Global Positioning System (GPS) Betrieb und Implementierung
Geschrieben von Stuart on September 26th, 2008
Das GPS (Global Positioning System) Netzwerk gibt es seit über dreißig Jahren, aber erst seit 1983, als ein koreanisches Flugzeug versehentlich abgeschossen wurde, willigte das US-Militär, das das System besitzt und kontrolliert, ein, es für zivile Zwecke zu öffnen, in der Hoffnung, solche Tragödien zu verhindern .
Das GPS-System ist derzeit das einzige globale Navigationssatellitensystem (GNSS) der Welt, obwohl Europa und China derzeit eigene (Galileo und GLONASS) entwickeln. GPS, oder um ihm seinen offiziellen Namen zu geben Navstar GPS basiert auf einer Konstellation zwischen 24 und 32 Medium Earth Orbit Satelliten.
Diese Satelliten übertragen Nachrichten über präzise Mikrowellensignale. Diese Nachrichten enthalten die Zeit, zu der die Nachricht gesendet wurde, eine genaue Umlaufbahn für den Satelliten, der die Nachricht sendet, und den allgemeinen Systemzustand und die groben Umlaufbahnen aller GPS-Satelliten.
Um eine Position auszuarbeiten, ist ein GPS-Empfänger erforderlich. Dieser empfängt das Signal von 4 (oder mehr) Satelliten. Da die Satelliten ihre Position und die Zeit senden, zu der die Nachricht gesendet wurde, kann der GPS-Empfänger das Timing-Signal und die Entfernungsinformationen verwenden, um durch Triangulation genau dort zu trainieren, wo er sich befindet.
GPS und andere GNSS-Systeme können den Standort nur so genau lokalisieren, weil jeder Zeitsteuerungsinformationen von einer an Bord befindlichen Atomuhr übermittelt. Atomuhren sind so genau, dass sie in Millionen von Jahren entweder eine Sekunde verlieren oder gewinnen. Nur diese Genauigkeit macht die GPS-Ortung möglich, denn wenn das von den Satelliten gesendete Signal mit Lichtgeschwindigkeit läuft (bis zu 180,000-Meilen pro Sekunde), könnte eine Ungenauigkeit von einer Sekunde dazu führen, dass tausende von Kilometern am falschen Ort positioniert werden.
Aufgrund dieser Onboard-Atomuhr und der hohen Zeitgenauigkeit kann ein GPS-Satellit als Quelle für UTC (Coordinated Universal Time) verwendet werden. UTC ist eine globale Zeitskala, die auf der Zeit basiert, die von Atomuhren angegeben wird, und die auf der ganzen Welt verwendet wird, um zu ermöglichen, dass Computernetzwerke alle zur selben Zeit synchronisieren.
Computernetzwerke verwenden NTP Zeitserver (Netzwerkzeitprotokoll), um ihre Systeme zu synchronisieren. Ein NTP Server, der mit einer GPS-Antenne verbunden ist, kann ein UTC-Zeitsignal von dem Satelliten empfangen und dann auf das Netzwerk verteilen.
Die Verwendung der GPs für Zeitinformationen ist eine der genauesten und sichersten Methoden zum Empfangen einer UTC-Quelle mit Genauigkeiten von einigen Millisekunden, die durchaus möglich sind.
Dieser Beitrag wurde geschrieben von Stuart
