Eine Einführung in globale Satellitennavigationssysteme (GNSS)
Jede Stunde eines jeden Tages sind wir von Funkwellen umgeben. Während einige Übertragungen wie Fernsehen und Radio uns unterhalten, liefern andere wie GPS unschätzbar wertvolle Informationen, ohne die wir buchstäblich verloren wären. Und doch verstehen wir trotz der Bedeutung von GPS in unserem täglichen Leben im Allgemeinen sehr wenig davon, wie es funktioniert.
Hier werden wir ein wenig Licht auf das Thema Satellitennavigation werfen. Wir werden tiefer gehen als einige Erklärungen, aber die komplizierten Dinge vermeiden, die nur Systemingenieure wissen müssen. Am Ende werden Sie ein tiefes Verständnis dafür haben, wie Satellitennavigation tatsächlich funktioniert und - was noch wichtiger ist - was sie für Sie tun kann und was nicht.
Was ist GNSS?
Der Begriff GPS ist in der breiten Öffentlichkeit inzwischen so bekannt, dass er zum Synonym für jedes Satellitennavigationssystem geworden ist - aber wir müssen vorsichtig sein. Der Begriff GPS ist eigentlich der Name des vom amerikanischen Militär geschaffenen Systems und steht für Global Positioning System. Es gibt auch andere Systeme. Das russische Militärsystem heißt zum Beispiel GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System), während China ein System namens BeiDou-2 entwickelt hat.
Wenn Sie über Satellitennavigationssysteme sprechen, werden Sie häufig auf den Begriff GNSS stoßen, der für Global Navigation Satellite System steht. Dies ist der generische Name, der für jedes globale System von Satelliten verwendet wird, die Signale für Navigationszwecke auf der Erde übertragen. Die Unterscheidung der Verwendung von Begriffen wie GPS oder GLONASS ist wichtig, wenn Sie Satellitensysteme zu Messzwecken verwenden, da jedes System auf eine etwas andere Weise funktioniert (obwohl das Endergebnis dasselbe zu sein scheint).
Ab 2020 gibt es vier Haupt-GNSS:
- GPS. Amerikas globales Positionssystem.
- GLONASS. Russlands globales Navigationssatellitensystem im Orbit.
- BeiDou-2. Ein von China entwickeltes System.
- Galileo. Ein von der Europäischen Union entwickeltes System.
Um die Frage "Was ist GNSS?" beantworten zu können, müssen wir eine Reihe verwandter Fragen stellen - und beantworten - und verwandte Themen erforschen, wie im Folgenden dargelegt wird:
Wie funktioniert ein GNSS-Empfänger?
Die meisten GNSS-Empfänger bestehen aus zwei Teilen: der Antenne und der Verarbeitungseinheit oder dem Empfänger. Lesen Sie weiter um mehr zu erfahren.
Wie berechnet ein GPS-Empfänger, wo ich mich befinde?
Heute ist es für uns selbstverständlich, dass uns das Telefon in der Tasche sagen kann, wo wir uns befinden. Aber wie berechnet ein GPS-Empfänger unsere Position? Wir erklären hier.
Das GPS-Signal
Der schwierigste Teil des Verständnisses von GPS ist das Signal selbst. Dieser Artikel erklärt die wichtigsten Dinge, die Sie wissen müssen.
Satelliten finden
Das erste, was ein Empfänger tun muss, wenn er eingeschaltet ist, ist die Suche nach Satelliten. Wie findet er sie? Wirerklären es hier.
Berechnung der Reichweite zu einem Satelliten
Jeder Satellit in der GPS-Konstellation sendet einen eindeutigen C/A-Code aus, der als zufälliges Rauschen erscheint, in Wirklichkeit aber eine deterministische Sequenz ist. Wie können wir damit die Reichweite zu einem Satelliten berechnen? Wirerklären es hier.
Trilateration
Wenn wir die Entfernung zu jedem Satelliten kennen, wie können wir dann diese Informationen nutzen, um unseren Standort zu bestimmen? Klicken Sie hier, um mehr über Trilaterationzu erfahren .
SPS
Der Begriff SPS steht für Standard-Positionierungsdienst. Erfahren Sie, wie SPS die GPS-Positionsmessungen mit der geringsten Genauigkeit bietet hier.
DGPS
Was sind Differenzkorrekturen oder DGPS? Erfahren Sie mehr über Fehlerfaktoren und erforschen Sie Möglichkeiten, sie zu korrigieren hier.
Was ist RTK?
RTK steht für Real-Time Kinematic und ist eine weitere Technik, die die Genauigkeit von GPS-Positionsmessungen verbessert.Lesen Sie diese Seite, um zu erfahren, warum es eines der am schwersten zu verstehenden und am intensivsten zu implementierenden Verfahren ist.
Was sind die Grenzen von GNSS?
Verbessert DGPS oder RTK die Genauigkeit von Geschwindigkeitsmessungen am meisten? GNSS-Systeme driften nicht und können einen hohen Genauigkeitsgrad erreichen. Wo liegen also die Grenzen von GNSS-Systemen? Finden Sie heraus hier.
