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wie weiss das GPS seinen Standort auf der Erde?

Autor: Louis Noser (2006-06-16 17:23:46)

Grüss Euch

Ich frage mich, wie ein Navigationsgerät weiss, wo es sich auf der Erde
befindet.

Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?
Braucht es dazu mehrere Satelliten?
Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
benötigt, für die Berechnung herangezogen?
Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung (wenn kompliziert,
bitte für mich als Laien erklären)?

Das würde mich mal echt interessieren.

Vielen Dank.

Grüsse
Louis

Autor: Nils Ketelsen (2006-06-16 15:29:22)

Louis Noser wrote:

> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?

Doch, es gibt auch die Möglichkeit seine Position ohne Satelliten zu
bestimmen, auch automatisch. Zum Beispiel durch Kreuzpeilungen. Aber das hat
dann nix mit GPS zu tun, sondern mit Navigation im allgemeinen. Auch ein
interessantes Thema, aber nicht Thema dieser Gruppe.

> Braucht es dazu mehrere Satelliten?

Ja.

> Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
> benötigt, für die Berechnung herangezogen?

Sie ist sogar ein entscheidendes Kriterium. Das und der aktuelle
Aufenthaltsort des Satelliten, der bekannt sein muss.

> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung (wenn kompliziert,
> bitte für mich als Laien erklären)?

Vielleicht lieber einen Link als Einstieg:

http://www.kowoma.de/gps/Positionsbestimmung.htm

Dort wird meines Erachtens sehr verständlich erklärt, wie das geht,
ausreichend gut und verständlich für den Laien.

Nils
--
- Proponenten führen sich (z.T.) auf, wie die Borg nach einer Nacht in
Schlumpfhausen.

[Kai Bojens in de.alt.admin .. Letzter Punkt zur Erklärung seines Protestes]

Autor: Nils Ketelsen (2006-06-16 15:29:22)

Autor: Nils Ketelsen (2006-06-16 15:29:22)

Louis Noser wrote:

> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?

Doch, es gibt auch die Möglichkeit seine Position ohne Satelliten zu
bestimmen, auch automatisch. Zum Beispiel durch Kreuzpeilungen. Aber das hat
dann nix mit GPS zu tun, sondern mit Navigation im allgemeinen. Auch ein
interessantes Thema, aber nicht Thema dieser Gruppe.

> Braucht es dazu mehrere Satelliten?

Ja.

> Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
> benötigt, für die Berechnung herangezogen?

Sie ist sogar ein entscheidendes Kriterium. Das und der aktuelle
Aufenthaltsort des Satelliten, der bekannt sein muss.

> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung (wenn kompliziert,
> bitte für mich als Laien erklären)?

Vielleicht lieber einen Link als Einstieg:

http://www.kowoma.de/gps/Positionsbestimmung.htm

Dort wird meines Erachtens sehr verständlich erklärt, wie das geht,
ausreichend gut und verständlich für den Laien.

Nils
--
- Proponenten führen sich (z.T.) auf, wie die Borg nach einer Nacht in
Schlumpfhausen.

[Kai Bojens in de.alt.admin .. Letzter Punkt zur Erklärung seines Protestes]

Autor: macnetz@web.de (Anton Betzler) (2006-06-16 17:29:33)

Louis Noser wrote:

> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?

Korrekt

> Braucht es dazu mehrere Satelliten?

Gleichzeitig müssen Signale von 3 Satelliten für eine 2-dimensionale
Positionsangabe empfangen werden (4 Satelliten für Höhe).

Das GPS-Gerät sendet keine Daten zum Satelliten. Es ist nur Empfänger.

hth
Anton

Autor: "Robert W. Kuhn" (2006-06-16 17:32:21)

Louis Noser:

> Ich frage mich, wie ein Navigationsgerät weiss, wo es sich auf der Erde
> befindet.
>
> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?

Nö.

> Braucht es dazu mehrere Satelliten?

Jupp. 4.

> Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
> benötigt, für die Berechnung herangezogen?

Ja.

> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung

v=s/t -> s=v*t

> (wenn kompliziert, bitte für mich als Laien erklären)?

Geschwindigkeit=Weg/Zeit
Daraus folgt, daß Weg=Geschwindigkeit*Zeit
So kann man aus der Laufzeit des Signales den zurückgelegten Weg vom
Satelliten zum Empfänger bestimmen (das schwierige an der Formel ist die
Modelierung der Geschwindigkeit t des Signals in der Atmosphäre - wenn man
das wissen will ist ein Besuch von Satellitengeodäsie I empfehlenswert).

