5.1. Technische Basis des amerikanischen NAVSTAR-GPS-Systems

Letztmalig dran rumgefummelt: 18.12.24 11:23:19

	Fakt ist: der derzeitige Stand der GPS-Systeme ist eines der letzten Relikte des "Kalten Krieges". Nachdem sich jedoch bereits Ende der achtziger Jahre das Gesamtprojekt zur Raketenabwehr als nicht bezahlbar erwiesen hatte und aufgegeben wurde, behielt man den "Navigationsteil" im Auge - natürlich auch vorerst zur militärischen Nutzung.
	1. Wie funktioniert das NAVSTAR-System? 2. Sattellitensegment 3. Kontrollsegment 4. Nutzersegment
	GPS-Systeme NAVSTAR-Logo begrenzt verwendbar - selbst aufpassen, ab welcher Stelle es Blödsinn wird ;-) Basiswissen der Informatik Wissen für Fortgeschrittene der Informatik Informatik-Profi-Wissen
	Quellen: Lehr- und Übungsbuch Informatik Band 1 - 5 Seite ??? Technische und Theoretische Informatik  Seite ???

1. Wie funktioniert das NAVSTAR-System?

	Alle Möglichkeiten werden hier einmal ausgeleuchtet und aufgezeigt Alle Koordinaten sollten auf ihre letzten Stellen hin und wieder überprüft werden, da von diesen eine genaue Recherche abhängt, sie aber wiederum selbst stark abhängig von der Anzahl der einmessenden Satelliten sowie der Genauigkeit des GPS-Systems selbst abhängig ist. Bei Möglichkeit mit verschiedenen Navigationssystemen einmessen. Das Weltraumsegment besteht aus 31 Satelliten, die sich in einer mittleren Entfernung von 26.560 km und einer Geschwindigkeit von 3,9 km pro Sekunde um den Erdmittelpunkt bewegen. Zu jeder Zeit sind dabei, an jedem Ort mindestens vier Satelliten für Messungen verfügbar. Die Erde wird von jedem Satelliten einmal in elf Stunden und 58 Minuten umkreist, daher erreicht er eine bestimmte Position des Vortages vier Minuten eher. Notwendig für eine stabile Anordnung sind sechs Bahnen (Inklination der Ebenen um 55°; in Äquatorebene um jeweils 60° gegeneinander versetzt) auf denen mindestens vier Satelliten kreisen. Die sieben übrigen Satelliten sind entweder nicht funktionsfähig oder dienen als Ersatz, sollte ein Satellit ausfallen. Jeder GPS-Satellit hat zwei Cäsium- und zwei Rubidium-Atomuhren, deren Genauigkeit höchstens eine Sekunde in 160.000 Jahren abweicht.
	Das GPS-Kompendium Das GPS-Dictionary GPS-History ... das GPS-Kompendium - Englisch ... das Dictionary im PDF-Format ... GPS-History im PDF-Format
	Facharbeit Philipp Reich 2011
	31 Satelliten Entfernung von 26.560 km Geschwindigkeit von 3,9 km pro Sekunde um den Erdmittelpunkt jeder Zeit sind dabei, an jedem Ort mindestens vier Satelliten für Messungen verfügbar Umlauf in elf Stunden und 58 Minuten daher erreicht er eine bestimmte Position des Vortages vier Minuten eher stabile Anordnung sind sechs Bahnen (Inklination der Ebenen um 55°; in Äquatorebene um jeweils 60° gegeneinander versetzt) Jeder GPS-Satellit hat zwei Cäsium- und zwei Rubidium-Atomuhren, deren Genauigkeit höchstens eine Sekunde in 160.000 Jahren abweicht.
	Potsdamer Schwerkraft-Kartoffel Atmosphärische Ablenkungen Ablenkungen an der Erdoberfläche

