Wie GPS funktioniert

Wie GPS funktioniert

GPS ist so allgegenwärtig, weil das Konzept so einfach ist. Jeder GPS-Satellit ist im Wesentlichen eine extrem genaue Uhr, die die genaue Zeit an ihrem Standort überträgt. Die Satelliten geben auch die Position aller anderen GPS-Satelliten in der Umlaufbahn an. Sobald der GPS-Empfänger den Standort des Satelliten und die Uhrzeit kennt, kann er die genaue Entfernung zum Satelliten ermitteln. Wenn ein Empfänger die Zeit von mindestens drei Satelliten vergleichen kann, ist er in der Lage, seine eigene Position auf der Erdoberfläche zu bestimmen.

Je mehr Satelliten, desto besser die Genauigkeit. Wenn mindestens vier Satelliten zur Verfügung stehen, kann der GPS-Empfänger seine eigene Höhe über der Erdoberfläche bestimmen. Dazu vergleicht er die Zeiten, zu denen das Zeitsignal die einzelnen Satelliten verlassen hat, und kann anhand dieser Zeiten die Entfernung bestimmen, da sich die Signale mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.Die derzeitige GPS-Technologie kann Standorte mit einer Genauigkeit von etwa einem Meter bestimmen. Die Genauigkeit wird durch Schwankungen der Lichtgeschwindigkeit aufgrund von Veränderungen der Luftdichte und durch Interferenzen mit der Ionosphäre der Erde begrenzt.

Diese Einschränkungen werden sich ändern, wenn eine neue Runde von GPS-Satelliten, bekannt als GPS III, ihren Platz in der GPS-Konstellation einnehmen wird.

– Auf, auf und davon

Die neuen GPS-Satelliten haben gerade erst begonnen, ihre Plätze einzunehmen. Der erste Start erfolgte als Nutzlast an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete am 23. Dezember 2018. Die GPS-III-Satelliten werden noch bis etwa 2025 gestartet werden.

Die neuen GPS-Satelliten können aufgrund neuer Atomuhren an Bord jedes Satelliten eine bessere Positionsgenauigkeit bieten. Da sie über eine höhere Sendeleistung verfügen, ist der GPS-Empfang zuverlässiger, selbst in Gebäuden und in dicht besiedelten Gebieten. Darüber hinaus sind die Signale resistenter gegen Störungen. Zu den weiteren Verbesserungen gehören die ersten Anpassungen, die den Einsatz von GPS in der Weltraumnavigation verbessern.

Ja, Weltraumnavigation.

– Fallbeispiel Weltraum

GPS wurde zwar für die terrestrische Navigation entwickelt, aber es hat sich herausgestellt, dass dieselben GPS-Signale auch von Raumfahrzeugen genutzt werden können, die sich auf dem Mond und auf dem frühen Transit zum und vom Mars befinden.

Während die GPS-Signale direkt auf die Erde gestrahlt werden, entweichen einige dieser Funksignale in den Weltraum. “Wir leben von den Überbleibseln”, sagt Frank Bauer, pensionierter Abteilungsleiter für Weltraumnavigation bei der NASA. “Wir leben von den Überläufen des Hauptstrahls und den Nebenkeulen.” Bauer arbeitet noch immer als Berater für die NASA.

Bauers Team hat herausgefunden, wie man diese “Überbleibsel” nutzen kann. “Wir haben einen speziellen GPS-Empfänger entwickelt”, sagt Bauer und erklärt, dass ein Standard-GPS-Empfänger im Weltraum nicht funktionieren würde. Die NASA verwendet GPS im Weltraum derzeit für die Steuerung des Andockens von Nutzlasten für die Internationale Raumstation, für die genaue Positionierung der GOES-Wettersatelliten sowie für eine Reihe von wissenschaftlichen Satelliten.

“Die NASA hat bereits bewiesen, dass man GPS auf halbem Weg zum Mond einsetzen kann”, sagt Bauer und fügt hinzu, dass die NASA bereits an Empfängern und Antennen für den Einsatz auf und um den Mond arbeitet. “Wir arbeiten mit den Leuten vom Johnson Space Center an Möglichkeiten für das Lunar Gateway”, fügt er hinzu.

Die NASA arbeitet auch an der internationalen Kompatibilität von Ortungssatelliten. Durch ein Komitee der Vereinten Nationen wurden gemeinsame Definitionen für Signale von Positionierungssatelliten aus den USA, Europa, Russland, China, Japan und Indien entwickelt. “Wir versuchen, sie alle für den Einsatz im Weltraum interoperabel zu machen”, sagt Bauer.

