GPS - Navigation per Satellit
GPS - Navigation per Satellit
Bild: gstockstudio-fotolia.com, Grafik/Montage: teltarif.de
Die Positionsbestimmung und Navigation per Satellit hat in den vergangenen
Jahren rasant an Bedeutung gewonnen. Navigationsgeräte für das Auto
sind mittlerweile für jedermann erschwinglich und auch auf Smartphones ist GPS inzwischen zum Standard-Feature
avanciert. So sind GPS-basierte Dienste auf Handys
zum Alltag geworden. Die satellitengestützte Standortbestimmung hielt mit "Geotagging" in die
Fotografie Einzug und beim Outdoor-Sport von der Fahrradtour bis hin zur Bergwanderung sind
satellitengestützte Helfer meistens mit dabei.
GPS (Global Positioning System) ist das Schlagwort, das allgemein für die Standortbestimmung und Navigation mit Satelliten-Unterstützung verwendet wird. Tatsächlich handelt es sich dabei um das amerikanische globale Satellitennavigationssystem, das weltweit auf verschiedene Weise bei der Ortung und Navigation zum Einsatz kommt. Im Folgenden erfahren Sie Details zu den historischen und technischen Hintergründen von GPS, welche GPS-basierten Dienste Sie nutzen können und welche GPS-Konkurrenzsysteme bereits verfügbar sind oder sich im Aufbau befinden.
GPS - weltweite Satelliten-Positionsbestimmung und Navigation
GPS-Satelliten-Konstellation (Schema)
Grafik: GPS
Das vom amerikanischen Militär entwickelte GPS - der vollständige Name lautet
NAVSTAR-GPS (Navigational Satellite Timing and Ranging GPS) - ist das gegenwärtig am häufigsten
genutzte System für Satelliten-Positionsbestimmung mit weltweiter Abdeckung. GPS wurde von der
amerikanischen Regierung auch für die zivile Nutzung freigegeben, die Kontrolle liegt aber nach wie
vor beim US-Verteidigungsministerium. In unserem ausführlichen Ratgeber erfahren Sie
alles Wissenswerte zur historischen Entwicklung der
GPS-Satelliten-Technik.
Das GPS-Satellitensystem besteht aus 30 Satelliten, die in etwa 20 000 Kilometern Höhe und mit 11 200 km/h auf sechs Umlaufbahnen die Erde umkreisen – darunter 21 Satelliten, die für den Betrieb benötigt werden, drei Ersatz-Satelliten und sechs weitere Reservesatelliten. Auf der Erde übernehmen eine Haupt-Kontrollstation (abgesichert durch eine zweite MCS, Master-Controll-Station), sechs Monitorstationen der U.S. Air Force sowie 11 zivile Stationen unter behördlicher Kontrolle die Aufgabe der Überwachung und Korrektur der Satellitenlaufbahnen.
Wie funktioniert die Positionsbestimmung per GPS?
GPS - Navigation per Satellit
Bild: gstockstudio-fotolia.com, Grafik/Montage: teltarif.de
Die eigentlichen GPS-Empfänger besitzen eine ungerichtete Antenne, mit der sie die Funkdaten der
Satelliten empfangen. Der genaue Standort des Empfängers - zum Beispiel eines Navis - wird nun aus
dessen Entfernung zu mindestens drei Satelliten bestimmt: Für die Berechnung werden die Positionsdaten
der Satelliten und die Laufzeit (das heißt die zeitliche Differenz zwischen dem Senden und Empfangen)
der Funksignale ausgewertet. Um die Genauigkeit der Laufzeitberechnung zu gewährleisten, wird ein
weiterer Satellit als Referenz für die Uhrzeit benötigt, denn während die Satelliten mit Atomuhren
ausgestattet sind, arbeiten GPS-Empfänger mit Quarzuhren - eine kleine Zeitabweichung kann schon zu
immensen Ungenauigkeiten in der Standortbestimmung führen. Es müssen also immer mindestens vier Satelliten
von der Erde aus sichtbar sein, dabei gilt aber auch: Je mehr Satelliten gleichzeitig empfangen werden
können, desto präziser wird die Positionsbestimmung. Im Privatbereich verwendete GPS-Empfänger
empfangen mittlerweile Funkdaten von 12 Satelliten.
Mit diesen Geräten können Sie GPS privat nutzen
Im Prinzip ist GPS weltweit und jederzeit kostenlos nutzbar. Allerdings fallen bei den klassischen GPS-Empfangsgeräten zusätzlich zum Anschaffungspreis gegebenenfalls noch Kosten für spezielle Karten an. Neben fest verbauten und mobilen Navigationsgeräten fürs Auto sind die robusten Outdoor-Handhelds beispielsweise von Garmin, Magellan, Falk und TomTom mittlerweile auch in Handygröße verfügbar. Und die Empfangsgeräte schrumpfen immer weiter: Für den Sport- und Outdoorbereich werden GPS-Uhren fürs Handgelenk angeboten.
Smartwatches mit GPS-Unterstützung
Smartphones mit GPS-Unterstützung
GPS bekommt Konkurrenz
Die Monopolstellung der Amerikaner bei der Positionsbestimmung und Navigation per Satellit und die damit verbundenen Abhängigkeiten sind anderen Regierungen natürlich ein Dorn im Auge. Daher gibt es mittlerweile einige Alternativen zu GPS. Russland hat schon in Zeiten des Kalten Krieges sein GLONASS-System entwickelt, das mittlerweile auch eine weltweite Abdeckung bietet. Zudem bietet inzwischen China mit seinem Satelliten-System Beidou eine globale Abdeckung. Auch die Europäische Union brachte mit dem seit kurzem global Nutzbaren Galileo ein GPS-Konkurrenzsystem mit betont ziviler Kontrolle an den Start.
Die Unterstützung für GLONASS, Beidou und Galileo bieten mittlerweile die meisten aktuellen Smartphones. In der Regel verwenden diese das System aber nur als Ergänzung zu GPS, wenn kein ausreichend starkes GPS-Signal vorhanden ist.
In einem eigenen Ratgeber haben wir für Sie ausführlichere Informationen zu den GPS-Alternativen zusammengestellt. Auch der Aufbau des GPS-Systems verlief nicht unkompliziert. Auf einer weiteren Seite können Sie mehr zur Geschichte und Technik von GPS nachlesen.

- GPS: Satelliten-Navigation & Positionsbestimmung
- Entwicklung des Global Positioning Systems (GPS)
- GPS-Alternativen: Galileo, Glonass & Beidou
- Galileo: Europäisches Satellitennavigationssystem
- Glonass: Die GPS-Alternative aus Russland
Aktuelle Meldungen zu GPS
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