Difference between revisions of "GPS"

From Dietrich Blog (Strato)
Jump to: navigation, search
(→‎Relativistische Effekte)
(→‎Relativistische Effekte)
Line 37: Line 37:
 
* Bei einem Erdsatelliten mit der Bahnhöhe von ca. 3000 km heben sich beie Effekte in etwa auf. Auf der GPS-Bahnhöhe von 20200 km ist der Gravitationsunterschied zum Boden noch größer und die Bahngeschwindigkeit kleiner als auf einer Höhe von 3000 km.  
 
* Bei einem Erdsatelliten mit der Bahnhöhe von ca. 3000 km heben sich beie Effekte in etwa auf. Auf der GPS-Bahnhöhe von 20200 km ist der Gravitationsunterschied zum Boden noch größer und die Bahngeschwindigkeit kleiner als auf einer Höhe von 3000 km.  
 
* Der Gangunterschied zwischen Satelliten-Uhr und Boden-Uhr ist 4,4 x 10<sup>-10</sup>; d.h. in 24 Stunden = 86400 sec ist die Zeitabweichung  86000 x 4,4 x 10<sup>-10</sup> = 3,8 x 10<sup>-5</sup> sec = 38 &micro;sec. Mulipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit von ca. 300000 km/sec ergibt das 11,4 km Abweichung pro Tag.
 
* Der Gangunterschied zwischen Satelliten-Uhr und Boden-Uhr ist 4,4 x 10<sup>-10</sup>; d.h. in 24 Stunden = 86400 sec ist die Zeitabweichung  86000 x 4,4 x 10<sup>-10</sup> = 3,8 x 10<sup>-5</sup> sec = 38 &micro;sec. Mulipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit von ca. 300000 km/sec ergibt das 11,4 km Abweichung pro Tag.
 +
* Die üblichen GPS-Empfänger haben aber keine eigene Uhr, sondern ermitteln sich ihre Zeit zusammen mit den Ortskoordinaten aus den Signallaufzeiten von (mindestens) vier GPS-satelliten (s.o.) dabei treten reativistsiche Efekte nur noch zwischen den Satelliten (differenziell) auf. Diese sind geringer und heben sich zum größten Teil auf.
  
 
== GPS Anwendungen ==
 
== GPS Anwendungen ==

Revision as of 20:45, 16 November 2009

Incomplete.png Incomplete, needs to be expanded. Please help to fill the gaps or discuss the issue on the talk page

GPS-Logging, Geo-Tagging, AMOD AGL3080, GPS-Nagivation

GPS Global Positioning System

Siehe auch: Zeitmessung, Urlaub

Das Global Positioning System GPS besteht aus einem Netz von Erdsatelliten in ca. 12-stündigen Umlaufbahnen. Jeder Satellit hat eine Atomuhr an Bord.

1978 Start des ersten Satelliten für den Aufbau des GPS.

Gerade das GPS-System liefert heute ein Argument dafür, die Schaltsekunden aufzugeben und die reine Atomzeit (TAI) als Weltzeit zu definieren: Bei der notwendigen sorgfältigen Synchronisation der GPS-Satelliten wurden die Schaltsekunden nicht berücksichtigt. Seit Einführung von GPS im Jahr 1980 hat sich die Differenz zwischen der internen GPS-Zeit und der offiziellen Weltzeit UTC auf 13 Sekunden aufsummiert. Eine versehentliche Verwechslung der Zeiten, etwa bei der Navigation von Flugzeugen, könnte zu Katastrophen führen.

Geschichte

  • Die erste Generation von GPS-Satelliten startete 1978-1985
  • Ab 1989 wurden GPS-Satellieten der "GPS II Serie" (GPS IIA, IIR, IIR-M) gestartet.
  • Dezember 1993: 24 Satellieten sind in der Umlaufbahn. Die vorläufige Funktionsbereitschaft wird verkündet.
  • April 1995 wird die sog. "volle" Funktionsbereitschaft erreicht
  • GPS wurde am 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb genommen
  • Am 2. Mai 2000 wird die künstliche Ungenauigkeit abgeschaltet. Nun können auch "normale" Anwender ihre Position per GPS auf 10m genau bestimmen.
  • Satellieten einer neuen Baureihe "GPS 2R-M" (GPS II Modernized) wurden vom September 2005 bis zum August 2009 gestartet.
  • GPS IIF ist jetzt geplant für 2010
  • GPS III ist geplant für 2014
  • Per Juni 2008 sind 32 GPS-Satelliten aktiv

