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Was ist GPS?

GPS steht für Global Positioning System und ist ein satellitengestütztes Navigationssystem zur Positionsbestimmung. 24 Satelliten umkreisen die Erde in ca. 19.000 m Höhe und senden Signale aus, die vom Empfänger (GPS-Navigationsgerät) in Positionsdaten umgewandelt werden. Wie genau ist GPS? Die GPS Positionsgenauigkeit liegt im Prinzip bei ca. 10 m. Wo kann man GPS empfangen? GPS Daten sind weltweit, 24 Stunden am Tag, jede Sekunde zu empfangen. Es gibt jedoch Standorte, wo GPS Daten wegen Abschattung der Satellitensignale nur teilweise oder schlecht empfangen werden. Häuserschluchten oder enge Bergtäler sind solche Standorte.

Wer darf das GPS System nutzen?
Das GPS System ist von jedem nutzbar, der einen GPS Empfänger besitzt. Gebühren für die Nutzung des GPS Systems sind nicht zu entrichten.

Ersetzt GPS einen Kompaß?
Nein! Beim GPS System wird der Kurs und die Geschwindigkeit durch Bewegung, d.h. verschiedene Positionsvergleiche errechnet. Beim Stillstand wird kein Kurs angezeigt, bzw. der Kurs springt ständig. Außerdem arbeitet ein GPS Empfänger nur solange Elektrizität (Bordspannung od. Batterien) zur Verfügung steht.

Wie viele Satelliten werden zur Positionsbestimmung benötigt?
Im 2D Betrieb (Länge/Breite) drei, im 3D Betrieb (Länge/Breite/Höhe) vier Satelliten. Da die Höhenangaben jedoch sehr ungenau sind und ständig springen, sollte ein GPS Empfänger auf dem Wasser oder bei konstanter Höhe im 2D Betrieb arbeiten. Lediglich bei großen Höhenunterschieden (Gebirge) ist der 3D Betrieb erforderlich. Gute GPS Empfänger verfolgen 12 und mehr Satelliten und wählen zur Positionsbestimmung diejenigen aus, deren Signalstärke und geometrische Stellung zueinander am Besten sind.

Jedes Navigationssystem benötigt für die Anfangsortung eine Positionsbestimmung über GPS (Global Positioning System). Dabei wird die Zeit der Satellitensignale gemessen, die sie vom Satelliten bis zur GPS-Antenne benötigen. Damit eine erste Positionsbestimmung des Fahrzeuges zustande kommt, bedarf es der Signale von mindestens drei Satelliten. Jetzt kann der GPS-Empfänger des Navigationsgerätes die empfangenen Daten mit denen auf einer CD-Rom gespeicherten digitalen Karte vergleichen und eine Position mit der Genauigkeit von 10-15 Metern errechnen. Für eine exakte Zielführung ist dies allerdings noch nicht ausreichend. Um die Position genauer zu bestimmen, werden zusätzliche Sensordaten benötigt. Verwendet wird hier für meist das Tachosignal oder ein spezieller Geschwindigkeitssensor. Über die Fahrzeuggeschwindigkeit wird so der zurückgelegte Weg errechnet. Kleinste Richtungsänderungen erfährt das System über einen im Gerät integrierten Drehwinkelsensor (Gyroskop). Das Gyroskop funktioniert nach dem Trägheitsprinzip:
Wie funktioniert die Navigation?
In engen Kurven ist der Ausschlag des Gyroskops größer als in den weitläufigeren Kurven von Autobahnausfahrten. Durch diese Technik der Koppelortung wird, ausgehend von der Anfangsposition, immer die aktuelle Fahrzeugposition anhand der zurückgelegten Wegstrecke und aller Richtungsänderungen bis zu einer Positionsgenauigkeit von 3 Meter ständig neu berechnet. Entscheidend für die Präzision der Zielführung ist aber das Zusammenspiel der verschiedenen Daten. Intelligente Software-programme, vergleichen ständig GPS-Positionen, Wegsignale, Richtungssignale mit den Daten der digitalen Karte. Diesen Vorgang nennt man Map-Matching. Nach der Zieleingabe wird zunächst die Route nach den Wünschen des Fahrers von der aktuellen Fahrzeugposition zum Zielpunkt berechnet. Während der Fahrt zum Ziel bestimmt das Navigationssystem ständig durch Koppelortungen und Map-Matching die genaue, jeweilige Fahrzeugposition. Wird vom vorgegebenen Weg abgewichen, berechnet das System automatisch eine neue optimale Route zum Ziel.
Was ist beim GPS Empfang zu beachten?
Die Antenne des GPS Empfängers braucht für optimalen Empfang eine freie Sicht über den Horizont. Sie muß nicht hoch sondern nur so montiert werden, daß Abschattungen von Aufbauten usw. vermieden werden. Windschutzscheiben die zum Sonnenschutz mit einer Metallaufdampfung versehen sind, stören den Satellitenempfang. Besitzer solcher Fahrzeuge müssen darauf achten, dass Ihr GPS Empfänger nur mit externer, außen montierter Antenne funktioniert. Beheizte Scheiben mit integrierten Heizdrähten, stören den Empfang dagegen nicht.