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GPS: Lotsenhilfe aus dem Orbit

Längen- und Breitengrade GPS: Lotsenhilfe aus dem Orbit

Stand: 04.11.2016

NAVSTART-GPS-Satellit des US-Verteidigungsministeriums  | Bild: picture-alliance/dpa

Am 17. Juli 1995 geht ein großtechnisches Wunderwerk in Betrieb, das eine bislang unvorstellbar präzise, weltweit verfügbare und obendrein mobile Ortsbestimmung ermöglicht. Zunächst ist das Global Positioning System für militärische Zwecke reserviert. Ab Mai 2000 ist eine etwas leistungsgedrosselte Variante auch für die zivile Nutzung verfügbar. Seither ist das "Navi" oder "GPS" nicht mehr aus unserem Alltag wegzudenken.

Netz aus 24 Satelliten

Das Globale Positinierungssystem GPS bringt Schiffe, Züge, Autos, Flugzeuge, Radfahrer, Handys und eigentlich alles, was sich bewegt, auf den richtigen Kurs. Rückgrat des Systems ist ein weltumspannendes Netz von derzeit 24 Satelliten, die ständig ein Radiosignal mit ihrer aktuellen Position und der genauen Uhrzeit an Bord aussenden. GPS-Empfänger nehmen die Signale auf und vergleichen dabei ständig die Uhrzeit der Signalaussendung mit der Uhrzeit des Signaleingangs.

Von Entfernungskreisen zur Position

Was dabei passiert, ähnelt vereinfacht gesagt der Entfernungsabschätzung bei einem Gewitter: Wir multiplizieren die zwischen Blitz und Donner gezählten Sekunden mit 330 und können so grob angeben, wie weit das Unwetter entfernt ist. GPS macht im Grunde genau dasselbe. Nur viel komplizierter. Damit aus der Entfernungsangabe eine Positionsbestimmung wird, muss der Empfänger nämlich gleichzeitig die Signallaufzeiten von mindestens drei Satelliten auswerten. Die dabei ermittelten Zeitdifferenzen und Distanzen verwandelt ein hochkomplexer Rechenweg (Algorithmus) in Radien für die Konstruktion von "Entfernungskreisen". Dort, wo sich die "Entfernungskreise" überschneiden, lokalisiert das Gerät seinen aktuellen Standort. Auch hier liefert also die höchstpräzise Messung winzigster Zeitunterschiede den Schlüssel zu den ewigen Menschheitsfragen des Wo, Woher und Wohin.

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