L1-, L2- und L5-GPS-Signale: Was bedeuten sie?

Waren Sie schon einmal verwirrt, wie viele verschiedene Arten von GPS-Signalen es gibt? Wenn ja, finden Sie hier eine schnelle und einfache Zusammenfassung, die die L1-, L2- und L5-Signale und deren Verwendung erklärt.

L1

Das L1-Signal ist das älteste GPS-Signal. Es besteht aus zwei Teilen: dem Coarse/Acquisition Code (C/A) und dem Precision Code (P-Code). Der P-Code ist der militärischen Nutzung vorbehalten, während der C/A-Code der Öffentlichkeit zugänglich ist. Das L1-Signal verwendet die Frequenz 1575,42 MHz. Da das L1-Signal das älteste und am weitesten verbreitete Signal ist, kann es auch von den billigsten GPS-Geräten empfangen werden. Da seine Frequenz jedoch relativ langsam ist, ist es nicht sehr effektiv bei der Überwindung von Hindernissen.

L2

Die L2-Frequenz wurde nach der L1-Frequenz eingeführt. Auch sie hat einen militärischen und einen zivilen Code. Die L2 verwendet die Frequenz 1227,60 MHz, die schneller ist als die L1. Dadurch kann das Signal Hindernisse wie Wolken, Bäume und Gebäude besser durchdringen. Da L2 jedoch neuer ist, ist seine Infrastruktur noch nicht vollständig. Aus diesem Grund kann es nicht allein verwendet werden: Es muss zusammen mit den L1-Frequenzen genutzt werden.

L5

L5 ist das dritte GPS-Signal, das auf 1176 MHz arbeitet. Es ist das bisher fortschrittlichste GNSS-Signal, aber es steckt noch in den Kinderschuhen und soll 2021 eingeführt werden. Es wird für sicherheitskritische Transporte und andere anspruchsvolle Anwendungen wie die Luftfahrt verwendet werden. Schließlich wird es ein weiteres Signal für zivile Nutzer werden. Da es noch so neu ist, ist es für Vermessungsingenieure noch nicht von Nutzen, aber man sollte es bei der Entwicklung der GPS-Empfänger der Zukunft im Hinterkopf behalten.

Verwendung des Signals

Es gibt zwei Möglichkeiten, die L1- und L2-GPS-Signale zu nutzen. Erstens kann das L1-Signal für sich allein verwendet werden. Dies ermöglicht eine Genauigkeit von etwa einem Zentimeter (wenn auch RTK verwendet wird), gilt aber immer noch als langsam und benötigt etwa 10 Minuten, um diese Genauigkeit zu erreichen.

Die L1- und L2-GPS-Signale können auch zusammen in einer Methode namens PPP (Precise Point Positioning) verwendet werden. Da das L2-Signal eine höhere Frequenz hat, kann es sich viel leichter durch Hindernisse hindurch bewegen. Das bedeutet, dass Fehler, die durch Partikel in der Luft verursacht werden, durch den Vergleich der beiden Signale berechnet und eliminiert werden können. Dadurch erhalten Sie eine Genauigkeit, die mit der RTK-Methode vergleichbar ist, nur dass nur ein Empfänger benötigt wird. Durch die gemeinsame Verwendung von L1 und L2 kann der Empfänger auch unter schwierigeren Bedingungen eingesetzt werden, z. B. in der Nähe von Gebäuden oder unter Bäumen (Quelle). Da das L2-Signal schneller ist und häufiger gesendet wird, ermöglicht diese Methode auch eine schnellere anfängliche Signalerfassung als mit L1 allein.

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