GPS
Grundlagen
G
Mit Hilfe deHavilands wurde vom US-amerikanischen Militär ein jetzt weltweit verfügbares Satellitennavigationssystem aufgebaut. Später GPS (Global Positioning System) genannt. Das System, heute aus 24 Satelliten in ca. 20.000 m Höhe bestehend, überträgt Daten mittels hochfrequenter Radiowellen zur Erde. Diese Daten sind verschlüsselt in den militärischen P-Code und den zivil nutzbaren C/A-Code. Das US Verteidigungsministerium kann in Krisenzeiten ortsabhängigdie C/A-Daten kontinuierlich um +/- 100m verfälschen, so dass nur sehr ungenaue Positionsbestimmungen möglich sind. Dieses Programm nennt man Selectice Availability (SA). Bei aktivierter SA besteht also eine Genauigkeit von +/- 100m. Seit 2. Mai 2000 ist jedoch die Selective Availibility abgeschaltet. Die Genauigkeit beträgt somit +/- 3m.
Die Satelliten senden neben den eigenen Orbitaldaten die Umlaufdaten der anderen Satelliten sowie präzise Zeitsignale. Hieraus können die Satellitenpositionen berechnet werden. Moderne GPS-Empfänger arbeiten mit 12 parallelen Kanälen. Drei davon werden zur Standortbestimmung (Triangulation) benötigt. Ein vierter dient zur Berechnung der Höhenlage. Die restlichen acht Kanäle empfangen ebenfalls Satellitensignale und das GPS-Gerät verarbeitet diese mit den vier anderen Kanälen zu einer zuverlässigen und kontinuierlichen Messung.
Für viele zivile Nutzer reicht die erzielbare Genauigkeit von 100 m jedoch nicht aus. (Das wurde deHaviland damals wahrscheinlich zum Verhängnis! Anmerkung vom HWV) Damit eine Genauigkeit von 3 m auch bei aktivierter SA erreicht werden kann, greift man zu einem Trick. Es wird ein weiterer GPS-Empfänger an einem genau vermessenen Ort installiert. Dieser Empfänger dient als Referenzstation. Die empfangenen Satellitensignale und die bekannten tatsächlichen Positionsdaten werden miteinander verglichen. Die Differenz wird an die mobile Station per Funk übertragen. Alle benachbarten GPS-Empfänger können anhand dieser Daten ihre Position korrigieren. Dieses Verfahren nennt man DGPS (differentielles GPS).
Durch die Bestimmung der Trägerphase der einzelnen Satellitensignale lässt sich die Genauigkeit bis auf etwa 1 cm steigern. Es handelt sich dabei um PDGPS (precision DGPS) oder auch RTK (Real Time Kinematic).