Global Positioning System

Was verbirgt sich hinter dem Kürzel GPS?

Das Global Positioning System besteht aus 24 Satelliten (drei davon sind Reserve), die sich in sechs verschiedenen Umlaufbahnen um die Erde bewegen. Die Umlaufbahnen haben dabei eine Neigung von 55° zur Äquatorebene. Einmal in 12 Stunden Sternzeit (entspricht in Erdstunden 11 Stunden 58 Minuten) und in einer Höhe von 20.200 km umlaufen die Satelliten die Erde. Die GPS Satelliten stehen dabei ständig in Kontakt mit eines der Kontrollzentren auf der Erde, von denen es fünf Stück gibt. Dabei werden den Satelliten ihre voraussichtlichen Positionen (Ephemeriden) eingespeist und die GPS Zeit kontrolliert.

Wie kommen die Daten auf das Display meines GPS-Empfängers?

Zunächst benötigt man einen GPS-Empfänger (GPS-Handy/GPS-Kartenplotter o.ä.). Dieser berechnet eine 2 D Position, indem er die Entfernung zu mindestens drei Satelliten (ab 4 Satelliten 3 D - also auch die Höhe) mißt. Dazu werden aufmodellierte Codes verwendet. Der GPS-Empfänger generiert den gleichen Code wie der Satellit und mißt dann die Zeitdifferenz, die er zum Synchronisieren beider Codesignale benötigt. Der GPS-Empfänger vergleicht also die Zeit, zu der das Signal vom Satelliten ausgesendet wurde und wann er es empfangen hat. Aus dieser Zeitdifferenz kann die Entfernung berechnet werden. Erhält der GPS Empfänger von mehreren Satelliten dieses Signal, so kann er seine Position bestimmen. Durch eine ständige Neuberechnung kann der GPS-Empfänger auch die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung berechnen.

Dies war ein kleiner Einblick, wie denn eine solche GPS-Position überhaupt auf dem Display eures GPS-Empfängers erscheint und was alles dazu notwendig ist. Je genauer die Messung sein soll, desto aufwendiger werden die Meßverfahren und Meßgeräte. Die Genauigkeit variiert dabei von Metern bis in den Millimeterbereich, beispielsweise bei Landvermessung mit aufwendigen Meßtechniken und anschließenden Berechnungen, geodätische Meßverfahren reichen bis in den Millimeterbereich. Wir als Norwegenangler werden mit einem bewegten GPS Empfänger also immer ein paar Meter Toleranz einplanen müssen. Die Genauigkeit ist aber vollkommen ausreichend!

Genauigkeit von GPS

Wie im oberen Kapitel erwähnt, gibt es sehr teure Geräte, die vor allem für die Landvermessung benutzt werden, die bis in den Millimeterbereich genau sind. Mit eingeschalteterm"Selective Availability" (SA) erreichten die Empfänger typischerweise Genauigkeiten von etwa 100 Metern (diese Angaben gelten immer für 95 % der Fälle). Nach der Abschaltung von SA stieg die Genauigkeit auf etwa 15 Meter, je nach verfügbarer Zahl und Stellung der Satelliten.

WAAS/EGNOS

Beim WAAS (Wide Area Augmentation System - weiträumiges Erweiterungssystem) handelt es sich um ein satellitengestütztes DGPS. WAAS wurde in Amerika entwickelt und soll vor allem der Flugsicherung dienen. WAAS ist auch nur in Nordamerika zu empfangen. Was WAAS in den USA, ist EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) in Europa. Das System ist im April 2003 an den Start gegangen und steht zur Verfügung. Der Praxistest ergab eine Genauigkeit von 3 Metern - wir waren begeistert!

Was ist nun der Vorteil von EGNOS und wie funktioniert es? Einfach erklärt handelt es sich dabei um ein Netzwerk von vielen Stationen, die die Signale der Satelliten empfangen und an ein Kontrollzentrum weiterleiten. Dabei kann jeder Satellit einzeln ausgewertet werden. Anhand von allen Stationen kann ein Korrekturengitter erstellt werden. Dieses Korrekturengitter ist notwendig, da es durch verschiedene Fehlerquellen - vor allem atmosphärische Effekte - zu Ungenauigkeiten kommt. Für den GPS-Empfänger heißt das, er erhält genauere Daten.

Mit EGNOS kann man bis auf 1-3 Meter Genauigkeit erreichen - wir können dies anhand von Praxistests bestätigen.

Um EGNOS nutzen zu können, ist ein EGNOS-unterstützendes GPS Gerät erforderlich. Die Funktion WAAS/EGNOS muß anschliessend im Gerät aktiviert werden.

Hier ein paar GPS-Handys, die WAAS/EGNOS unterstützen:

Magellan

• SporTrak-Serie

• Meridian-Serie

• Companion 500

Garmin

• GPS 72

• eTrex Venture

• eTrex Vista

• eTrex Legend

• Geko 201

• GPS 76

• GPSMAP 76

• GPSMAP 76S

GPS in der Praxis

GPS 12 von Garmin und ein herkömmlicher Kompass. © Andreas Stiehler

Der wohl wichtigste Punkt, um mit einem GPS-Empfänger arbeiten zu können, ist die Bewegung. Ohne Bewegung keine GPS-Daten. Das sollte für uns aber kein Problem sein, sind wir doch alle mit Booten auf dem Nordmeer unterwegs. Ist eine vermeintlich gute Stelle anhand von Seekarten und Echolot ausgemacht, wird diese über die Funktion 'Mark' dt. 'markieren' in den Datenbestand aufgenommen. Erweist sicht diese Stelle als Top Angelplatz, dann kann sie nun über die Funktion 'GoTo' dt. 'gehe zu' erneut angefahren werden. Häufig zeigen Pfeile auf dem Display des GPS Empfängers, wie man sich zur entsprechenden Position bewegen muß, um sie zu erreichen. Erwies sich die Angelstelle jedoch als unbrauchbar, dann kann die Position gelöscht werden.

Wichtig: Der Kompaß des GPS kann nicht zum Navigieren im herkömmlichen Sinn genutzt werden, sondern dient nur der optischen Orientierung!

Wichtig

Speichert euch zunächst euren Heimathafen ab, am besten stellt ihr dabei mehrere Punkte über sogenannte Routenfunktionen zu einer Heimroute zusammen. Bei Nebel kann dies Leben retten. Nicht nur bei Nebel, sehen die Fjordeinfahrten doch teilweise identisch aus. "Wir müssen hier rein." "Nein weiter." "Meiner Meinung nach sind wir schon vorbei." Um solche Debatten zu vermeiden, ist ein GPS Empfänger ein großer Vorteil. Nichts desto trotz sollte immer als Sicherheit ein Kompaß und eine Seekarte/ausschnitt dabei sein und eine fähige Person, die anhand dieser Utensilien den Weg nach Hause bestimmen kann.