Sobald die Interoperabilität erreicht ist, werden die Empfänger tatsächlich Zugang zu allen Ortungssatelliten haben, was wiederum zu einer höheren Genauigkeit führen wird. Das Ergebnis: Wo früher eine Genauigkeit von einem Meter möglich war, wird es jetzt weniger als das sein. Sie könnten Ihre Position bis auf wenige Zentimeter genau kennen.

Darüber hinaus werden die neuen Signale der GPS-III-Satelliten für mehr Genauigkeit sorgen, indem sie den Nutzern mehr Positionssignale und Signale mit höherer Genauigkeit zur Verfügung stellen.

– GPS in Gefahr

Doch bevor dies geschehen kann, muss ein neues Bodenkontrollsystem namens OCX voll einsatzfähig sein, und das wird nicht vor irgendwann im Jahr 2021 der Fall sein.

Verzögerungen beim Betriebskontrollsystem sind nur eines der vielen Risiken, die das Versprechen des GPS gefährden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass GPS durch Cyberangriffe, ausländische Regierungen oder sogar durch bürokratische Querelen außer Betrieb gesetzt wird.

“Akquisitionen neigen dazu, ziemlich unruhig zu sein”, sagt Cristina Chaplain, Direktorin für Vertragsabschlüsse und nationale Sicherheitsakquisitionen beim U.S. Government Accountability Office. Chaplain beaufsichtigt das GPS-Programm für den US-Kongress. Es gibt Managementprobleme und Verzögerungen bei der Herstellung der Satelliten, sagt sie. Außerdem muss die US-Luftwaffe in der Lage sein, eine Mindestanzahl von Satelliten zu unterhalten, und sich bei der Planung von Anschaffungen darauf verlassen, dass die Satelliten ihre Lebensdauer überdauern.

Aber es gibt auch noch einen zweiten Bereich, der Anlass zur Sorge gibt. “Der zweite Bereich ist, dass der Weltraum zu einem gefährlichen Ort wird”, sagt Chaplain. Andere Länder könnten versuchen, GPS-Satelliten zu beschädigen oder zu zerstören. Sowohl Indien als auch China haben bereits bewiesen, dass sie in der Lage sind, Satelliten in der Umlaufbahn auszuschalten, sagt sie.

Eine noch unmittelbarere Bedrohung ist jedoch das Stören von GPS-Signalen, wofür kein Angriff durch eine andere Regierung erforderlich ist, so Chaplain. Tatsächlich wurden kürzlich Flüge am Flughafen Newark unterbrochen, als Lastwagenfahrer auf dem New Jersey Turnpike handelsübliche GPS-Störsender einsetzten, um die GPS-Empfänger zu verwirren, mit denen sie ihre Fahrzeuge verfolgen.

Chaplain sagt, dass die Antistörungsfunktionen der GPS-III-Satelliten dem Militär zur Verfügung stehen werden, sobald das OCX-Bodenkontrollsystem betriebsbereit ist. Sie geht jedoch davon aus, dass es noch ein Jahrzehnt dauern wird, bis dies Realität wird, da die entsprechenden Empfänger noch auf Hunderten von Waffenplattformen installiert werden müssen. “Es gibt noch andere Dinge, die man im Weltraum einsetzen kann und die die Daten oder die Satelliten stören”, sagt Chaplain. “Es ist eine ernstzunehmende Bedrohung für das Verteidigungsministerium, um daran zu arbeiten.” (Anmerkung: Der Entstörungsmechanismus ist für militärische Zwecke bestimmt).

Was ist GPS?

Was ist GPS?

Das Global Positioning System (GPS) ist ein US-amerikanisches Dienstprogramm, das den Nutzern Ortungs-, Navigations- und Zeitgebungsdienste (PNT) bietet. Dieses System besteht aus drei Segmenten: dem Weltraumsegment, dem Kontrollsegment und dem Nutzersegment. Die U.S. Space Force entwickelt, unterhält und betreibt das Raumsegment und das Kontrollsegment.

