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GPS - Global Position System

ist ein System zur weltweiten genauen Standortbestimmung. 24 Navigationssatelliten, die in Erdumlaufbahnen von ca. 20.000 km Höhe zweimal am Tag die Erde umkreisen, senden laufend ihre Bahndaten und die genaue Uhrzeit aus. Aus den Laufzeiten der Signale von mehreren (die maximale Anzahl ist 12) gleichzeitig empfangenen Satelliten und deren Standort berechnet der GPS-Empfänger laufend seinen Standort auf der Erde.

Das System ist unabhängig von Licht- und Sichtverhältnissen. GPS ist also auch dort noch brauchbar, wo andere Orientierungsverfahren versagen. Der Standort kann auf einen einzigen Tastendruck hin angezeigt werden. Die einzige Bedingung ist, dass der Empfänger die Signale von mindestens 3 Satelliten empfangen kann. Eingeschränkt sind die Empfangsmöglichkeiten dadurch, dass sich Funkwellen der verwendeten Frequenz geradlinig fortpflanzen, also durch Hindernisse (Berge, Bäume, Gebäude) abgeschattet werden können. In Gebäuden oder auch Straßenschluchten taugt das Gerät beim Spazieren gehen also nix! Für geschlossene Fahrzeuge ist eine Außenantenne sinnvoll. Es genügt aber notfalls auch eine Halterung, die das Gerät nahe der Frontscheibe fixiert. Es gibt mittlerweile Kombiantennen für Autoradio und GPS, die von innen an die Frontscheibe geklebt werden (z.B. bei conrad electronic) und für hervorragenden Empfang sorgen. Ganz nebenbei wird somit auch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (bis auf eine Stelle nach dem Komma) angezeigt. Ich benutze eine Zusatzantenne mit Magnethalterung, die ich auf dem Autodach platziere. Bei Nacht kann man die Displaybeleuchtung des GPS - auch dauerhaft - einschalten.

Um die Anzeige optimal nutzen zu können, verwendet man am besten eine topographische Karte mit Angaben zum geographischen Netz (Längen- / Breitengrade) oder geodätischen Gitter (z.B. UTM). Entscheidet man sich für die Anzeige in UTM-Koordinaten, geben die meisten GPS-Geräte in einem zweizeiligen Display zuerst die mit zwei Ziffern bezeichnete Zone und das mit einem Buchstaben bezeichnete Band aus. Es folgen die jeweils aus 7 Ziffern bestehenden Angaben für Ost- und Nordwert, jeweils in Metern gemessen, also z.B. für meinen Wohnort: 33 U 0395471 UTM 5811211 (Zone Band Ostwert "UTM" Nordwert).

Eine Karte der UTM Zonen und Bänder findet man im Internet z.B. unter http://www.orchids.de/kartierung/kart_gps.html (gefunden über die Suchbegriffe "gps umrechnung utm koordinaten" mit google). Hier werden auch Hilfsprogramme zur Umrechnung von Koordinaten zum Download angeboten. Die einfachste Art und Weise der Umrechnung von Koordinaten eines Systems in ein anderes stellt aber der Empfänger selbst zur Verfügung. Einfach einen Waypoint speichern und die Anzeige im Navigations-Menü umstellen, schon hat man die benötigten Werte.

Ein GPS-Gerät ersetzt in der Regel weder Kompass noch Höhenmesser (insbesondere dann, wenn keine Bewegung erfolgt). Die Systemgenauigkeit im Meterbereich stand aufgrund des militärischen Ursprungs und der bewussten Verfälschung für zivile Nutzer bis zum 01.05.2000 nicht zur Verfügung. Die Genauigkeit betrug bis zu diesem Zeitpunkt etwa +/- 100m. Diese Größenordnung reichte aber in der Regel für Orientierungszwecke vollkommen aus, zumal die meisten Karten höhere Abweichungen aufweisen. Seit dem 01.05.2000 wurde die sog. SA (Selective Availability) abgeschaltet, womit sich die Genauigkeit der aktuellen GPS-Empfänger drastisch erhöht hat. Es sind jetzt ohne weiteres Genauigkeiten von bis zu +/- 10m erreichbar.

Die Hauptfunktionen sind im Dauerbetrieb oder mit Einzelmessungen verfügbar: geographische Breite und Länge, Höhe, Datum und Uhrzeit (auch für Rechnungen zum Sonnenauf- und -untergang am Zielpunkt), Speichern von Waypoints (Wegpunkten) und die Navigation zu einem Zielpunkt, sowie ein Kompass.

