1000 Antworten Wie funktioniert die Ortsbestimmung mit Hilfe von GPS?

Die Erfinder des GPS (Global Positioning System) haben sich ein geniales Verfahren ausgedacht, mit dem man rund um die Uhr und an jedem Punkt der Erde ausreichend viele Satelliten gleichzeitig empfangen kann, die für eine Positionsbestimmung nötig sind. In einer Höhe von 20.200 km schweben insgesamt 24 Satelliten auf sechs unterschiedlichen Bahnen um die Erde.

Die Satelliten senden elektromagnetische Signale, die sich mit Lichtgeschwindigkeit (300 000 km/sec) ausbreiten. Mithilfe der Zeit, die ein Signal vom Satelliten bis zum Standort des Empfänger braucht, lässt sich die Entfernung nach der folgenden Formel berechnen: Entfernung = Lichtgeschwindigkeit x Zeit.

Bei der Bestimmung einer unbekannten Position werden die Entfernungen zu mindestens drei Satelliten gemessen. Deren Positionen im All lassen sich anhand der Bahnen für jeden Zeitpunkt errechnen, sind also jeweils bekannt. Je zwei Satelliten und der gesuchte Punkt bilden ein Dreieck mit bekannten Seitenlängen. Insgesamt ergeben sich drei Dreiecke, an deren gemeinsamer Spitze der gesuchte Punkt liegt. Durch die drei Satellitenpositionen und die drei Entfernungen ist die gesuchte Position eindeutig im Raum festgelegt. Um die Entfernungen möglichst exakt zu ermitteln braucht man sehr präzise Uhren.