Steht für “Global Positioning System”. GPS ist ein Satellitennavigationssystem, das zur Bestimmung der Bodenposition eines Objekts verwendet wird. Die GPS-Technologie wurde erstmals in den 1960er Jahren vom US-Militär eingesetzt und fand in den folgenden Jahrzehnten auch im zivilen Bereich Verwendung. Heute sind GPS-Empfänger in vielen kommerziellen Produkten enthalten, z. B. in Autos, Smartphones, Sportuhren und GIS-Geräten.

Das GPS-System besteht aus 24 Satelliten, die in einer Höhe von etwa 19 300 Kilometern (12 000 Meilen) über der Erdoberfläche im Weltraum stationiert sind. Sie umkreisen die Erde einmal alle 12 Stunden mit einer extrem hohen Geschwindigkeit von etwa 11.200 Kilometern pro Stunde (7.000 Meilen). Die Satelliten sind gleichmäßig verteilt, so dass vier Satelliten von jedem Punkt der Erde aus in direkter Sichtlinie erreichbar sind.

Jeder GPS-Satellit sendet eine Nachricht, die die aktuelle Position, die Umlaufbahn und die genaue Uhrzeit des Satelliten enthält. Ein GPS-Empfänger kombiniert die Übertragungen von mehreren Satelliten, um seine genaue Position mithilfe eines Triangulationsverfahrens zu berechnen. Drei Satelliten sind erforderlich, um den Standort eines Empfängers zu bestimmen, obwohl eine Verbindung zu vier Satelliten ideal ist, da sie eine höhere Genauigkeit bietet.

Damit ein GPS-Gerät korrekt funktioniert, muss es zunächst eine Verbindung zu der erforderlichen Anzahl von Satelliten herstellen. Dieser Vorgang kann je nach Stärke des Empfängers zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten dauern. Das GPS-Gerät eines Autos stellt beispielsweise in der Regel schneller eine GPS-Verbindung her als der Empfänger in einer Uhr oder einem Smartphone. Die meisten GPS-Geräte verwenden auch eine Art von Standort-Caching, um die GPS-Erkennung zu beschleunigen. Indem es seinen vorherigen Standort speichert, kann ein GPS-Gerät schnell feststellen, welche Satelliten bei der nächsten Suche nach einem GPS-Signal zur Verfügung stehen werden.

HINWEIS: Da GPS-Empfänger einen relativ ungehinderten Weg zum Weltraum benötigen, ist die GPS-Technologie nicht ideal für die Verwendung in Innenräumen. Daher verwenden Smartphones, Tablets und andere mobile Geräte oft andere Mittel zur Standortbestimmung, z. B. nahe gelegene Mobilfunkmasten und öffentliche Wi-Fi-Signale. Diese Technologie, die manchmal auch als lokales Positionierungssystem (LPS) bezeichnet wird, wird oft als Ergänzung zu GPS verwendet, wenn keine stabile Satellitenverbindung verfügbar ist.

– GPS-Dienste

GPS-Satelliten bieten Dienste für zivile und militärische Nutzer an. Der zivile Dienst steht allen Nutzern weltweit kontinuierlich und kostenlos zur Verfügung. Der militärische Dienst steht den amerikanischen und verbündeten Streitkräften sowie zugelassenen Regierungsstellen zur Verfügung.

Die Zukunft von GPS

Das Global Positioning System-Programm der Regierung war äußerst erfolgreich, und weitere technologische Verbesserungen sind auf dem Weg. Der Erfolg von GPS kann jedoch auch erklären, warum es in Gefahr ist.

Die meisten Menschen kennen das Global Positioning System (GPS) als ein Mittel, um sich auf Reisen zurechtzufinden, aber seine Wirkung geht weit über die Suche nach der besten Route für den Arbeitsweg hinaus. Die Signale von GPS-Satelliten haben Branchen verändert, die Sie bereits kennen, darunter die Luftfahrt, die Schifffahrt und die Meeresnavigation. Aber diese Signale haben auch Branchen verändert, an die man seltener denkt, wie z. B. die Landwirtschaft, die Fertigung und sogar die Raumfahrt.

Das Einzige, was noch bemerkenswerter ist als die GPS-Technologie, ist ihre Allgegenwärtigkeit. Ein GPS-Empfänger befindet sich in fast jedem Mobiltelefon der Welt. Es gibt GPS-Empfänger in Umweltsensoren, in Pipeline-Steuerungen und natürlich in Autos – sogar in vielen Fahrzeugen ohne Navigationssystem. Die Technologie verbessert alles, von der Landwirtschaft über die Verfolgung von Haien bis hin zu Geocaching-Spielen.

