Die Funktionsweise von GPS eine kurze Erklärung

Die Funktionsweise von GPS eine kurze ErklärungWie funktioniert GPS

Also, wollen Sie wissen, wie funktioniert GPS? GPS, kurz für Global Positioning System, ist ein Mittel für einen beliebigen Punkt der Erde zu lokalisieren. Es hat viele Verwendungen; Navigation, Vermessung, Fahrzeug-Tracking, Wandern und Erholung im Freien um nur einige zu nennen.

In den 1970er Jahren konzipiert das Department of Defense (DoD), um die Idee von GPS. Es wurde aus dem Bedürfnis geboren, um genau die Position von ballistischen Raketen-U-Boote vor dem Start Raketen zu bestimmen. Alle alten Methoden der Positionsbestimmung hatten ihre Mängel. Diese Methoden wurden durch atmosphärische Bedingungen beeinträchtigt, begrenzt in Reichweite, vorbehaltlich Feind Verklemmen oder durch Störungen beeinträchtigt.

GPS-Satelliten

Das Satellitennetz, das GPS-Technologie ermöglicht, wird von der US Air Force erhalten. Das GPS-System besteht aus 24 Satelliten NAVSTAR (obwohl es in der Tat insgesamt 27 Einheiten in der Umlaufbahn ist, – der zusätzliche drei sind eine Failsafe falls einer der primären 24 verläuft in Schwierigkeiten oder nicht ganz) und fünf Bodenstationen. Zusammen werden die Satelliten als „Konstellation“ bezeichnet. Die Bodenstationen sind verantwortlich für die Satelliten in der Umlaufbahn präzise zu halten.

Die DoD platziert jeder der 24 Satelliten in einer präzisen Umlaufbahn in einer Höhe von 10.900 Meilen. Die Umlaufbahnen der Satelliten wurden sorgfältig berechnet, so dass, egal wo Sie auf der Erde sind, gibt es immer mindestens vier Satelliten in den Himmel über dir sein. Ist dies nicht der Fall wäre, gäbe es bestimmte Zeiten und Orte auf der Erde, wo GPS nicht funktionieren würde. Jeder der Satelliten vervollständigt zwei Umdrehungen der Erde jeden Tag. Sie beziehen ihre Energie von der Sonne. Jeder Satellit wiegt zwei Tonnen, ist 18,5 Meter lang, und umkreist die Erde in etwas weniger als 12 Stunden.

Der Trick: Messen von Abständen mit Zeit

Jeder der Satelliten 24 überträgt seine eigene einzigartige Signal. Die GPS-Einheit hat in ihm jene 24 getrennt gespeichert "Unterschriften" und kennt daher die Position jedes Satelliten. Durch die Messung der Entfernung zu mindestens vier Satelliten, die jeweils in seiner ausgeprägten Umlaufbahn, Standort des GPS-Empfängers kann bis auf weniger als 3 Meter geortet werden. Entfernung zu jedem Satelliten gemessen wird einfach durch die Zeit, die für eine Funkwelle nimmt die GPS-Einheit zu erreichen.

Um auf vier Signale zu sperren, muss ein GPS-Gerät mindestens vier Kanäle zu haben. Die meisten Einheiten verfügen über 12 Kanäle. Berechnungen wurden für den Bahnen hergestellt, die für jede der 24 Satelliten, so daß mindestens fünf sind "sichtbar" zu einem Punkt auf der Erde zu einer Zeit.

GPS kann in jeder Art von Wetter verwendet werden, und ist auf dem Land, in der Luft verwendet, und für Marineanwendungen. Einige Bedingungen begrenzen ihre Nützlichkeit. Schwere Baumbestand und Klippen, steile Hügel oder hohe Gebäude können stören, aber oft in solchen Situationen kann man zu einem besseren Ort zu bewegen und immer noch nicht zu weit weg von der geplanten Strecke.

GPS Triangulation

Lassen Sie uns in die realen Mechanik, wie GPS mit einem Satelliten arbeitet, um Ihre Position überall auf der Welt zu bestimmen.

Der Prozess GPS verwendet Ihre Position zu bestimmen ist bekannt als GPS-Triangulation. und wenn Sie ein wenig Mathematik kennen, können Sie wahrscheinlich schon aus dem Namen erraten, wie es funktioniert. Triangulation ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Position herauszufinden, eine Berechnung auf Winkel und Linien zwischen mehreren Satelliten an verschiedenen Orten im Raum basiert. Die bekannten Positionen der GPS-Satelliten im Weltraum verwendet werden, um den Abstand zwischen mehreren Satelliten und der GPS-Empfänger zu bestimmen. Aus diesen Daten nutzt das GPS auf den geometrischen Eigenschaften der Dreiecke (daher der Name Triangulation) basierend Berechnungen Ihre Position zu bestimmen.

Vereinfacht gesagt, kennt Ihr GPS-Gerät die Position und den Abstand der Satelliten, bezogen auf die Länge der Zeit, die für Funkwellen Ihres GPS vom Satelliten zu erreichen, wie oben erwähnt. Durch die Verwendung von Daten aus vier verschiedenen Satelliten kann es verengen Sie Ihren aktuellen Standort mit einem erstaunlichen Maß an Genauigkeit nach unten. Durch die Bestimmung des Abstandes zwischen jedem Satelliten und der GPS-Empfänger ist der Empfänger in der Lage, die Größe einer imaginären Kugel um jeden Satelliten den Radius der Kugel zu bestimmen, der Abstand zwischen dem Satelliten und dem Empfänger ist. Allein das Wissen, um den Abstand zwischen sich selbst und einem Satelliten sagt nichts über Ihren Standort, sondern durch überlappende vier „Sphären“ von vier verschiedenen Satelliten, können Sie eine genaue fix auf Ihrer Position und Höhe zu bekommen.

Ephemeridendaten

Um effektiv zu arbeiten, nutzen moderne GPS-Geräte, was als „bekannt istEphemeriden-Daten .“Es gibt zwei Arten von Daten GPS-Satelliten senden an Empfängereinheiten: Ephemeriden und Almanach-Daten. Ephemeriden ist präziser als Almanach-Daten und wird daher verwendet, wenn Sie eine genaue fix auf Ihrer Position benötigen. Jeder Satellit sendet seine Daten über Ephemeriden alle 30 Sekunden oder so ist dies, warum Ihr Gerät wird oft etwa 30 Sekunden, um ein Update auf Ihren Standort zu erhalten, wenn Sie es zum ersten Mal einschalten. Die Ephemeriden-Daten bleibt für etwa eine halbe Stunde gültig.

Klicken Sie hier für eine ausgezeichnete in-Tiefe Anleitung, wie GPS funktioniert (Macromedia Shockwave Player erforderlich ist, um die Anleitung zu sehen – es ist kostenlos). Grundsätzliches Verständnis dafür, wie GPS funktioniert sorgt dafür, dass Sie das Beste aus dieser sehr nützliches Werkzeug zu machen.

Diese Seite aktualisiert 11-04-12

Quelle: www.maps-gps-info.com

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