also rund zehnmal kleinere Positionsverfälschungen als
bisher. Trotzdem können die USA jederzeit den GPS-Empfang in
bestimmten Regionen selektiv abschalten, um beispielsweise
Kriegsparteien einen Teil ihrer Orientierungsmöglichkeiten zu
nehmen.
|
U.S. National
Geodetic Survey - Positionsvergleich mit und ohne
Selective Availability (SA) |
 |
 |
|
Die Abbildung links (mit
SA) zeigt, dass 95% der Messpunkte in einem Radius von
44.2 m auftreten. Die Abbildung rechts (ohne SA) zeigt
noch einen Radius von 4.1 m. |

Das Trefferbild von
GPS-Signalen mit und ohne SA verdeutlicht den Gewinn an
Genauigkeit. Deutlich ist der Abschaltzeitpunkt zu
erkennen.
Y-Achse: Abweichung in Meter, X-Achse: Uhrzeit |
|
Quelle: Abbildungen:
Interagency GPS Executive Board (USA) |
| |

01. Mai 2000, WEISSES HAUS, Büro des Pressesprechers,
Zur sofortigen Veröffentlichung:
MITTEILUNG DES PRÄSIDENTEN ZUR ENTSCHEIDUNG DER USA,
DIE VERFÄLSCHUNG DER GENAUIGKEIT DES GLOBAL POSITIONING
SYSTEMS ABZUSCHALTEN
Ich darf Ihnen heute
mitteilen, dass die Vereinigten Staaten die absichtliche
Verfälschung der Global Positioning System (GPS) Signale
für die Öffentlichkeit ab Mitternacht des heutigen Tages
abschaltet. Wir nennen diese Verfälschung Selective
Availability (SA). Das bedeutet, dass zivile Nutzer von
GPS ihre Position mit bis zu zehnfach höherer
Genauigkeit als bisher feststellen können. GPS ist ein
Satellitensystem mit dem Anwender weltweit genaue
Positions- und Zeitinformationen erhalten.
In meiner Direktive zur Entscheidung des Präsidenten
bezüglich der Ziele für GPS vom März 1996 habe ich
folgendes einbezogen:
Steigerung der Nutzung und Integration von GPS in
friedliche zivile, kommerzielle und wissenschaftliche
Anwendung weltweit sowie Steigerung privater
Investitionen in die GPS-Technik und Dienste der USA. Um
diese Ziele zu erreichen, habe ich die USA verpflichtet,
SA spätestens im Jahre 2006 (bei jährlicher Prüfung der
Nutzung ab diesem Jahr) abzuschalten. Die Entscheidung,
die SA abzuschalten ist der letzte Schritt in einer
zukunftsorientierten Politik GPS für zivile und
kommerzielle Nutzer weltweit noch attraktiver zu machen.
Im letzten Jahr hat Vizepräsident Gore angekündigt, dass
wir GPS durch Einrichtung zweier neuer ziviler Signale
für zivile und kommerzielle Nutzer verbessern wollen.
Diese Initiative ist im vollen Gange und das Budget
treibt die Modernisierung durch Verwendung einiger der
neuen Merkmale auf bis zu 18 zusätzlichen Satelliten
voran, die bereits fertig gestellt wurden oder sich in
Produktion befinden. Wir werden alle diese Möglichkeiten
auch künftig Anwendern weltweit unentgeltlich zur
Verfügung stellen.
Meiner Entscheidung, die SA abzuschalten, liegt eine
Empfehlung des Verteidigungsministers in Zusammenarbeit
mit den Departements for State, Transportation, Commerce
und dem Director of Central Intelligence und anderen
Executive Branch Departments und Agencies zugrunde.
