GPS – So funktioniert die Navigation per Satellit

Bei GPS handelt es sich um das Global Positioning System. Offiziell wird es als NAVSTAR GPS bezeichnet. Mithilfe des Systems lässt sich der genaue Standort bestimmen. Das gelingt vor allem durch den Einsatz von Satelliten. Zum ersten Mal in Betrieb genommen wurde das GPS im Jahr 1995. Mittlerweile findet sich das GPS auch im privaten Bereich wieder.

Über GPS verfügen unter anderem Smartphones, Digitalkameras, Navi und sogar Laufuhren. Wie genau die Navigation per Satellit erfolgt, wird im Folgenden erwähnt.

Wie funktioniert das GPS per Satellit?

Das GPS wird mithilfe unterschiedlicher Satelliten betrieben. Von hoher Bedeutung sind folgende vier GPS-Satelliten:

  • NAVSTAR GPS (Global Positioning System) – USA
  • GLONASS (Global Navigation Satellite System) – Russland
  • Galileo – Europa
  • Beidou – China

Jede einzelne Navigationsstelle sendet ihre Position zur aktuellen Uhrzeit an die Erde. Um die genaue Position der betroffenen Person ausfindig zu machen, benötigt es die Daten von mindestens vier Satelliten. Die genaue Position errechnet sich aus der Zeit, die das Signal vom Satellit zum Empfänger benötigt. Während der Berechnung werden automatisch kleinere Korrekturen vorgenommen, damit die Ergebnisse so genau wie möglich zutreffen.

Neben der genauen Position wird zusätzlich die Höhe ermittelt. Dadurch können Läufer ihre hinterlegte Strecke an steilen Passagen besser nachvollziehen. In der Praxis reichen viert Satelliten vollkommen aus, um den genauen Standort ausfindig zu machen. Heutige Modelle nutzen meist 6 bis 12 Satelliten, damit die Berechnungen leichter durchgeführt werden.

So funktioniert GPS per Satellit

So lässt sich die Position via GPS berechnen

Jeder Satellit spuckt seine eigenen Daten und Codes aus. In jeder Millisekunde entstehen neue Informationen. Nichtsdestotrotz ändert sich die Position des Satelliten zwangsläufig. Sie bewegen sich mit rund 3,9 Kilometer in der Sekunde im Weltraum. Demzufolge ändert sich auch die Entfernung von Satellit zu dem Empfänger.

Ebenso wirkt es sich auf die Signallaufzeit aus, die sich bei zunehmender Entfernung verzögert. Die Daten werden beim Empfänger berechnet und die Differenz beider Werte ist die Signallaufzeit. Aus diesem Grund werden mindestens vier Satelliten benötigt.

Drei davon sind für die Berechnung der Differenz zuständig. Generell steckt viel Mathematik im GPS, die automatisch im Hintergrund abläuft. Nach Berechnung erhält der Empfänger auf seinem Gerät ein genaues Ergebnis über seine aktuelle Position, die geografische Breite sowie die Höhe.

Jedes GPS-System auf der Welt arbeitet nach dem oben genannten Prinzip. Die Anzahl der Satelliten verbessert die Lokalisierung.