Das erste, was ein Empfänger tun muss, wenn er eingeschaltet ist, ist die Suche nach Satelliten. Wie er das macht, hängt davon ab, wie lange es her ist, dass der Empfänger das letzte Mal mit einem GPS-Satelliten verbunden war. Das liegt daran, dass, wieauf unserer GPS-Signalseitebesprochen, jeder Satellit in der GPS-Konstellation eine Navigationsnachricht sendet, und ein Teil dieser Nachricht ist ein Almanach, der grobe Informationen über die Umlaufbahn jedes Satelliten in der Konstellation enthält.
Die Almanach-Daten sind etwa sechs Monate lang nutzbar, so dass der Empfänger anhand seiner letzten bekannten Position und der aktuellen Uhrzeit eine fundierte Vermutung darüber anstellen kann, welche Satelliten in Sichtweite sein sollten. Er versucht dies, weil die Alternative darin besteht, blind nach allen Satelliten zu suchen - und das kann einige Zeit dauern. Aus diesem Grund kann ein Empfänger, der seit einiger Zeit nicht mehr eingeschaltet war oder seit dem letzten Einschalten weltweit ausgeliefert wurde, sehr viel Zeit benötigen, um die GPS-Sperre zu erfassen - weil er blind suchen muss.
Suche nach Satelliten
Einschalten des Empfängers
Wenn der Empfänger eingeschaltet wird, verwendet er die aktuelle Zeit, seine letzte bekannte Position und die Almanach-Daten, um herauszufinden, welche Satelliten in der Lage sein sollten, zu sehen. Er sucht einen Bereich des Himmels 150o über dem Horizont ab.
Die Almanach-Daten sind etwa sechs Monate lang gültig, ohne dass sie aktualisiert werden.
Almanach-Daten
Die Almanach-Daten geben auch eine Vorstellung davon, wie sich die Satelliten relativ zum angenommenen Standort des Empfängers bewegen. Dies ermöglicht es, zu erraten, wie sich die Dopplerverschiebung auf die Frequenz des Signals jedes einzelnen Satelliten auswirkt. Die L1-Frequenz von 1575,42 MHz kann sich um bis zu 10 KHz verschieben.
Kanalsuche
Die meisten Empfänger verfügen über eine große Anzahl von Kanälen. Jeder Kanal sucht nach einem Signal. Wenn er keins findet, versucht er einige neue Parameter. Mehr Kanäle reduzieren die Zeit, die benötigt wird, um die Frequenz, Phase und den Code eines bestimmten Satelliten zu erfassen. Sobald die Kanäle gesperrt sind, können sie für die Suche nach anderen Satelliten verwendet werden.
Bewegen des Empfängers
Wenn sich der Empfänger seit der letzten gültigen Positionsmessung erheblich bewegt hat, dauert das Einrasten länger, da er nach Satelliten sucht, die nicht vorhanden sind. Ebenso muss, wenn der Almanach veraltet ist, eine neue Kopie erfasst werden. Dies dauert 12,5 Minuten, aber zuerst muss ein Satellit gefunden werden, von dem der Empfang möglich ist.
Unter der Annahme, dass unser Empfänger über gültige Almanachdaten verfügt und sich seit dem letzten Einschalten nicht viel bewegt hat, wird er eine vernünftige Vorstellung davon haben, welche Satelliten er zum aktuellen Zeitpunkt sehen können sollte und wie die Signalfrequenz durch die Dopplerverschiebung beeinflusst wird. Er kann nun damit beginnen, das Signal der Satelliten zu suchen, das es in dem von der Antenne empfangenen Signal erwartet.
Der Empfänger beginnt mit einer zweidimensionalen Suche nach der Frequenz und der C/A-Code-Phase des Signals. Dies ist nicht einfach, aber als Endbenutzer brauchen wir uns darüber nicht allzu viele Gedanken zu machen. Sobald der Empfänger glaubt, das Signal von einem Satelliten gefunden zu haben, bestätigt er dies, um es dann mit einer PLL (Phase Locked Loop) und einer CLL (Code Locked Loop) zu erfassen. Dann sucht er nach einer Bitsynchronisation, bevor er die Daten demoduliert.
Also, an diesem Punkt unserer 'Was ist GNSS?...wir haben den Satelliten gefunden. Als nächstes müssen wirwissen , wie wir die Reichweite zum Satelliten berechnen können - Dieser Artikelerklärt, wie das geht.
