GPS steht für Global Positioning System, ein globales satellitengestütztes Funknavigationssystem. Es liefert Standort, Geschwindigkeit und Zeitsynchronisation für jeden Empfänger auf der Erde. In diesem Artikel erklären wir, was GPS ist und wie es funktioniert.

Die zentrale Technologie für Apps wie Google Maps hilft uns, von Punkt A nach B zu gelangen. Man findet sie auch in vielen anderen Dingen wie Autos, Smartphones, Computern und Uhren. Darüber hinaus gibt es noch viele andere Anwendungen, z. B. in der Präzisionslandwirtschaft, bei autonomen Fahrzeugen, in der Meeres- und Luftvermessung und in der Verteidigung.

Was ist die Bedeutung von GPS und wie funktioniert es?

GPS ist ein GNSS-Ortungssystem, das sich im Besitz der Regierung der Vereinigten Staaten befindet und von der United States Space Force betrieben wird. Auch andere Länder haben ihre eigenen globalen oder regionalen Satellitennavigationssysteme eingerichtet. 

Diese Systeme nutzen 24 bis 32 Satelliten zur Synchronisierung von Standort-, Geschwindigkeits- und Zeitdaten, um genaue Koordinaten und relative Entfernungen zu ermitteln. Aus diesem Grund ist das System zu einem unersetzlichen Hilfsmittel für den Luft-, See- und Landverkehr geworden.

Bei diesem Verfahren werden vier Satelliten verwendet, um eine Position auf der Erde zu triangulieren. Die ersten drei Satelliten helfen bei der Bestimmung der Zielposition auf der Erdoberfläche. Der vierte Satellit liefert die Höhe des Objekts.

GPS funktioniert durch die Kombination von drei verschiedenen Systemen und deren Zusammenspiel. Im Folgenden werden die drei Elemente von GPS beschrieben:

Satelliten (Raumsegment)

Mehrere Satelliten umkreisen sechs erdnahe Bahnebenen, um den Nutzern Signale über die geografische Position und die Tageszeit zu übermitteln.

Bodenkontrolle (Kontrollsegment)

Das Kontrollsegment besteht aus mehreren Überwachungsstationen, Hauptkontrollstationen und Bodenantennen auf der Erde. Diese Stationen befinden sich auf allen großen Kontinenten der Welt.

Ausrüstung (Nutzersegment)

Die letzte Komponente ist das Nutzersegment/die Ausrüstung, d. h. ein GPS-Empfänger. Man findet diese Empfänger auch in Fahrzeugen, Smartphones, Smartwatches und Telematikgeräten.

GPS-Genauigkeit

Die Genauigkeit eines GPS hängt von mehreren physikalischen und technischen Faktoren ab. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Faktoren aufgeführt, die die GPS-Genauigkeit beeinflussen.

• Physikalische Hindernisse (wie Berge, Bäume und Gebäude)
• Verfügbare Satelliten

• Algorithmische Fehler (fehlerhafter oder veralteter Empfänger)
• Künstliche Störungen (Jamming)
• Atmosphärische Bedingungen (Stürme und ionosphärische Verzögerungen)

Welche Anwendungen gibt es für GPS?

Im Folgenden sind einige der praktischen Anwendungen der GPS-Technologie aufgeführt:

• Standortverfolgung 
• Navigation
• Ortung für die Strafverfolgung
• Kartierung und Vermessung
• Verfolgung von Zeitzonen
• Bauwesen und Bergbau
• Verkehrswesen
• Jagen und Fischen
• Unterhaltung (AR-Apps)
• Gesundheit und Fitness

Die Bedeutung von GPS

GPS war ein revolutionärer technischer Fortschritt, der viele moderne Innovationen ermöglicht hat. Es ist heute auch für viele Anwendungen zur Verbesserung der Lebensqualität verantwortlich. Daher kann man sich eine Welt ohne diese Technologie nur schwer vorstellen.