GPS-Frequenz – Mehr als nur eine Wellenlänge

Die Abkürzung GPS steht für den Begriff Global Positioning System. Den meisten Menschen ist diese Begrifflichkeit bisher schon im Bereich Navigation begegnet. Übersetzt bedeutet es so viel wie „Positionsbestimmungssystem“ und genau das tut es auch: Es ist ein System, welches mithilfe von GPS-Satelliten eine genaue Positionsbestimmung ermöglicht, es empfängt Satellitendaten und wertet diese aus.

Mithilfe von Navigationsdaten und Koordinaten kann man noch viel mehr machen, als eine reine Navigation vorzunehmen. GPS wird demnach nicht nur zur Ortung eingesetzt, sondern findet auch in alltäglichen Situationen seinen Platz. Es wird in großen Unternehmen aber auch zivil von Privatpersonen genutzt. Empfänger mit GPS bieten dem Nutzer die Möglichkeit bestimmte Strecken aufzuzeichnen, Bewegungen zu sichern und daraus detaillierte Profile zu erstellen.

Anwendung von GPS: Genauigkeit und Nutzung der GPS-Positionsbestimmung mit dem Signal von Satelliten

Die Genauigkeit der Berechnung ist maßgebend für die Navigationsnachricht, diese liegt im Zuständigkeitsbereich des Satellitensignals. Die Übertragung an den GPS-Empfänger ist nur exakt, wenn gewisse Kriterien und Voraussetzungen erfüllt werden können. Wichtig ist, dass das GPS-Gerät einen guten Empfangsort hat, nur so kann es ausreichend Informationen empfangen und verarbeiten. Der Ort wird dann anhand von Satellitensignalen bemessen, so lässt sich der Standort bestimmen.

Für eine exakte Messung benötigt der GPS-Tracker die Signale von mindestens vier Satelliten, die in der näheren Umgebung ausstrahlen. Anhand der übertragenen Daten, die gesendet wurden, und der Laufzeit kann das Gerät dann exakte Berechnungen durchführen. Auch die Umgebung und die Vegetation beeinflussen das Ergebnis, so können dichte Wälder, dicke Mauern oder Gebirge für falsche Informationen sorgen. Schnell werden die Daten des GPS-Signals gespiegelt und somit verfälscht.

Die einzelnen Satelliten des GPS-Systems befinden sich im Weltall, sie umkreisen die Erde und senden in regelmäßigen Abständen ihre individuellen GPS-Signale. Die einzelnen Satelliten sind individuell, in den Sendedaten befinden sich wichtige Informationen zum Satelliten und auch die Position des Satelliten. Nur so kann eine genaue Berechnung der eigenen Position erfolgen. Mittels Zeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangszeit kann das Signal ausgewertet und eine Ortsbestimmung durchgeführt werden. Weitere Himmelskörper senden Korrektursignale, die eine Korrektur gewährleisten, wenn Fehler auftreten, so können Ungenauigkeiten ausgeschaltet werden.

Das GPS-System wurde ursprünglich vom US-Militär entwickelt. Die Verwendung von GPS war zunächst nur dem Militär vorbehalten und für den Einsatz im Krieg ausgelegt. Nach der Freigabe zur zivilen Nutzung arbeitete man daran, dass das GPS-Signal immer genauer wurde, nur dadurch ist es heute so gut nutzbar.

Verschiedene Frequenzen

Gemeinsam mit der Trägerfrequenz sind auch Modulationsweise und Amplitude von Bedeutung. Die Signalstruktur ermöglicht genaue Positionsbestimmungen, sowie Entfernungs- und Geschwindigkeitsbestimmungen. Ebenso können damit Navigationsnachrichten versendet werden. Auch ist es möglich, gleichzeitig mehrere Satellitensignale zu empfangen, ebenso können Korrekturen für ionosphärische Verzögerungen der Signale angegeben werden. Eine Korrektur von Störungsempfindlichkeiten gegenüber Interferenzen und Mehrwegeffekten lässt sich somit ergänzend korrigieren.

Die Sendefrequenz des Satellitensignals befindet sich im L-Band, reguläre GPS-Empfänger greifen auf die L1-Frequenz zurück, hier findet die Übertragung von Navigationsdaten und der standard positioning codes statt. Auf der L2-Frequenz werden genauere Codes übertragen, für die ein zusätzliches Gerät notwendig ist. Bei der Übertragung auf zwei Frequenzen können exakte Informationen ermittelt werden.

Durch die Übertragung werden unterschiedliche Datentypen weitergeleitet, die unter anderem auch Statusinformationen der Satelliten beinhalten. Zudem geben Sie Auskunft über die Sendeleistung der GPS-Satelliten. Die Nutzung von zwei Frequenzen sorgt dafür, dass Fehler vermieden werden.

GPS-Positionsbestimmung, Beeinflussung der Genauigkeit der Positionsbestimmung

Es ist also möglich via GPS Position, Geschwindigkeit und Bewegung zu berechnen und zu speichern. Die Genauigkeit von GPS ist immer von verschiedenen Faktoren, Korrekturdaten und zusätzlichen Signalen, die ausgesendet werden, abhängig.

Für den Alltag bieten GPS-Tracker viele Vorteile, einige Bereiche wurden durch die Nutzung gänzlich revolutioniert. Eine Nutzung ist vor allem für Luftfahrt und Rettungsdienst-Anwendungen vorgesehen, aber auch eine militärische Nutzung ist nicht selten. Speditionsunternehmen und Logistikfirmen greifen regelmäßig auf GPS-Daten zurück, um somit den Fuhrpark bestmöglich auszunutzen und Routen zu optimieren. Im privaten Bereich wird GPS meist zur reinen Navigation eingesetzt, im PKW, auf dem Fahrrad aber auch zu Fuß. Mittels Satellitensignal und Laufzeit kann die eigene Position bis auf wenige Meter genau bestimmt werden, Zeitfehler lassen sich durch Korrekturdaten ausgleichen.

Der GPS-Frame enthält die Navigationsnachricht mit allen wichtigen Informationen: Position der Antenne, Herkunft des Signals, Bahndaten und Sendefrequenz. Übermittelte Codefolgen kann das Gerät exakt bestimmen und weiß so, wo es sich befindet. GPS-Geräte sind Teil der modernen Gesellschaft und sorgen für reibungslose Abläufe.