Noch cooler ist, dass GPS noch besser werden soll:

Was ist GPS-Ortung und wie funktioniert ein GPS Tracker ?

Die GPS-Technologie ist im modernen Leben fast allgegenwärtig geworden. Die meisten von uns nutzen sie jeden Tag, ohne darüber nachzudenken. Aber verstehen Sie sie auch wirklich? Und wissen Sie, wie Sie die GPS-Ortung optimal nutzen können, um die betriebliche Effizienz Ihres Fuhrparks zu verbessern?

Flottenmanager nutzen GPS jeden Tag, um ihre Flotten und andere Vermögenswerte zu überwachen. Sie erhalten Informationen, die ihnen bei der Lösung von Problemen wie der Einhaltung von Vorschriften, der Effizienz und der Sicherheit helfen. Aber wie geschieht das? Was ist GPS-Ortung und wie funktioniert sie?

Was ist GPS Verfolgung?

Beginnen wir mit dem Namen GPS, der für Global Positioning System steht. Das System besteht aus einem Netz von Satelliten, die die Erde umkreisen, und Geräten, mit deren Hilfe der Standort eines Objekts oder einer Person bestimmt werden kann. Ursprünglich in den 1960er Jahren für militärische Zwecke entwickelt, wurde die GPS-Technologie schließlich 1983 für die Öffentlichkeit zugänglich, und im Laufe der Jahrzehnte gab es immer mehr Fortschritte und Anwendungsfälle. Heutzutage wird GPS in vielen Bereichen eingesetzt, von militärischen Übungen auf der ganzen Welt bis hin zu Wegbeschreibungen, die Autofahrern helfen, ihren Weg zu finden.

Was macht ein GPS Tracker?

Für die GPS-Ortung ist der Tracker erforderlich, dieser wird in einem Fahrzeug, an einem Gerät oder von einer Person getragen. Ein Ortungsgerät für Fahrzeuge liefert Informationen über seinen genauen Standort, so dass es Einzelheiten darüber melden kann, wo sich ein Fahrzeug, ein Gerät oder eine Person befindet. Es verfolgt auch die Bewegungen eines Fahrzeugs, einer Ausrüstung oder einer Person. Ein GPS-Ortungsgerät kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Standort eines Lastwagens auf seiner Route, den Aufenthaltsort eines Kindes oder sogar die transportierten Güter zu lokalisieren. Erfahren Sie mehr.

Grundlagen des GPS Ortungssystems

Ein GPS-Ortungssystem nutzt dazu das GNSS-Netzwerk (Global Navigation Satellite System). Dieses Netzwerk besteht aus Satelliten, die mit GPS-Geräten kommunizieren, um Informationen über den aktuellen Standort, die Richtung, die Zeit und die Geschwindigkeit des georteten Fahrzeugs zu liefern.

Wie funktioniert ein Fahrzeugortungsgerät?

GPS-Ortungsgeräte senden spezielle Satellitensignale aus, die von einem Empfänger verarbeitet werden. Diese GPS-Empfänger verfolgen die genaue Position des GPS-Geräts und berechnen die Zeit und die Geschwindigkeit, mit der es sich bewegt. Diese Positionen können auch anhand von vier Arten von GPS-Satellitensignalen berechnet und in dreidimensionalen Ansichten dargestellt werden. GPS-Systeme bestehen aus drei Segmenten: Raum, Steuerung und Benutzer.

Das Raumsegment

Das Global Positioning System besteht aus 27 Satelliten, die die Erde umkreisen. Von diesen 27 Satelliten sind 24 in Betrieb, und drei dienen als Ersatzsatelliten, falls einer der anderen 24 ausfällt. Diese Satelliten umkreisen die Erde alle 12 Stunden und senden Signale, die von GPS-Empfängern empfangen werden.

Das Kontrollsegment

Das Positionierungssystem wird von verschiedenen, rund um den Globus verteilten Ortungsstationen gesteuert. Diese Stationen empfangen die von den Satelliten gesendeten Mikrowellen-Trägersignale, und die GPS-Empfänger wandeln diese Signale in Daten wie Geschwindigkeit, Zeit und Position um.

Das Nutzersegment

GPS-Empfänger empfangen die von den GPS-Satelliten gesendeten Signale und verwenden sie, um die Position des Nutzers in Raum und Zeit zu bestimmen.