Diese haben erkannt, dass die weltweite
Verkehrssicherheit, wissenschaftliche und kommerzielle
Interessen durch die Abschaltung von SA am meisten
profitieren. Zusammen mit unserer Verpflichtung, GPS für
friedliche Anwendungen zu verbessern, hat meine
Administration sich verpflichtet, die gesamte
militärische Nutzbarkeit von GPS beizubehalten. Die
Entscheidung, SA abzuschalten, ist mit laufenden
Bemühungen gekoppelt, die militärische Nutzung unserer
Systeme, die GPS verwenden und wird durch
Bedrohungsanalysen gestützt, aus denen hervorgeht, dass
die Abschaltung von SA zur Zeit minimale Auswirkungen
auf die nationale Sicherheit hat. Ausserdem haben wir
gezeigt, dass wir GPS-Signale im Falle einer Bedrohung
der nationalen Sicherheit in ausgewählten Gebieten
abschalten können. Dieser regionale Ansatz zur
Unterbindung der Nutzung von Navigationsdiensten ist in
Übereinstimmung mit dem Plan von 1996, die globale
Verfälschung ziviler und kommerzieller GPS-Dienste durch
die SA Technik abzuschalten.
Obwohl ursprünglich vom Verteidigungsministerium für
militärische Zwecke entwickelt, ist GPS zu einem
globalen Hilfsmittel geworden. Weltweit ziehen Anwender
in vielen Bereichen daraus nutzen, u. a. Luftfahrt,
Landnavigation, Seefahrt und auf der Schiene, in
Telekommunikation, Rettungseinrichtungen, Ölförderung,
Tage- und Untertagebau usw. Zivile Anwender werden
enorme Steigerungen bei der GPS-Genauigkeit feststellen.
Rettungsteams, die einen Notruf erhalten können nun die
Richtungsfahrbahn bestimmen, wodurch sie wertvolle
Minuten gewinnen. Damit wird insgesamt das Feld für neue
GPS-Anwendungen stark erweitert und die Lebensqualität
weltweit gesteigert.
(Deutsche Übersetzung) |
Wo lassen sich GPS-Signale empfangen und was ist zu beachten?
Die GPS-Signale sind ohne Unterbruch täglich weltweit zu empfangen.
Da die Signale im 1.3...1.5 GHz Frequenzbereich ausgestrahlt werden,
können sie weder Stein, Wasser, noch Metall durchdringen. Beim
Empfang ist daher darauf zu achten, dass die GPS-Antenne freien
Blick zum Himmel hat. Dank den heute üblichen sehr leistungsfähigen
GPS-Empfängern können die schwachen Satellitensignale auch im Wald,
hinter der Frontscheibe usw. immer noch gut empfangen und
ausgewertet werden. Nur in wenigen Ausnahmefällen ist eine
optionelle Aussenantenne noch sinnvoll.
Wer braucht GPS?
Durch den massiven Preisverfall in den letzten Jahren ist der
Einsatz von GPS heute für jedermann interessant. GPS ist genauer,
vielseitiger und handlicher als alle anderen bisher verfügbaren
Navigationshilfen. Die Nutzung des GPS ist gratis. Und so hilft das
System immer mehr Menschen, sich damit zu orientieren, sei es im
kommerziellen Einsatz im Sicherheits- und Transportsektor oder als
Wanderer im Gelände, unterwegs mit dem Bike, im Fahrzeug, als
Seefahrer, als Abenteurer abseits von markierten Wegen, in der
Avionik usw.: Einsatzgebiete für Ihr persönliches GPS-Gerät gibt es
überall. Nutzen jetzt auch Sie dieses moderne
Navigations-Instrument. Modernste Navigationssoftware und digitale
Karten ermöglichen Ihnen ein weites und kostengünstiges
Anwendungsgebiet mit sehr grossem Bedienungskomfort.
Das passende GARMIN Gerät für mich?
Aus der riesigen Auswahl von GARMIN GPS-Empfängern helfen wir Ihnen,
das für Ihre Ansprüche geeignete Gerät zu finden.
Noch Fragen?
Wir beraten Sie gerne kompetent in allen Fragen rund um GARMIN-GPS.
Also rufen Sie uns an, schreiben, faxen oder mailen Sie uns oder
besuchen Sie unseren Showraum in Bassersdorf.
|
Mit einem GPS-Gerät von
GARMIN verfügen Sie über eine einzigartige Kombination
von vielseitigen und nützlichen Funktionen sowie
höchster Zuverlässigkeit - auch zum Nutzen für Ihre
persönliche Sicherheit!
Merke:
Sicherheit heisst auch, wissen wo man sich befindet! |
|