GPS ist aus der modernen Landtechnik nicht mehr wegzudenken. Aber wie funktioniert Satellitennavigation eigentlich?
Spurführ- und Lenksysteme auf GPS-Basis sind heute in der Landwirtschaft weit verbreitet und der Weg zum völlig autonom fahrenden Traktor ist nicht mehr weit. Damit das alles reibungslos funktioniert, müssen sich permanent Satelliten in der Erdumlaufbahn befinden, die aus etwa 25.000 Kilometer Höhe laufend ihre Positionsdaten und die aktuelle Uhrzeit zu Erde funken. Die Empfangstation im Traktor, Auto oder Smartphone kann aus den Schnittpunkten von mindestens vier Satelliten dann den eigenen Standort ermitteln. Klingt einfach, ist es aber nicht. Das Problem: die Satelliten bewegen sich mit einer Geschindigkeit von fast vier Kilometer pro Sekunde weiter und natürlich steht auch die Erde nicht still.
Außerdem verzerren die klimatischen Bedingungen in der Atmosphäre die Übertragung des Signals. Deshalb gibt es Korrekturdienste auf Basis geostationärer Satelliten. Das sind Satelliten, die parallel zum Äquator mit genau derselben Geschwindigkeit wie die Erde fliegen. Von der Erde aus gesehen “stehen” sie also. Diese geostationären Satelliten senden ihre Signale und ermöglichen so eine Korrektur der verzerrten GPS-Signale. Außerdem gibt es noch auf der Erde fest installierte Sendestationen, die durch ihre fixe und eindeutig bekannte Position als Referenzstation wirken und so die Navigation noch genauer machen.
Verschiedene Satelliten-Systeme
Im GPS-Empfänger wird mit all diesen Daten die genaue Position errechnet. Übrigens: was wir als GPS oder Global Positioning Service kennen, also weltweites Postionierungssystem, ist eigentlich ein GNSS. Global Navigation Satellite System, also weltweites Satelliten-Navigations-System ist die Überbezeichnung für diese Systeme. Es gibt nämlich mehrere. Das bekannteste und älteste ist das NAVSTAR GPS der US-Armee. Viele moderne Navigationssysteme greifen zusätzlich auch schon auf Satelliten-Signale des russischen GLONASS-Systems zu. Auch das europäische Galileo und das chinesische Beidou-System werden mit ihren Satelliten in den nächsten Jahren die Navigation noch genauer machen.
Derzeit sind etwa 24 bis 30 Satelliten der jeweiligen Systeme im Orbit aktiv. Für unsere Navigation werden überlicherweise die Signale von sechs bis neun Satelliten verarbeitet. Je mehr Signale, desto genauer die Standortangabe. Jedes Mal, wenn wir also das Navi einschalten, fängt im Hintergrund ein hoch komplexes System aus Satellitensignalen, Korrektursystemen und Empfangsrechner zu arbeiten an, um uns in sekundenschnelle zu sagen, wo wir gerade sind. Vielleicht denken Sie ja das nächste Mal daran, wenn Sie am Traktor oder im Auto einfach das Navi einschalten.
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