Wie funktioniert eigentlich ein GPS-Gerät?

Satellit über Erde

Mythos GPS? Für alle, die sich schon einmal gefragt haben wie das denn eigentlich funktioniert mit dem Navigationsgerät, das einem im Portugalurlaub den Weg vom abgelegenen Strand zurück zum Hotel zeigt oder einem sagt, wo denn nun eigentlich genau die Hütte ist, die man in den Bergen zur Brotzeit aufsuchen will, lautet die Antwort: Es ist ganz einfach zu verstehen. Denn das Gerät weiß wo es ist, indem es weiß, wo die anderen sind.

Letztlich muss das Gerät natürlich in der Lage sein, die aktuelle Position seines Besitzers zu bestimmen. Im Wesentlichen wird diese Aufgabe durch das Global Positioning System erledigt. Dieses satellitengestützte Navigationssystem wurde in den 1970er Jahren vom US-Verteidigungsministerium ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt. Dabei wurde bis zum Jahr 2000 die Ortungsgenauigkeit ziviler GPS-Geräte vom US-Militär durch eine künstliche Signalverschlechterung auf 100m beschränkt – um einen möglichen Missbrauch zu verhindern. Heute geben zivile Geräte die Position auf 10m und militärische auf 10cm genau wieder.

GPS – so funktioniert es

Wie wird die Position nun also bestimmt? Es werden vier Satelliten benötigt. Um das Funktionieren des Systems zu jeder Zeit, an jedem Ort der Welt sicher zu stellen, umkreisen insgesamt 24 Satelliten die Erde zu diesem Zweck – auf sechs Umlaufbahnen. Damit der Besitzer eines Navigationsgerätes nun erfährt, wo er sich gerade befindet, übermitteln drei dieser Satelliten mittels elektrischer Impulse ihre aktuelle Position und die Uhrzeit an das Gerät. Nun wird die Zeit, die vergeht, bis das Signal bei dem Gerät ankommt, gemessen und es kann anhand dieser Signallaufzeiten seine Lage errechnen. Der vierte Satellit wird dabei hinzugeschaltet, um Ungenauigkeiten in der Zeitmessung auszugleichen. Die gute Nachricht für alle, die zu viele Agentenfilme gesehen haben und deshalb befürchten, durch die Signalübermittlung ausspioniert und verfolgt werden zu können: Die Kommunikation erfolgt dabei einseitig. Das Navigationsgerät empfängt die Signale nur, ohne selbst welche zu senden. Nur aktive GPS-Sender lassen sich nachverfolgen.

Trotzdem muss das Abenteuerliche nicht ganz über Bord geworfen werden: Die deutsche Polizei beispielsweise verwendet solche aktiven Sender um Fahrzeuge zu verfolgen. Auch können GPS-Geräte nicht nur als Navigationshilfe im Straßenverkehr und der Luft- und Seefahrt dienen, sondern auch für gänzlich unernste Aktivitäten genutzt werden: Beim Geocaching beispielsweise, einer Art moderner Schnitzeljagd, verstecken meist (erwachsene) Männer Behälter, die dann von anderen mit Hilfe ihrer Navigationsgeräte gefunden werden wollen.

Doch nun zurück zur Funktionsweise des Navigationsgerätes: Damit dieses den Weg schließlich weisen kann, muss es die Lageinformationen mit Hilfe der eingebauten Software nur noch mit dem auf ihm hinterlegten Kartenmaterial abgleichen. Landesvermessungsämter liefern dabei die Rohdaten für die Karten. Alpen- und Wandervereine melden den Verlauf von Feldwegen. Professionelle Kartographen fahren Wegstrecken ab und kennzeichnen wichtige Punkte. Nutzer von Navigationsgeräten geben Rückmeldungen. Und schon ist die richtige Route errechnet. Wie gesagt: Ganz einfach zu verstehen.

Thomas Schneider

Zum Autor:

Thomas Schneider ist Literaturwissenschaftler und arbeitet in einer Münchner PR-Agentur. Er hat kein Auto, kein Boot, kein Flugzeug und spielt nicht Golf. Trotzdem hat er sich vorsorglich bereits ein Navigationsgerät und eine GPS-Uhr gekauft. Er blickt zuversichtlich in die Zukunft.

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