Zwei Arten von GPS Systemen

Ein GPS-Ortungssystem kann auf verschiedene Weise funktionieren. Kommerzielle GPS-Geräte werden häufig verwendet, um den Standort von Fahrzeugen während ihrer Fahrt aufzuzeichnen. Einige Systeme speichern die Informationen innerhalb des GSP-Systems selbst, dies wird als passive Ortung bezeichnet. Andere Systeme senden regelmäßig Daten über ein Modem an eine zentrale Datenbank; dies wird als aktive Ortung oder 2-Wege-GPS bezeichnet.

Bei der passiven GPS-Ortung wird der Standort überwacht und Daten über Fahrten auf der Grundlage bestimmter Ereignisse gespeichert. Diese Art von System kann Daten darüber aufzeichnen, wo sich die Geräte in den letzten 12 Stunden aufgehalten haben. Die Daten werden intern oder auf einer Speicherkarte gespeichert und dann auf einen Computer heruntergeladen, um später analysiert zu werden. Bei einigen Systemen werden die Informationen automatisch zu einem bestimmten Zeitpunkt heruntergeladen oder können während der Fahrt regelmäßig abgefragt werden.

Bei passiven GPS-Systemen handelt es sich um Echtzeit-Ortungssysteme, die automatisch Informationen an ein zentrales Ortungsportal senden, sobald ein Ereignis eintritt. Diese Art von System wird bei den meisten kommerziellen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei der Überwachung und Verfolgung von Kindern oder älteren Menschen, da die Betreuer so jederzeit wissen, wo sich ihre Schützlinge aufhalten. Diese Art von System wird auch verwendet, um das Verhalten von Mitarbeitern bei der Arbeit zu überwachen und den Betrieb von Flotten zu rationalisieren.

GPS-Glossar Teil 2

Verdünnung der Präzision

Der multiplikative Faktor, der den Entfernungsfehler modifiziert. Er wird ausschließlich durch die Geometrie zwischen dem Nutzer und seinem Satellitensatz verursacht; bekannt als DOP oder GDOP.

Dithering

Die Einführung von digitalem Rauschen. Mit diesem Verfahren fügt das Verteidigungsministerium (Department of Defense, DoD) den GPS-Signalen Ungenauigkeiten hinzu, um eine selektive Verfügbarkeit zu erreichen.

Dongle

Ein Sicherheitsgerät, das in den 25-poligen Anschluss auf der Rückseite des Laptops passt. Kein GPS-Begriff, aber Sie müssen ihn kennen, um die Software PFinder und Community Base Station zu verwenden.

Elevationsmaske

siehe Satelliten-Höhenmaske.

Emphemris

Die Vorhersagen der aktuellen Satellitenposition, die in der Datennachricht an den Nutzer übermittelt werden.

Schnell schaltender Kanal

Ein einzelner Kanal, der schnell eine Reihe von Satellitenbereichen abtastet. “Schnell” bedeutet, dass die Umschaltzeit ausreichend kurz ist (2 bis 5 Millisekunden), um die Datennachricht wiederherzustellen.

Merkmal

Jedes Element, über das Sie Positionsinformationen wünschen. Ihr Datenwörterbuch beschreibt die Merkmale, die Sie erfassen möchten. Ein Merkmal kann ein einzelner Punkt, eine Linie oder ein Gebiet sein.

Geodätische Vermessungen

Globale Vermessungen, die zur Erstellung von Kontrollnetzen (bestehend aus Referenz- oder Kontrollpunkten) als Grundlage für eine genaue Landkartierung durchgeführt werden.

Geometrische Verdünnung der Genauigkeit

Siehe Verdünnung der Genauigkeit.

Globales Navigationssatellitensystem (GLONASS)

Dies ist das russische Gegenstück zu GPS. GLONASS bietet eine weltweite Abdeckung, seine Genauigkeit ist jedoch für die nördlichen Breitengrade optimiert und wird als identisch mit der von GPS SPS beschrieben.

Ionosphärische Brechung

Die Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals beim Durchgang durch die Ionosphäre.

Mehrwegfehler

Fehler, die durch die Interferenz eines Signals verursacht werden, das die Empfängerantenne über zwei oder mehr verschiedene Pfade erreicht hat. Dies wird in der Regel dadurch verursacht, dass ein Pfad gestört oder reflektiert wird.

Mehrkanaliger Empfänger

Ein GPS-Empfänger, der gleichzeitig mehr als ein Satellitensignal verfolgen kann.

