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So funktioniert ein Navigationssystem

Kein hastiges Blättern im Autoatlas, keine Schuldzuweisungen an den Beifahrer - seitdem sich Autofahrer von einer attraktiven Stimme den Weg zu ihrem Fahrtziel weisen lassen, entspannt sich die Reise. Ein Navigationssystem führt durch den Dschungel von Autobahnen und Landstraßen zu den entlegensten Punkten der Erde. Wie das genau funktioniert, erfahren Sie hier.

27 Satelliten permanent auf Sendung

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Galileo
Die Grundpfeiler eines jeden Navigationssystems sind die digitale Straßenkarte, die Routenplanungs- und Zielführungssoftware sowie die Positionsbestimmung mittels GPS. Dieses Global Positioning System des amerikanischen Militärs besteht aus 27 Satelliten, die die Erde auf festen Bahnen umkreisen. Jeder Satellit sendet permanent Signale zur Erde: Zum einen seine exakte Position, zum anderen die genaue Uhrzeit. Zur Erreichung größtmöglicher Genauigkeit führt jeder Satellit eine Atomuhr mit.

Vier Satelliten für eine Fahrt

Der GPS-Chip eines Navigationssystems empfängt diese Daten. Das Signal vom Satelliten benötigt abhängig von der Entfernung zwischen Sender und Empfänger eine gewisse Laufzeit. Je weiter das Navigationssystem vom Satelliten entfernt ist, desto später empfängt es die übermittelten Daten. Wäre dem Navigationssystem die exakte Uhrzeit auf Sekundenbruchteile genau bekannt, könnte es aus der Differenz zu der vom Satelliten empfangenen Uhrzeit direkt die Entfernung berechnen. Mit den Daten dreier Satelliten wäre dann geometrisch die Bestimmung der eigenen Position möglich. Da Sie in Ihrem Auto natürlich keine Atomuhr spazieren fahren, kann ein Navigationssystem die eigene Position erst beim Empfang von mindestens vier Satelliten bestimmen. Aus den übertragenen Satellitenpositionen und den Differenzen der jeweils empfangenen Uhrzeiten lässt sich der Standort errechnen. Aus der Änderung der Position innerhalb der Zeit und dem Dopplereffekt lassen sich dann auch Geschwindigkeit und Fahrtrichtung ermitteln.

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Quelle: Navigation 4/2007
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