Wie funktioniert GPS?

Wissen Sie eigentlich, worauf Sie sich beim GPS verlassen und was die kleinen Empfänger- Wunder an unserem Fahrrad- Lenker alles leisten? Nein? Dann ist es höchste Zeit für ein wenig Hintergrundwissen. Denn nur so können Sie auch entscheiden, ob ein GPS-Navi gut oder schlecht bzw. eine sinnvolle Investition für Sie ist.

Was passiert eigentlich oben im Weltraum?

Beim GPS- System umkreisen 24 Satelliten die Erde und senden permanent Signale aus. Die Outdoor- Navis können aus dem Inhalt und der Laufzeit dieser Signale ihre eigene Position berechnen.

Dabei sind die GPS- Satelliten ständig in Bewegung, damit jeder Ort auf der Erde zu jeder Zeit die Möglichkeit hat, mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen zu können.

Wie funktioniert die Positionsbestimmung?

Stellen wir uns vor, wir sind mitten im Wald und wissen nicht, wo wir sind. Wenn wir von dort aus aber die Position anderer Objekte kennen zum Beispiel die der Satelliten über uns, können wir auch unsere eigene Position ausrechnen.

Zunächst einmal muss das GPS- Gerät die eintreffenden Signale identifizieren. Jeder Satellit hat seinen speziellen Code, und der GPS- Empfänger vergleicht die eintreffenden Funksignale so lange, bis er die Cods eindeutig den einzelnen Satelliten zuordnen kann.

Damit weiß er aber noch nicht, wo die Satelliten stehen ähnlich wie ein Radio, das einen Sender empfängt, ohne zu wissen, wo sich der Sendemast befindet. Die aktuellen Satellitenpositionen werden in einer besonderen Datei ebenfalls durch die GPS Stelliten übertragen. Dieser Satellitenfahrplan nennt sich "Almanach". Er ist aber nicht fest im Navi gespeichert wie eine digitale Straßenkarte, sondern muss ständig erneuert werden, da sich die Satellitenkonstellationen fortwährend ändern.

Neben der aktuellen Position und dem Almanach sendet der GPS Satellit auch ein Zeitsignal mit. Aus der Laufzeit des Signals kann das GPS- Gerät die Entfernung zum Satelliten ausrechnen.

Um seine dreidimensionale Lage auf der Erde zu bestimmen, benötigt der GPS- Empfänger die Signale von mindestens drei Satelliten. Damit die Laufzeit der Signale korrekt berechnet werden kann, muss der Satellit seine Uhr mit der atomuhrgenauen GPS Systemzeit abgleichen und hierfür benötigt er einen weiteren Satelliten. Es sind also die Signale von mindestens vier Satelliten erforderlich, um eine exakte Position mit Höhenangabe ermitteln zu können.

Wie funktioniert die Navigation?

Im Prinzip vergleicht das GPS-Navi immer nur seine eigene, aktuell gemessene Position mit einem anderen Wert zum Beispiel einer anderen, ihm eingegebenen Position, einem Wegpunkt. Dann kann es die Entfernung und die Richtung dorthin anzeigen. nach Wunsch können die gemessenen Positionsdaten auch gespeichert werden auf dem Display erscheint während der Fahrradtour eine Linie, ein Track (übersetzt Spur). Dieser Track kann zurückverfolgt werden. Man kann aber auch auf dem PC mit Hilfe von digitalen Karten seine eigenen Fahrradtouren als Track zeichnen und sie auf das Navi übertragen. Dort erscheinen sie dann auf dem Display und können nachverfolgt werden, ebenso als digitale Leitlinie.

Mehrere Wegpunkte können als Liste zusammengefasst und vom GPS- Navi als Route nacheinander angefahren werden. Wenn das Gerät eine Routingfähige digitale Karte besitzt kann es Strecken nicht nur anzeigen, sondern auch selbstständig Verbindungen von A nach B ausrechnen. Abbiegepfeile und Sprachansagen sind zusätzlich möglich.