GPS zur Positionsbestimmung

GPS spielt im Alltagsgebrauch wie in beruflichen Anwendungen eine wichtige Rolle – und ist immer verbunden mit der Frage nach Genauigkeit und Verlässlichkeit.

Informationen für Schulklassen:

Zielgruppe (Alter/Schulstufe): 14-18 Jahre
Dauer: 45-60 Minuten
TeilnehmerInnenzahl: max. 20 TeilnehmerInnen (bzw. geteilte Gruppen)
Vorbereitung/Vorwissen: Vorbereitung bzw. Vorwissen sind nicht erforderlich
   

Positionsbestimmung und Routenfindung mittels GPS bzw. GNSS (als Überbegriff für alle Positionsbestimmungssysteme) erfreuen sich großer Beliebtheit und weiter Verbreitung. Ursprünglich für militärische Anwendungen entwickelt, verfügt heute jedes Smartphone über die Möglichkeit, den eigenen Standort zu ermitteln und den NutzerInnen Informationen zur Navigation zu liefern. Neben Alltagsanwendungen am Smartphone oder beim Autofahren gibt es zahlreiche weitere Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Logistik, in der Luftfahrt, im Vermessungswesen oder in der Landwirtschaft, aber auch im Sport- und Freizeitwesen oder in der Fotografie.

Die Bestimmung des eigenen Standortes erfolgt durch Multilateration der von Satelliten ausgesendeten Signalen an das Empfängergerät. Je nach Verwendungsbereich kommen unterschiedliche GPS-Geräte, die sich hinsichtlich der Genauigkeit der Positionsbestimmung unterscheiden, zum Einsatz. Gewisse professionelle Anwendungsbereiche können die Genauigkeit durch unterstützende Kontrollsingale steigern. Die meisten NutzerInnen von GPS im Alltagsgebrauch haben erlebt, dass die Genauigkeit der Positionsangaben mitunter Schwankungen unterliegt. Solche Schwankungen in der Genauigkeit der Positionsbestimmung können, ebenso wie fehlerhaftes oder veraltetes Kartenmaterial, zu missgeleiteter Navigation führen.

Mittels GPS können Geoinformatiker Koordinaten von relevanten Phänomenen entweder direkt selbst erfassen oder Geodaten verarbeiten, die mit GPS-generierten Koordinaten versehen sind. Durch die Verortung mittels Koordinaten lassen sich die erfassten Daten räumlich darstellen . GPS ist außerdem für die Übermittlung von Echtzeit-Informationen (real-time information) unerlässlich.

Die Verknüpfung von GPS-Koordinaten mit standortbezogenen Daten dient dazu, dass diese auf Karten dargestellt und neue Informationen abgeleitet werden können.

Hast du gut aufgepasst? Dann kannst du dein Wissen im nachfolgenden Quiz unter Beweis stellen.

Quiz

Wofür stehen GPS/GNSS?

Globale Platz Systeme/Globales Nord-Süd Satelliten
Geografische Personen-Signatur
Systeme zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde
Geodätische Positionierungs-Satelliten
 

Welche Informationen sendet ein GPS-Satellit an das Empfängergerät?

Routeninformation, damit man weiß wie man zum Ziel gelangt
die exakten Koordinaten der Empfängerposition
die Mobilfunkdaten des Nutzergerätes
den Sendezeitpunkt der Nachricht und Orbitinformation des Satelliten
 

Von wie vielen Satelliten muss ein Emfpängergerät mindestens Signale empfangen, um die Position auf der Erdoberfläche bestimmen zu können?

mindestens 1: Empfängerkoordinaten werden direkt durch den nähesten Satelliten übermittelt.
mindestens 5: ein Satellit aus jeder Himmelsrichtung und ein geostationärer Satellit möglichst senkrecht über dem Empfänger.
mindestens 2: einer übermittelt die x-Koordinate, einer die y-Koordinate .
mindestens 3 Satelliten sind notwendig, die Position wird durch Abstandsmessung ermittelt
 

Wodurch kann es zu Ungenauigkeiten und Fehlern in der Positionsbestimmung oder Navigation mit GPS kommen?

Atmosphärische Störungen, Mehrfachwege oder Abschattung der Signale.
Das Empfängergerät/Navi wird falsch herum gehalten/montiert.
Die Satelliten befinden sich auf der anderen Seite der Erdkugel.
Zu viele Leute verwenden gerade GPS und dadurch ist der Signalempfang zu schwach.



GPS - Informationen zu Genauigkeit und Fehlerquellen