Da man die Position des Satelliten kennt und ja nun den Abstand zum
Satelliten, kennt man sein Position soweit, daß man sich auf einer Kugel
mit dem Mittelpunkt Satellit und Radius=Abstand befindet. Zwei Satelliten
-> zwei Kugeln, welches sich in einem Kreis schneiden. Ein dritter
Satellit -> Schnitt Kugel-Kreis - man kennt seine Position.

Den 4. Satelliten braucht man, da t!=const (Einstein fuscht einen hier
quasi ins Handwerk - es gibt auf Grund der Masse der Erde relativistische
Effekte).

Tschau - Robert
--
vertrau
voraus voraus

Autor: Wolfgang Gerber (2006-06-16 17:54:35)

Louis Noser schrieb:

> Ich frage mich, wie ein Navigationsgerät weiss, wo es sich auf der Erde
> befindet.

Es berechnet seine Position aus den Satelitendaten

> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?

Ohne Sat geht nix

> Braucht es dazu mehrere Satelliten?

mindestens 3

> Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
> benötigt, für die Berechnung herangezogen?

jain - so einfach ist das nicht

> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung (wenn kompliziert,
> bitte für mich als Laien erklären)?

vergiss es <g>

> Das würde mich mal echt interessieren.

http://www.kowoma.de/gps/

hier findest du geballtes Grundwissen

Speziell daraus

http://www.kowoma.de/gps/Positionsbestimmung.htm


Zitat daraus:

Stark vereinfacht gesagt sendet jeder Satellit eine Nachricht der Art:
"Ich bin Satellit Nr. X, meine Position ist gerade Y und diese
Nachricht wurde zum Zeitpunkt Z versandt". Dies ist, wie gesagt, stark
vereinfacht, aber es kommt der Wahrheit schon recht nah. Zusätzlich
sendet der Satellit noch Informationen über seine Umlaufbahn (und die
der anderen Satelliten). Diese Bahndaten (Ephemeriden- und
Almanachdaten) werden vom GPS-Empfänger gespeichert und für spätere
Rechnungen verwendet.

Um nun die Position zu bestimmen, vergleicht der GPS-Empfänger die
Zeit, zu der das Signal ausgesamdt wurde mit der Zeit, zu der das
Signal empfangen wurde. Aus dieser Zeitdifferenz kann die Entfernung
des Satelliten berechnet werden. Werden nun von weiteren Satelliten
Messungen hinzugefügt, so kann die aktuelle Position durch
Trilateration (Entfernungsmessung von drei Punkten aus) bestimmt
werden werden. Mit wenigstens drei Satelliten kann der GPS Empfänger
seine Position auf der Erdoberfläche bestimmen. Dies wird "2D position
fix" (zweidimensionale Positionsbestimmung) genannt. Zweidimensional
deshalb, weil der Empfänger davon ausgehen muss, sich direkt auf der
Erdoberfläche (also einer rechnerisch zweidimensionalen Fläche) zu
befinden. Mit Hilfe von vier oder mehr Satelliten kann ein "3D
position fix", also die absolute Position im Raum oder eben zusätzlich
die Höhe über der Erdoberfläche bestimmt werden.

u.s.w. - es folgt noch viel!

Gruss Wolfgang
--
No reply to "From"! - Keine Antworten an das "From"
Keine privaten Mails! Ich lese die NGs, in denen ich schreibe.
Und wenn es doch sein muss, dann muss das Subjekt das Wort NGANTWORT enthalten.

Autor: Peter Fischer (2006-06-16 18:01:50)

Louis Noser wrote:

> Grüss Euch
>
> Ich frage mich, wie ein Navigationsgerät weiss, wo es sich auf der Erde
> befindet.
>
> Ohne Satellit funktioniert es nicht, oder?
> Braucht es dazu mehrere Satelliten?
> Wird die Zeit, die das Signal vom Navigationsgerät zum Satelliten
> benötigt, für die Berechnung herangezogen?
> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung (wenn kompliziert,
> bitte für mich als Laien erklären)?
>
> Das würde mich mal echt interessieren.
>
> Vielen Dank.
>
> Grüsse
> Louis
Hallo,
hier mal lesen, da steht alles was Du wissen willst.
http://www.kowoma.de/gps/
Grüsse
Peter
--
1und1

Autor: Andreas Weller (2006-06-17 14:10:31)

Robert W. Kuhn schrieb:
>> Wie lautet die Formel für die Positionsberechnung
>
> v=s/t -> s=v*t

Hallo!
Unter http://de.wikipedia.org/wiki/GPS-Grundgleichungen wirds im detail
erklärt.

Gruß,
Andreas Weller