GPS an Navigatiounssystem

Thema:

General
Positioun Bestëmmung
Navigatiounssystem

Allgemeng:
GPS ass eng Ofkierzung vum Global Positioning System. GPS besteet aus engem Netzwierk vu Satellitten, déi d'Äerd kreéieren. Dës weisen kontinuéierlech wou se lokaliséiert sinn. GPS Empfänger an der Navigatiounsausrüstung brauche 3 bis 8 Satellitte fir d'Positioun an d'(Rees)Richtung op der Äerd mat genauer Metergenauegkeet ze bestëmmen.

Positiounsbestëmmung:
24 Satellitte gi benotzt fir d'Äerd op enger Héicht vun ongeféier 20.000 km ze positionéieren an ze kreéieren. D'Positioune vun de Satellitte ginn esou festgeluecht, datt op d'mannst fënnef Satellitte gläichzäiteg dee selwechte Punkt op der Äerd erreechen.

En dreidimensionalen Raum kann mat op d'mannst dräi Satellitte berechent ginn, wa mir d'Distanz tëscht dräi Fixpunkte kennen. De Standort gëtt festgeluegt andeems d'Zäit tëscht der Sendung an der Empfang vun de Signaler berechent gëtt. Mir kënnen d'Distanz tëscht dem Empfänger an all Satellit berechnen andeems d'Zäit mat der Liichtgeschwindegkeet multiplizéiert gëtt (300.000 km pro Sekonn). Wa mir dat mat op d'mannst dräi Satellitte maachen, kënne mir imaginär Linnen op ee gemeinsame Punkt zéien. E véierte Satellit erhéicht d'Genauegkeet vun der Positionéierung.

D'Positioun gëtt vum Empfänger a Längt- a Breedegraden ugewisen. Den Equator läit bei 0° an d'Pole bei 90°. D'Linnen vun der Längt (Meridianer) verbannen d'Pole. Meridiane sinn imaginär Linnen iwwer d'Äerd:

senkrecht zum Equator;
vu Pol zu Pol.

D'Äerd ass an 360 Grad opgedeelt, déi vun engem Primmeridian gemooss ginn. Vun dësem Primmeridian gëtt d'Distanz a Grad gemooss (vun 0° bis 180°) ëstlech Längt respektiv westlech Längt. E Grad (°) kann opgedeelt ginn:

max. 60 Minutten (')
an eng Minutt a maximal 60 Sekonnen (“).

Zesumme mat der Positioun a Grad relativ zum Equator (d'Breet) a méiglecherweis der Héicht kann all Plaz op der Äerd ugewise ginn.

Zu Amsterdam gëtt déi nächst Positioun vum GPS Empfänger geliwwert bestëmmt:

Zuel vun de Satellitten: 4
N: 52°22'02.8"
O: 4°53'48.7"

Déi ugewise Plaz zu Amsterdam ass ongeféier 52° Nordbreed (N) a 4° Ostlängt (E) vum Haaptmeridian an dem Equator.

Holland läit ëstlech vum Haaptmeridian an nërdlech vum Equator. Sicht lénks vum Haaptmeridian (Deel vu Frankräich a meescht vu Spuenien) ass dëst an der nordwestlecher Hemisphär. Ënnert dem Equator schwätze mer vun der Südhallefkugel. Wa mir d'Koordinate vu Südafrika (Südëstlech Hemisphär) a Brasilien (Südwestlech Hemisphär) op Google Maps kucken, gesinn d'Koordinate sou aus:

Südafrika koordinéiert:

S: 28°21'15.5"
O: 23°53'13.0"

Brasilien Koordinaten:

S: 4°51'56.4"
W: 51°57'27.7"

Navigatiounssystem:
D'Breet- a Längtekreesser ginn op Land- a Stroossekaarten gewisen. D'geographesch Lag vun all Plaz ass bekannt. Wann de GPS Empfänger am Auto déi aktuell Positioun kennt, kann et mat de Koordinate vun der Stroossekaart verglach ginn.

D'Reesrichtung an d'Distanz op d'Destinatioun ginn mat de Satellitte berechent an um Display am Auto gewisen.

Beispill: mir wëllen vun Dordrecht (Südholland) op Paräis fueren.
D'Koordinate si wéi follegt:

Dordrecht: 51°48’33.2″N 4°38’53.0″E
Parijs: 48°51’16.8″N 2°20’52.0″E

De Standort vun der Destinatioun an d'Distanz ginn op Basis vun de Koordinate berechent. Mat der Informatioun am virege Paragraphe kënne mir déi folgend iwwer d'Koordinaten soen:

Vun 51 Grad Norden bis 48 Grad. Dëst ass méi no beim Equator, sou datt d'Streck südlech ass;
Vu 4 Grad Ost bis 2 Grad: Dat ass méi no un de Schnellmeridian, sou datt de Wee Richtung Westen ass.

D'Software am Navigatiounscomputer berechent déi logeschste Wee op Basis vun der Stroossekaart. Dëst berücksichtegt Faktoren wéi: Onbefestegt Stroossen, Mautstroossen, Fährdéngschter, asw.. Wann de System mam Internet ugeschloss ass, hëlt d'Software och d'Verkéiersbedingunge Rechnung. Wann et schéngt, datt et eng Verspéidung op der logeschste (Standard) Streck ass, gëtt eng alternativ Streck ugebueden. Dëst kann eng méi laang Streck sinn, awer duerch gënschteg Verkéiersverhältnisser nach ëmmer e schnelle Wee.