2. Die Sattelliten

Die EGNOS Satelliten befinden sich noch im Probebetrieb für 1 bis 2 Tage die Woche durch die europäische Weltraumagentur auf einem gemieteten Transponder eines Meteosat- Wettersatelliten. Der endgültige Betriebsstart war zwar für 2003 geplant, wurde aber immer wieder verschoben. Wenn EGNOS eingeschaltet ist, erscheint keine Satellitennummer, sondern die Wirkung wird an der Genauigkeit gesehen (DOP-Anzeige) und die DGPS- Anzeige erscheint. Zurzeit empfehlen wir aber EGNOS nicht einzuschalten, weil die Genauigkeit bei eingeschaltetem EGNOS, aber fehlendem Empfang eher abnimmt! Die WAAS- Technik ist nur für Nordamerika ausgelegt und auch nur dort richtig korrigiert, während die EGNOS- Technik die europäische Alternative für Galileo noch im Testmodus läuft. Deshalb ist es momentan besser diese Korrektur auszuschalten. Wenn man WAAS EGNOS eingeschaltet hat, aber EGNOS gerade nicht läuft, dann besteht die Gefahr, dass der GPS Empfänger u. U. noch Korrektursignale eines der amerikanischen WAAS Satelliten (gültig für den Nordatlantik) empfängt und daraus eine Ionosphärische Ausbreitungskorrektur errechnet, die wegen der großen Laufzeit natürlich für Europa falsch ist. Das bewirkt einen größeren Fehler als hätte man WAAS / EGNOS ausgeschaltet. WAAS und EGNOS sind eigentlich nur für die Luftfahrt nützlich, für Outdoor Anwender bringt das in der Regel kein nennenswertes Ergebnis. Nachzulesen auch unter Google bei EGNOS.

Das Formularfenster stellt das zentrale visuelle Entwicklungstool von Delphi dar.

3. Bodenstationen

	Das Kontrollsegment zur Überwachung der Satelliten besteht aus der "Master Control Station", die sich in der "Schriever Air Force Base" im amerikanischen Colorado Springs befindet sowie vier weiteren Monitorstationen der U.S. Luftstreitkräfte. Diese befinden sich auf Hawaii, den Ascension Islands, Diego Garcia und Kwajalein. Somit liegt die Kontrolle über das GPS-System vollständig in der Hand der US-Armee.Um jeden Satelliten zu jeder Zeit von mindestens zwei Stationen empfangen zu können, wurden im Jahre 2005 noch sechs weitere, auf der ganzen Welt verteilte, Kontrollstationen in Betrieb genommen. Dadurch ergeben genauere Bahndatenh für die Satelliten und für den Endnutzer eine etwas exaktere Positionsbestimmung.
	"Master Control Station" "Schriever Air Force Base" im amerikanischen Colorado Springs vier weiteren Monitorstationen der U.S. Luftstreitkräfte Hawaii Ascension Islands Diego Garcia Kwajalein. seit 2005 noch sechs weitere, auf der ganzen Welt verteilte, Kontrollstationen
	Das Formular wird uns als ein erstes Objekt begegnen, das sich durch typische Eigenschaften wie Höhe, Breite, Position, Farbe, Aufschrift (Caption) u. a. auszeichnet.
	Andererseits ist das Formular aber vor allem Träger von Steuerelementen wie z.B. Buttons, Eingabefenster, Ausgabefenster, Menüs usw.

4. Nutzerdeaten

	Das Kontrollsegment zur Überwachung der Satelliten besteht aus der "Master Control Station", die sich in der "Schriever Air Force Base" im amerikanischen Colorado Springs befindet sowie vier weiteren Monitorstationen der U.S. Luftstreitkräfte. Diese befinden sich auf Hawaii, den Ascension Islands, Diego Garcia und Kwajalein. Somit liegt die Kontrolle über das GPS-System vollständig in der Hand der US-Armee.Um jeden Satelliten zu jeder Zeit von mindestens zwei Stationen empfangen zu können, wurden im Jahre 2005 noch sechs weitere, auf der ganzen Welt verteilte, Kontrollstationen in Betrieb genommen. Dadurch ergeben genauere Bahndatenh für die Satelliten und für den Endnutzer eine etwas exaktere Positionsbestimmung.
	Das Formularfenster stellt das zentrale visuelle Entwicklungstool von Delphi dar.
	Das Formular wird uns als ein erstes Objekt begegnen, das sich durch typische Eigenschaften wie Höhe, Breite, Position, Farbe, Aufschrift (Caption) u. a. auszeichnet.
	Andererseits ist das Formular aber vor allem Träger von Steuerelementen wie z.B. Buttons, Eingabefenster, Ausgabefenster, Menüs usw.

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© Frank Rost am 4. Juni 2008