GPS ist genauer, vielseitiger und handlicher als alle anderen bisher verfügbaren Navigationshilfen. Man muss aber davor warnen, sich ausschließlich nur noch von der Satellitennavigation abhängig zu machen. Kritische Faktoren sind z.B. technisches Versagen, mögliche Abschattung, Ausfall der Stromversorgung (GPS-Geräte sind wahre Stromfresser) und extreme Hitze wie auch Kälte. Der Garmin GPS 40 ist wasserdicht und mit einer Stickstofffüllung versehen.

GPS-Begriffe

2D Navigation: Mindestens 3 Satelliten in guter geometrischer Verteilung werden empfangen und eine 2D-Lösung (geographische Breite und Länge) wird berechnet.

3D Navigation: Mindestens 4 Satelliten in guter geometrischer Verteilung werden empfangen und eine 3D-Lösung (geographische Breite, Länge und Höhe) wird berechnet.

Acquiring (Erfassung von Satelliten): Sammlung von Satelliten-Daten durch den Empfänger vor Berechnung einer 2D- oder 3D-Lösung.

Bearing / BRG (Peilung): Die Kompassrichtung von der gegenwärtigen Position zu einem Zielpunkt (Waypoint).

DGPS / Differential GPS (differentielles GPS): Eine Erweiterung des GPS-Systems, bei dem landgestützte Funksender Positionskorrekturen zum GPS-Empfänger übertragen.

Distance / DST (Entfernung): Entfernung zum angegebenen Wegpunkt.

ETA / Estimated Time of Arrival (voraussichtliche Ankunftszeit): ungefähre Tageszeit der Ankunft am Zielort.

ETE / Estimated Time Enroute (verbleibende Reisezeit): Die aufgrund der aktuellen Geschwindigkeit noch bis zum Ziel verbleibende Zeit.

GOTO (Gehe Zu): Über diese Funktion kann jeder beliebige gespeicherte Wegpunkt als Ziel eingegeben und ein Kurs von der gegenwärtigen Position dorthin abgerufen werden (BRG, DST).

Grid (Gitternetz): Ein Koordinatensystem, das die Erde in der Ebene abbildet und damit rechteckige Netze zur Positionsmessung benutzt, z.B. UTM.

LAT / Latitude (geogr. Breite): Eine mit Nord oder Süd bezeichnete Positionsangabe relativ zum Äquator.

LON / Longitude (geogr. Länge): Eine mit Ost oder West bezeichnete Positionsangabe relativ zum Hauptmeridian (ein imaginärer Kreis, der durch Nord- und Südpol verläuft).

Map Datum: Hat nichts mit einem Datum zu tun, sondern bezeichnet das Bezugssystem der jeweiligen Land- oder Seekarte, das auf einer angenommenen Form der Erde und festen Bezugspunkten für die Längen- und Breitengrade des Koordinatensystems basiert. Vor der Einführung der Satellitennavigation hatte jedes Gebiet sein eigenes Map Datum, von denen keines der exakten weltweiten Satellitennavigation entspricht. Das GPS System basiert auf dem geodätischem Weltsystem von 1984 (WGS84; World Geodatic System 1984). Die Land- und Seekarten werden diesem System seither Schritt für Schritt angepasst.

MOB-Funktion / Man Over Board (Mann-über-Bord): Funktion zur gleichzeitigen Markierung einer Position und Setzen eines Kurses zu dieser Position, um schnelle Reaktion im Notfall zu ermöglichen.

Navigation: Die Bewegung von einem Punkt zu einem anderen, wobei man weiß, wo man sich in Relation zum Sollkurs befindet.

Poor GPS-Coverage (Schlechte GPS-Abdeckung): Der Empfänger erhält nicht genügend Daten, um eine 2D- oder 3D-Lösung berechnen zu können.

POS / Position: Ein exakter, individueller Punkt in einem geographischen Koordinatensystem.

SPD / Speed (Geschwindigkeit): Geschwindigkeit über Grund.

TRK / Track (Kurs über Grund): Die Bewegungsrichtung bezogen auf eine Startposition.

Traceback (Rückverfolgung): Funktion zur Rückverfolgung eines Weges durch Verwendung der Kursaufzeichnung des Empfängers.

UTM / Universal Transverse Mercator: Eine einheitliche Meridianstreifen-Abbildung der Erde mit 6 Grad breiten Zonenstreifen.

VMG / Velocity Made Good (Gutgemachte Geschwindigkeit): Die Geschwindigkeit der Annäherung an den nächsten Zielpunkt.

WPT / Waypoint (Wegpunkt): Eine im Empfänger gespeicherte Position, die zur Navigation verwendet wird.

WGS84: World Geodatic System 1984, siehe Map Datum

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