Wie funktioniert die Satellitennavigation?
Geschrieben von Richard N Williams on November 23rd, 2009
Satellitennavigationssysteme oder Navigationsgeräte haben die Art und Weise, wie wir uns auf den Hauptstraßen zurechtfinden, verändert. Vorbei sind die Zeiten, in denen Reisende ein Handschuhfach voller Karten haben mussten und gegangen ist, ist die Notwendigkeit zu stoppen und fragen Sie einen Einheimischen nach dem Weg.
Die Satellitennavigation bedeutet, dass wir nun von Punkt A nach Punkt B gehen, zuversichtlich, dass unsere Systeme uns dorthin bringen und während Satellitennavigationssysteme nicht narrensicher sind (wir müssen alle die Geschichten von Menschen gelesen haben, die über Klippen und in Flüsse fahren) hat sicherlich unsere revolutioniert Wegfindung.
Derzeit gibt es nur ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS), das von den USA betriebene Global Positioning System (GPS). Obwohl ein konkurrierendes Europäisches System (Galileo) irgendwann nach 2012 online gehen wird und sowohl ein russisches (GLONASS) als auch ein chinesisches (COMPASS) System entwickelt werden.
Alle diese GNSS-Netze arbeiten jedoch mit der gleichen Technologie wie GPS, und aktuelle GPS-Systeme sollten in der Lage sein, diese zukünftigen Systeme ohne große Änderungen zu nutzen.
Das GPS-System ist im Grunde eine Konstellation von Satelliten (derzeit gibt es 27). Diese Satelliten enthalten jeweils an Bord ein Atomuhr (Tatsächlich sind zwei auf den meisten GPS-Satelliten, aber für den Zweck dieser Erklärung muss nur einer berücksichtigt werden). Die Signale, die vom GPS-Satelliten übertragen werden, enthalten mehrere Informationen, die als eine ganze Zahl gesendet werden:
* Die Uhrzeit, zu der die Nachricht gesendet wurde
* Die Orbitalposition des Satelliten (bekannt als Ephemeriden)
* Der allgemeine Systemzustand und die Umlaufbahnen der anderen GPS-Satelliten (bekannt als Almanach)
Ein Satellitennavigationsempfänger, wie er auf dem Dashboard Ihres Autos zu finden ist, empfängt diese Information und die Verwendung der Timing-Information berechnet die genaue Entfernung vom Empfänger zum Satelliten. Durch Verwendung von drei oder mehr dieser Signale kann die genaue Position trianguliert werden (vier Signale werden tatsächlich benötigt, da die Höhe über dem Meeresspiegel ebenfalls berechnet werden muss).
Da die Triangulation nach dem Senden des Zeitsignals funktioniert und wie lange es dauerte, bis der Empfänger ankam, müssen die Signale unglaublich genau sein. Selbst eine Sekunde Ungenauigkeit könnte die Navigationsinformationen sehen, aber Tausende von Kilometern als Licht und damit Funksignale können jede Sekunde fast 300,000 km zurücklegen.
Gegenwärtig kann das GPS-Satellitennetzwerk innerhalb von 5-Metern eine Navigationsgenauigkeit bereitstellen, die zeigt, wie das geht genaue Atomuhren kann sein.
Dieser Beitrag wurde geschrieben von Richard N Williams
Richard Williams N ist ein technischer Autor und Spezialist für die NTP-Server und Zeitsynchronisation-Industrie. Richard Williams N auf Google+