Multiplexing-Kanal

Ein Kanal eines GPS-Empfängers, der durch eine Reihe von Satellitensignalen sequenziert werden kann.

Die Bezeichnung für GPS-Satelliten. NAVSTAR ist ein Akronym für NAVigation Satellite Timing and Ranging.

NAD 27

Nordamerikanisches Datum von 1927. Älteres und veraltetes horizontales Datum für Nordamerika. NAD 27 beruht auf einer frühen Annäherung an die Form der Erde, bekannt als Clarke Spheriod von 1866, die nur für die Form der angrenzenden Vereinigten Staaten konzipiert wurde und ein bestimmtes Koordinatenpaar der Erdoberfläche als Referenzpunkt verwendet.

NAD 83

Nordamerikanisches Datum von 1983. Offizielles horizontales Datum für Nordamerika. NAD 83 basiert auf dem genaueren Geodätischen Referenzsystem von 1980 (GRS 80).

Nordamerikanisches vertikales Datum von 1988. Das National Geodetic Survey (NGS) bemüht sich derzeit um eine Neujustierung des Nordamerikanischen Vertikalen Datums. Die NAVD 88-Neujustierung wird Verzerrungen des kontinentweiten vertikalen geodätischen (Höhen-)Referenzsystems beseitigen.

P-Code

Der Precise oder Protected Code. Eine sehr lange Sequenz von pseudozufälligen binären Biphasenmodulationen auf dem GPS-Träger mit einer Chiprate von 10,23 MHz, die sich etwa alle 267 Tage wiederholt. Jedes einwöchige Segment dieses Codes ist nur für einen GPS-Satelliten bestimmt und wird jede Woche neu eingestellt.

Punktortung

Siehe Absolute Positionierung.

Standort

Der Breitengrad, Längengrad und die Höhe eines Punktes. Eine Position wird oft mit einer Fehlerabschätzung versehen.

PDOP

Prozentuale Verdünnung der Position. Ein Maß für die geometrische Stärke der GPS-Satellitenkonfiguration. Die Höhe des Fehlers in Ihrer Position. Ein PDOP-Wert von weniger als 4 ergibt die beste Genauigkeit (unter 1 Meter). Ein Wert zwischen 4 und 8 ergibt eine akzeptable Genauigkeit. Größer als 8 ergibt eine schlechte Genauigkeit.

PDOP-Maske

Die Obergrenze für die PDOP, für die Sie Daten sammeln möchten. Wenn der PDOP-Wert die PDOP-Maske überschreitet, werden keine GPS-Daten mehr erfasst (bis der PDOP-Wert wieder sinkt). Der Standardwert ist 6.

Nachbearbeitetes Differential-GPS

Bei post-processed differential GPS besteht zwischen dem Basis- und dem Rover-Empfänger keine aktive Datenverbindung. Stattdessen zeichnet jeder die Satellitenbeobachtungen auf, die zu einem späteren Zeitpunkt eine differentielle Korrektur ermöglichen. Die Software für die Differenzialkorrektur wird verwendet, um die von diesen Empfängern erfassten Daten zu kombinieren und zu verarbeiten.

Präziser Positionierungsdienst (PPS)

Die genaueste dynamische Positionsbestimmung, die mit GPS möglich ist und auf dem Zweifrequenz-P-Code basiert.

Proportionaler Fehler

Ein Mittel zur Angabe der Positionsgenauigkeit, ausgedrückt als Positionsfehler geteilt durch den Abstand zum Ursprung des verwendeten Koordinatensystems, angegeben in Teilen pro Million (ppm).

Pseudo-Lite

Ein bodengestützter Differential-GPS-Empfänger, der ein Signal sendet, das dem eines echten GPS-Satelliten gleicht, und für die Entfernungsmessung verwendet werden kann.

Pseudozufallsrauschen (PRN-Code)

Ein Signal mit zufallsbedingten, rauschähnlichen Eigenschaften. Es handelt sich um ein sehr kompliziertes, aber wiederholtes Muster von 1en und 0en.

Pseudo-Entfernung

Eine Entfernungsmessung, die auf der Korrelation eines von einem Satelliten gesendeten Codes und dem Referenzcode des lokalen Empfängers beruht, der nicht um Fehler bei der Synchronisation zwischen der Uhr des Senders und der Uhr des Empfängers korrigiert wurde.

Entfernung

Ein fester Abstand zwischen zwei Punkten, z. B. zwischen einem Start- und einem End-Wegpunkt oder einem Satelliten und einem GPS-Empfänger.

