GPS (Global Positioning System)

Das GPS (Global Positioning System) ist eine Konstellation aus 32 Satelliten, die sich im Orbit der Erde befinden. Anwender mit entsprechenden Empfängern können damit ihren geografischen Standort bestimmen. Bei den meisten Geräten liegt die Genauigkeit heute per Standard bei zirka 15 Metern. Mittels DGPS oder WAAS geht es auch genauer und zwar bis zu drei Metern. Mit speziellen militärischen Geräten ist sogar eine Genauigkeit von einem Meter möglich. GPS wird häufig auch in der Wissenschaft genutzt und eigentlich besitzt jedes moderne Smartphone einen GPS-Empfänger.

Besitzer und Betreiber von GPS ist das Verteidigungsministerium der USA. Allerdings kann man das System weltweit verwenden. Folgend erklären wir grob, wie das System funktioniert:

• Es befinden sich um 32 Satelliten im Orbit, in einer Höhe von ungefähr 20.200 Kilometern. Davon sind 31 in Benutzung. Die Satelliten sind so positioniert, dass von jedem Punkt der Erde aus mindestens vier Satelliten erreichbar sind.
• In jedem Satelliten befinden sich ein Computer, eine Atomuhr und ein Funkgerät. Der Satellit kennt seine Umlaufbahn und kann mithilfe der Uhr immerzu seine Position und seine Uhrzeit senden. Einmal pro Tag überprüft jeder Satellit mithilfe einer Bodenstation seine Zeit und seine Position. Sollte es notwendig sein, werden kleinere Korrekturen durchgeführt.
• Jeder GPS-Empfänger am Boden beinhaltet einen Computer, der seine eigene Position triangulieren kann. Dazu wertet das Gerät drei oder vier Satelliten aus. Das Resultat wird als geografische Position – Längengrad und Breitengrad – ausgegeben.
• Viele Smartphones und andere Geräte haben heutzutage GPS-Chips integriert und somit lässt sich die Position auch auf diesen anzeigen.
• Ist der vierte Satellit erreichbar, dann ist neben Längengrad und Breitengrad auch die Angabe der Höhe möglich.
• Sollten Sie sich bewegen, dann kann der Empfänger unter Umständen auch die Geschwindigkeit und die Richtung berechnen. Somit ist eine ungefähre Angabe der Ankunftszeit möglich.

GPS hat der Wissenschaft sehr genutzt. Damit können Daten in einem Umfang und einer Genauigkeit gesammelt werden, wie es vorher in dieser Form nicht möglich war. Wissenschaftler nutzen GPS zum Beispiel, um die Bewegung der arktischen Eisdecken, die tektonischen Platten und vulkanische Aktivitäten zu beobachten.

GPS-Empfänger sind schon lange zu Verbraucherprodukten geworden. Sie werden für das Wandern, Langlaufen, Fliegen und Segeln eingesetzt. Auch in verschiedenen Sport-Apps für Laufen und Radfahren sind sie im Einsatz. In Autos werden sie ebenfalls eingesetzt. Fahrer erhalten abhängig von ihrer Position über separate Dienste Warnungen bei Staus und auch Informationen über das jeweilige Wetter. Selbst in modernen Kameras sind GPS-Empfänger verbaut. Damit ist es möglich, den geografischen Standort in der jeweiligen Aufnahme zu speichern.

Das europäische Gegenstück zu GPS nennt sich GALILEO.