GPS (Global Positioning System)

Das "Global Positioning System" ist ein auf Satelliten basierendes Ortungssystem. GPS-Empfänger können ihre Position auf der Erde bis auf einige Meter exakt bestimmen und somit zum Navigieren nutzen.

Die GPS-Technologie wurde zum ersten Mal in den 1960er Jahren vom Militär der USA eingesetzt und in den folgenden Jahrzehnten auf die zivile Nutzung ausgeweitet. Heute sind GPS-Empfänger in vielen handelsüblichen Produkten enthalten, wie zum Beispiel Autos, Smartphones und GIS-Geräten.

Das GPS-System besteht aus 24 Satelliten, die in etwa 19.300 Kilometer die Erde mit ca. 11.000 km/h pro Stunde umkreisen. Die Umkreisung der Erde geschieht einmal alle 12 Stunden. Die Satelliten sind gleichmäßig angeordnet, so dass 4 Satelliten von überall auf der Erde über eine direkte Sichtverbindung erreichbar sind.

Jeder GPS-Satellit sendet eine Nachricht, die die aktuelle Position, den Orbit und die genaue Uhrzeit des Satelliten enthält. Ein GPS-Empfänger kombiniert die Übertragungen von mehreren Satelliten, um seine genaue Position mit einem Verfahren namens Triangulation zu berechnen. Für die Standortbestimmung eines Empfängers werden drei Satelliten benötigt, wobei eine Verbindung zu 4 Satelliten ideal ist, da sie eine höhere Genauigkeit bietet.

Damit ein GPS-Gerät richtig funktioniert, muss es zunächst eine Verbindung zur gewünschten Anzahl von Satelliten herstellen. Dieser Vorgang kann je nach Stärke des Empfängers zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten dauern. So baut beispielsweise das GPS-Gerät eines Fahrzeugs in der Regel eine GPS-Verbindung schneller auf als der Empfänger einer Uhr oder eines Smartphones. Die meisten GPS-Geräte verwenden auch eine Art von Location Caching, um die GPS-Erkennung zu beschleunigen. Durch das Speichern des vorherigen Standorts kann ein GPS-Gerät schnell feststellen, welche Satelliten beim nächsten Scannen nach einem GPS-Signal verfügbar sein werden.

Hinweis: Da GPS-Empfänger einen ungehinderten Weg zum Weltraum benötigen, ist die GPS-Technologie nicht für den Einsatz in Innenräumen geeignet. Aus diesem Grunde nutzen Smartphones, Tablets und andere mobile Geräte oft andere Mittel zur Standortbestimmung, wie zum Beispiel nahe gelegene Mobilfunkmasten und öffentliche Wi-Fi-Signale. Diese Technologie, die manchmal auch als lokales Positionierungssystem (LPS) bezeichnet wird, wird oft als Ergänzung zu GPS verwendet, wenn eine konsistente Satellitenverbindung nicht verfügbar ist.

Stand: 27.05.2012