Wegweiser aus dem Weltall
GPS-Empfänger gibt es längst nicht mehr nur für die Auto-Navigation. Auch Jogger, Touristen und Seniorenheime nutzen die Technik.
Düsseldorf. Satelliten-Navigation funktioniert mit simpler Schul-Geometrie. Wer sein Navigationsgerät (kurz: Navi) zum Beispiel im Auto anschaltet, sorgt dafür, dass es Kontakt zu mindestens drei der 24 Satelliten aufnimmt, die auf sechs Erdumlaufbahnen 20000 Kilometer über der Erde schweben und gemeinsam das Global Positioning System (GPS) bilden.
Jeder Satellit besitzt eine Atomuhr und sendet laufend seine derzeitige Position und die Uhrzeit aus. Navigationsgeräte besitzen entsprechende GPS-Empfänger, um diese Signale zu empfangen.
Das Signal eines Satelliten, das im Auto ankommt, sagt zunächst nur, wie weit der Satellit entfernt ist. Man könnte also einen Zirkel auf dem Satelliten ansetzen, den Stift dazu auf dem Navi im Auto positionieren und einen Kreis ziehen (siehe Grafik). Auf jedem Punkt dieses Kreises könnte sich unser Auto theoretisch befinden.
Zur Positionsbestimmung sind deshalb weitere Satelliten nötig. Auch hier kann man durch die Berechnung der Entfernung wieder Kreise ziehen. Letztlich ergeben sich zwei Schnittpunkte, auf denen sich das Navi befinden könnte. Einer davon liegt im Weltall oder im Erdinneren, der andere auf der Erdoberfläche. Über das Ausschluss-prinzip bestimmen Navis dann, welches die richtige Position sein muss. Und die kann auf 30 Zentimeter genau festgelegt werden.
Das GPS wird vom US-Militär kontrolliert. Die EU-Kommission lässt aber derzeit das europäische Navigationssystem Galileo entwickeln, das 2014 einsatzbereit sein soll und Europa unabhängig macht. Auch Russland und China haben eigene Systeme. Der erste Satellit soll schon im November ins All starten. Das System wird 27 Satelliten umfassen, die auf drei Erdumlaufbahnen geschickt werden.
Damit wird Navigation noch genauer und kann vielleicht sogar zur automatischen Landung von Flugzeugen genutzt werden. Privatnutzer werden mit Galileo aber kaum Änderungen bemerken. Denn die Navis werden sich unabhängig vom System einfach bei den Satelliten bedienen, die gerade am besten zu empfangen sind.
GPS-Empfänger sind längst nicht mehr nur in Navigationsgeräten für Autos im Einsatz (siehe Kasten). Sie ... helfen Sportlern wie Joggern und Radfahrern, Länge, Zeit und Höhenprofil ihrer Trainigsstrecken zu kontrollieren. ... dienen im Smartphone als handliche Wegweiser für Fußgänger. ... lokalisieren gefährdete Personen wie Arbeiter in riskanter Umgebung oder Schutzbedürftige wie demente Menschen oder Kinder. ... sichern teure Waren, indem sie den Transportweg lückenlos überwachen.
... haben Schatzsuchern ein neues Hobby beschert: Mit Geocaching suchen sie mit einem GPS-Gerät nach den Koordinaten, die auf Internetseiten als Versteck eines Schatzes angegeben sind.
Nicht zu verwechseln mit GPS-Empfängern sind GSM-Zellen im Handy. Mit ihnen können Mobiltelefone geortet werden. Das funktioniert aber über die einzelnen Funkzellen im jeweiligen Mobilnetz und ist viel ungenauer als GPS.
