Signal unter Strom

Zu Beginn etwas Theorie über die Grundlagen unseres Hobbys:

Satellitensysteme:

Zu Zeit gibt zwei funktionierende Satellitennavigationssysteme, das Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System kurz NAVSTAR GPS oder nur GPS (32 Satelliten Stand: September 2009) der Amerikaner und das Navigationaja Sputnikkovaja Systema (Glonass) der Russen (21 Satelliten Stand: 29. März 2010). Beiden Systemen liegt eine militärische Nutzung zu Grunde. Daher gab es beim GPS bis zum 02.05.2000 eine künstliche Verschlechterung der Signale (Selective Availabilit). Bei eingeschalteter SA wurde eine Positionsgenauigkeit von ca. 100 m erreicht, ist die SA abgeschaltet, steigert sich die Genauigkeit auf ca. 10-15m je nach Satellitenkonstellation.

Zukünftig soll es zwei weitere Systeme geben. Galileo, das europäische zivile Satellitennavigationssystem, und Compass von den Chinesen. Beide Navigationssysteme wollen die gleichen Frequenzen nutzen und stehen daher in direkter Konkurrenz. Wer zuerst die Frequenzen belegt, darf sein Navigationssystem nutzen. Da China zwei Jahre vor den Europäern ihr Navigationssystem betriebsbereit haben möchte und Europa mit Galileo bereits in der Vergangenheit immer wieder mit Verzögerungen zu kämpfen hatte, besteht die Gefahr, dass Galileo nicht mit den geplanten Frequenzen eingesetzt werden kann.

Satelliten-Messprinzip

Es wird im Prinzip die Strecke vom Satelliten zum Empfänger gemessen. Die Strecke wird aus der Laufzeit des Satellitensignals ermittelt. Zur Bestimmung der Position werden mindestens 4 Satelliten benötigt. Die zugrunde liegende Idee ist ein mehrfacher Bogenschlag. Ist die Entfernung zu einem Satelliten bekannt, muss die Position des Empfängers irgendwo auf der Oberfläche einer imaginären Kugel liegen, deren Mittelpunkt im Satelliten liegt. Durch den Schnitt dreier Kugelschalen kann die Empfängerposition bestimmt werden. Aus jeder Kugelschale ergibt sich eine Unbekannte, der 3 unbekannten geozentrischen Koordinaten X, Y, Z. Das Problem dabei ist, die Zeitverschiebung der Empfängeruhr (aus Kostengründen wird im Empfänger keine Atomuhr installiert) zur GPS-Zeit ist nicht bekannt (4. Unbekannte), deshalb werden mit dem Empfänger nur Pseudostrecken gemessen. Durch die Messung zu einem 4. Satelliten erhält man die 4. benötigte Gleichung zur Lösung dieses Problems. Durch die Satellitenanordnung des GPS wird gewährleistet, dass fast auf der ganzen Erdoberfläche gleichzeitig vier Satelliten empfangen werden können.

Erreichbare Genauigkeiten:

Format	Abkürzung	Auflösung in [']	Auflösung Breite [m]	Auflösung Länge [m]
Grad, Minuten	DD°MM.mmmm'	0.0001	0.2	0.1
Grad, Minuten, Sekunden	DD°MM’SS.ss"	0.0002	0.3	0.2
Grad	DD.ddddd°	0.0006	1.1	0.7
Grad, Minuten	DD°MM.mmm'	0.0010	1.9	1.1

Verbesserung der Koordinaten

Um eine weitere Steigerung der Genauigkeit zu erreichen, werden Korrekturwerte für die Fehlereinflüsse bei der Streckenmessung zum Satelliten bestimmt. Diese werden durch unterschiedliche Verfahren dem Empfänger mitgeteilt.

WAAS, EGNOS oder MSAS sind geostationäre Satellitensysteme die Korrekturdaten senden, wodurch die Genauigkeit auf unter 5 m gesteigert wird.
WAAS (Wide Area Augmentation System) ist das amerikanische System, das über Nordamerika steht und den amerikanischen Raum mit GPS-Korrekturdaten versorgt.
EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) ist das europäische System. EGNOS ist ab Juli 2006 in den Normalbetrieb gegangen. Nutzer können ein von 2 Immarsat-Satelliten ausgestrahltes Signal empfangen, dass Europa mit GPS- und Glonass-Korrekturdaten versorgt. Später sollen Korrekturdaten für das geplante europäische GALILEO-System gesendet werden.
Über Japan ist noch das MSAS-System im Einsatz. Alle diese Systeme sind hauptsächlich für die Flugsicherung eingerichtet worden, um dort die Sicherheit zu steigern. Sie werden aber auch in der Schifffahrt in Küstennähe genutzt.

Differentiell korrigierte Positionierung (DGPS) durch Referenzstationsdienste Sapos/ascos
Im Bereich des Vermessungswesen (Geodäsie) werden noch höhere Genauigkeiten verlangt. Dafür werden Empfänger über genau bestimmten bekannten Punkten (Referenzstationen) errichtet. Durch diese Referenzstationen werden die Korrekturdaten ermittelt und über spezielle terrestrische Funktechniken an die Nutzerempfänger übermittelt. Mit dieser Technik der Echtzeitmessung werden Lagegenauigkeiten von 2-3 cm erreicht.

Zum Cache

Ihr könnt die dadurch die Genauigkeit eurer GPS-Geräte vergleichen. Anderseits können Rückschlusse über die Zuverlässigkeit des Satellitennetztes getroffen werden (und, da sich der Punkt über dem Abbaugebiet des Kaliwerk Zielitz befindet, ist vielleicht auch eine Verschiebung oder Senkung der Erdoberfläche zu erkennen). Weitere Informationen und Hintergründe findet ihr auf geodrift.com.



Der Tradi versteckt sich unweit von einem geodätischen Festpunkt. Das Finden sollte kein Problem sein.
Da es keine bindenden Logbedingungen mehr gibt, seid bitte so nett, legt euer GPS auf den Festpunkt, wartet fünf Minuten, fotografiert es (vorzugsweise sollten die Koordinaten im Display stehen) und ladet das Foto mit dem Log hoch.

Wer will, kann hier seine 'Messwerte' eingeben (als Stations-ID die GC21VT5 eingeben).

Für eine vollständige Messung müsst ihr euch folgende Werte notieren:
- Breitengrad: Grad (0 - 90), Minuten (0 - 59.999)
- Längengrad: Grad (0 - 180): Minuten (0 - 59.999)
- Höhe in Meter
- Datum und Zeit der Messung
- Anzahl der empfangenen Satelliten
- Genauigkeit in Meter
- Messmethode, Korrektur, Konditionen (gibt’s Auswahlboxen)
- Hersteller und Name eures GPS (sollte bekannt sein)

Alle Messungen zu diesem Punkt findet ihr hier:



Viel Spaß beim messen wünscht euch firlefranz!