Differential-GPS in Echtzeit

Eine Basisstation, die bei jeder neuen GPS-Beobachtung Korrekturen berechnet, formatiert und normalerweise über eine Datenverbindung (z. B. UKW-Funk oder Mobiltelefon) überträgt. Die umherziehende Einheit benötigt eine Art von Datenverbindungs-Empfangsgerät, um die übertragenen GPS-Korrekturen zu empfangen und sie in den GPS-Empfänger zu übertragen, damit sie auf die aktuellen Beobachtungen angewendet werden können.

Relative Positionsbestimmung

Die Bestimmung der relativen Position zwischen zwei oder mehr Empfängern, die gleichzeitig dieselben GPS-Signale verfolgen.

RINEX

Receiver INdependent EXchange Format. Eine Reihe von Standarddefinitionen und -formaten zur Förderung des freien Austauschs von GPS-Daten und zur Erleichterung der Nutzung von Daten von jedem GPS-Empfänger mit jedem Softwarepaket. Das Format enthält Definitionen für drei grundlegende GOS-Observablen: Zeit, Phase und Entfernung.

Rover

Ein mobiler GPS-Empfänger, der während eines Feldeinsatzes Daten sammelt. Die Position des Empfängers kann relativ zu einem anderen, stationären GPS-Empfänger berechnet werden.

GPS-Glossar Teil 1

Die folgenden Glossareinträge stammen aus der EPA Veröffentlichung GIS Technical Memorandum 3: Global Positioning Systems Technology and its Applications in Environmental Programs (EPA/600/R-92/036, Februar 1992), GPS: A Guide to the Next Utility von Jeff Hurn (1989) und von Mitarbeitern des CGRER.

– Absolute Positionierung

Positionierungsmodus, bei dem eine Position in Bezug auf ein genau definiertes Koordinatensystem identifiziert wird, üblicherweise ein geozentrisches System (d. h. ein System, dessen Ursprungspunkt mit dem Massenzentrum der Erde übereinstimmt).

– Almanach

Eine Datendatei, die Bahninformationen zu allen Satelliten, Uhrenkorrekturen und atmosphärische Verzögerungsparameter enthält. Er wird von einem GPS-Satelliten an einen GPS-Empfänger übertragen, wo er eine schnelle Erfassung des Satellitenfahrzeugs durch GPS-Empfänger ermöglicht.

– Überall fix

Die Fähigkeit eines Empfängers, Positionsberechnungen zu starten, ohne dass ein ungefährer Standort und eine ungefähre Zeit angegeben werden.

– Attribut

Ein Wert, der ein Merkmal beschreibt. Features können null bis viele Attribute haben. Die Attribute für Merkmale werden im Datenwörterbuch beschrieben. Die Werte für die Attribute werden bei der Erfassung der Daten eingegeben. Ein Beispiel für ein Attribut wäre der Name eines Gebäudes oder die Höhe eines Baumes.

– Verfügbarkeit

Die Anzahl der Stunden pro Tag, in denen ein bestimmter Standort über genügend Satelliten verfügt (über dem angegebenen Höhenwinkel und unter dem angegebenen PDOP-Wert), um eine GPS-Positionsbestimmung vorzunehmen.

Basislinie

Eine Basislinie besteht aus einem Paar von Stationen, für die gleichzeitig GPS-Daten gesammelt wurden.

– Basisstation

Wird auch als Referenzstation bezeichnet. Ein Empfänger, der an einem bekannten Ort aufgestellt wird, um Daten für die differentielle Korrektur von Rover-Dateien zu sammeln. Die Basisstation berechnet den Fehler für jeden Satelliten und verbessert durch die differentielle Korrektur die Genauigkeit der GPS-Positionen, die von einem Rover-GPS-Empfänger an unbekannten Orten erfasst wurden.

Datei der Basisstation

Die von der Basisstation erstellte Datendatei. Basisstationsdateien folgen einem Namensschema: A7-Monat-Tag-Stunde.SSF, z. B. A7110413.SSF für eine Datei, die am 4. November zur Stunde 13:00 (GMT) erstellt wurde. Die Basisstation schreibt jedes Mal eine neue Datei, wenn sich die Uhrzeit ändert. Liegt ein Fehler in einer Datei vor oder hat die Station einen Fehler beim Schreiben der Datei, hat die neue Datei für diese Stunde die Erweiterung .001.

