Navi´s - wie funktionieren die ?

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SchwachSuper 
Geschrieben von Winni
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 Wie findet mein Navi seinen Standort?

Grundlage für alle Navi´s und alle Geräte, die eine Navi-Funktion enthalten, ist das Global Positioning System (GPS), das die Amerikaner aufgebaut haben.

Es besteht aus 21 Satelliten, die rund um die Erde so positioniert sind, daß von jedem Punkt der Erde aus immer 4 Satelliten zu sehen sind. Mit Hilfe eines GPS-Empfängers (also auch Navi oder Handy mit GPS-Funktion) kannst Du dann Deine Position auf der Erde mit einer Genauigkeit von etwa 5 m bestimmen. Und erst jetzt – wenn Dein Navi „weiß", wo es ist – kann es mit der vorhandenen Software Routen usw. berechnen.

Wie aber funktioniert diese Ortsbestimmung?

 

Vereinfacht gesagt wird die Position durch Entfernungsmessungen mehrerer Satelliten bestimmt.

                                                 ConstellationGPS

(Quelle für dieses gif: Wikipedia)

Gemessen wird dabei die Laufzeit der Signale zwischen Satellit und Empfänger
(Entfernung = Lichtgeschwindigkeit mal Zeit).

Dabei sind alle Satelliten durch Atomuhren synchronisiert, die Satelliten senden ihre codierten Signale zum absolut selben Zeitpunkt und da der Standort der Satelliten bekannt ist – ein kompliziertes Verfahren, von Bodenstationen ständig korrigiert – sind diese Entfernungsmessungen sehr genau.

Jeder Satellit sendet seinen eigenen exakten Standort und die genaue Uhrzeit digital kodiert an den Empfänger, dessen Software dann aus all diesen Daten den eigenen Standort berechnet, und zwar dreidimensional, also Länge, Breite und Höhe im Raum sowie die Zeit!

Außerdem lassen sich auch die eigene Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung berechnen sowie ein Kompass darstellen.

Übrigens: Weil die Entfernungen recht groß sind, die Satelliten mit geringen Leistungen senden und die benutzten Frequenzen nur quasioptische Verbindungen (Sender und Empfänger müssen sich „sehen"!) zulassen, funktioniert GPS nicht, wenn die Antenne keine Sicht zum Himmel hat!

Dies ist eine extrem vereinfachte und verkürzte Darstellung.
Wer mehr darüber wissen möchte, findet jede Menge Informationen im Internet.

 

Heute - 2012 - sind die Europäer dabei, ein eigenes System aufzubauen, und auch die Chinesen haben für ihr System schon die ersten Satelliten im All.
Warum sich die Staaten wohl nicht zusammentun ? Misstrauen ?? Immer noch ???