Bahndaten

  • Bahnhöhe: 20200 km
  • Inklination: 55 Grad (GPS I hatte 63 Grad)
  • Umlaufszeit: 12 Stunden

Positionsbestimmung

Die Signale der GPS-Satelliten berugen auf den Zeitmessungen der an Bord befindlichen Atomuhren (Caesium, Rubidium). Wenn der GPS-Empfänger keine eigene Atomuhr hat, benötigt man die Signallaufzeiten von vier GPS-Satelliten, um den Ort (drei Variable) und die Zeit des GPS-Empfängers zu bestimmen.

Relativistische Effekte

Wenn man die Atomuhr an Bord eines Satelliten mit einer Uhr am Boden vergleicht treten relativistische Effekte auf:

  • Nach der speziellen Relativitätstheorie hängt der Ganggeschwindigkeit von Uhren von der Relativgeschwindigkeit ab. Entfernt sich der Satellit vom Beobachter am Boden, so geht die Uhr an Bord langsamer als die Uhr am Boden - im Bezugsystem des Beobachters am Boden.
  • Nach der allgemeinen Relativitätstheorie hängt die Ganggeschwindigkeit einer Uhr auch von der Stärke des Gravitationsfeldes ab. Im Satelliten ist das Gravitationsfeld schächer (geringere Raumkrümmung) als am Boden, die Uhr an Bord geht deswegen schneller als die Uhr am Boden.
  • Bei einem Erdsatelliten mit der Bahnhöhe von ca. 3000 km heben sich beie Effekte in etwa auf. Auf der GPS-Bahnhöhe von 20200 km ist der Gravitationsunterschied zum Boden noch größer und die Bahngeschwindigkeit kleiner als auf einer Höhe von 3000 km.
  • Der Gangunterschied zwischen Satelliten-Uhr und Boden-Uhr ist 4,4 x 10-10; d.h. in 24 Stunden = 86400 sec ist die Zeitabweichung 86000 x 4,4 x 10-10 = 3,8 x 10-5 sec = 38 µsec. Mulipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit von ca. 300000 km/sec ergibt das 11,4 km Abweichung pro Tag.
  • Die üblichen GPS-Empfänger haben aber keine eigene Uhr, sondern ermitteln sich ihre Zeit zusammen mit den Ortskoordinaten aus den Signallaufzeiten von (mindestens) vier GPS-satelliten (s.o.) dabei treten reativistsiche Efekte nur noch zwischen den Satelliten (differenziell) auf. Diese sind geringer und heben sich zum größten Teil auf.

GPS Anwendungen

Beim GPS-Logging speichert ein kleiner GPS-Empfänger laufend die gemessenen Koordinaten und die Zeit. Dadurch lässt sich ein Bewegungsablauf (die Route) dokumentieren...

Beim Geo-Tagging wird jedes Foto mit den geografischen Daten verknüft. So kann mach solche Fotos dann z.B. mit Google Earth oder Google Maps verknüpfen...

Bei der GPS-Navigation braucht man ein schönes Display auf dem Landkarte und berechnete Route (von A nach B) angezeigt wird...

Beim Geo-Caching soll ein symbolischer Schatz gefunden werden...

GPS-Software

GPS mit dem Handy

ich habe ja ein HTC Touch Diamond, das eine eingebauten GPS-Empfänger haben soll. Ich möchte diese GPS-Funktion mal ausprobieren, ohne das zusätzliche Kosten entstehen; d.h. ich möchete dabei keine Internetverbindung aufbauen z.B. zu Google Maps oder oder oder...

Software:

Damit bekomme ich vor dem Haus auf der Strasse so 6-9 Satelliten.

Einige GPS Koordinaten

GPS Gut Kaden

  • C1 Mitte Grün: 53.790106 N, 9.943437 E
  • C9 Anfang Grün: 53.787241 N, 9.948624 E
  • A1 Mitte Grün: 53.788236 N, 9.951746 E

Afrika-Urlaub

Unser Urlaub startet in Hamburg...

  • Flughafen Hamburg Terminal 2: 53.632145 N, 10.004425 E

-- Dkracht 15:19, 17 July 2009 (CEST)

Retrieved from "http://wiki.kr8.de/index.php?title=GPS&oldid=7553"