C/A-Code

Der Standard-GPS-Code (Course/Acquisition); auch bekannt als “ziviler Code” oder S-Code.

– Träger

Eine Funkwelle mit mindestens einem Merkmal (z. B. Frequenz, Amplitude, Phase), die durch Modulation von einem bekannten Referenzwert abweicht.

Trägergestützte Verfolgung

Eine Signalverarbeitungsstrategie, die das GPS-Trägersignal nutzt, um eine exakte Verfolgung des Pseudozufallscodes zu erreichen. Sie ist genauer als der Standardansatz.

Trägerüberlagerungsphase

Die Phase des Signals, die verbleibt, wenn das ankommende dopplerverschobene Satellitenträgersignal mit der vom Empfänger erzeugten nominell konstanten Referenzfrequenz geschlagen wird (das Differenzfrequenzsignal wird erzeugt).

Trägerfrequenz

Die Frequenz des unmodulierten Grundwellenausgangs eines Radiotransistors.

– Kanal

Ein Kanal eines GPS-Empfängers besteht aus der Funkfrequenz, den Schaltkreisen und der Software, die zur Abstimmung des Signals eines GPS-Satelliten erforderlich sind.

– Vorspannung der Uhr

Die Differenz zwischen der angezeigten Zeit der Uhr und der wahren Weltzeit.

– Code-Phasen-GPS

GPS-Messungen, die auf dem C/A-Code basieren.

– Konstante Abweichung

In manchen Fällen ist es nicht möglich, GPS-Signale zu empfangen, während Sie ein gewünschtes Merkmal kartieren. Es kann ein konstanter Offset konfiguriert werden, der es Ihnen ermöglicht, sich in einem gewissen Abstand zum Objekt zu befinden und dennoch die Position des Objekts aufzuzeichnen.

– Konstellation

Bezieht sich entweder auf die spezifische Gruppe von Satelliten, die für die Berechnung von Positionen verwendet werden, oder auf alle Satelliten, die für einen GPS-Empfänger zu einem bestimmten Zeitpunkt sichtbar sind.

– Kontrollsegment

Ein weltweites Netz von GPS-Überwachungs- und Kontrollstationen, die die Genauigkeit der Satellitenpositionen und ihrer Uhren sicherstellen.

– Koordinatensystem

Welches Kartierungssystem zur Darstellung von Positionen verwendet wird. Einige Beispiele sind Breitengrad/Längengrad und Staatsebene. Der Datenlogger verwendet standardmäßig Breitengrad/Längengrad. Sie können Ihre Daten mit PFinder in das gewünschte Koordinatensystem umwandeln.

– Zyklusschlupf

Eine Diskontinuität einer größeren Anzahl von Zyklen in der gemessenen Trägerüberlagerungsphase, die durch einen vorübergehenden Verlust der Verriegelung in der Trägerverfolgungsschleife eines GPS-Empfängers entsteht.

– Datenwörterbuch

Definiert die Felder, die Sie während der Datenerfassung mit dem GPS-Gerät ausfüllen werden. Dies ist vergleichbar mit der Beschreibung der Felder in einem Datensatz für ein Datenbankprogramm.

– Datenlogger

Auch Datenrekorder genannt. Ein tragbarer, leichter Dateneingabecomputer. Er kann verwendet werden, um zusätzliche Daten zu speichern, die mit einem GPS-Empfänger erfasst wurden.

– Daten-Nachricht

Eine 1500-Bit-Nachricht, die im GPS-Signal enthalten ist und den Standort des Satelliten, Uhrenkorrekturen und den Zustand des Satelliten meldet.

– Datum

Der technologische Wandel hat im Laufe der Zeit zu unterschiedlichen Werten für dieselben geografischen Punkte geführt. Das Datum bezieht sich auf den Standard, den Sie für bekannte Punkte verwenden. Wenn Sie Ihre gesammelten Daten mit bereits vorhandenen Daten verwenden wollen, müssen Sie das Datum und die Koordinatensysteme aufeinander abstimmen. Einige Beispiele für Bezugssysteme sind NAD-27 und WGS-84 (North American Datum 1927, World Geodetic System 1984).

– Differentialkorrektur

Gleichzeitige Verwendung von GPS-Positionen, die von einer Basisstation (an einer bekannten Position) erfasst wurden, oder von RTCM-Übertragungen, um die Genauigkeit der Positionsdaten zu erhöhen.