Seit das erste Patent für einen “Standortzeiger, insbesondere für Luftfahrzeuge” des deutschen Ingenieurs Karl Hans Jahnke im Jahre 1943 am Berliner Patentamt angmeldet wurde, setzten sich eine Unzahl von Tüfftlern und Entwicklern mit der Idee auseinander die Position von auf der Erde befindlichen Körpern von Satelliten aus bestimmen zu können.
NAVSTAR GPS
Heutzutage gibt es verschiedene Anbieter für die Satelliten Navigation. Mit der Funktionsweise des bekanntesten, dem vom US Militär entwickelten NAVSTAR GPS oder kurz GPS, wird sich dieser Artikel beschäftigen.
Um die Satelliten Navigation zur ermöglichen, muss der GPS Empfänger immer zu mindestens 4 der 30 im All befindlichen GNSS-Satelliten aufbauen können.
GNSS-Satelliten
Diese GNSS-Satelliten teilen dem Empfänger per Funk ständig ihre Position sowie ihre Uhrzeit mit.
Da es sich bei den Funksignalen um eine elektromagnetische Welle handelt, die sich mit der konstanten Geschwindigkeit des Lichts im Raum ausbreitet, kann der GPS Empfänger nun aus den Laufzeitunterschieden der vier ankommenden Signale seine exakte Position inklusive Höhe bestimmen und auch die eigene Uhrzeit errechnen.
In der Genauigkeit der Zeitmessung liegt auch das eigentliche Problem bei der technischen Umsetzung einer Satelliten Navigation.
Grundsätzlich wäre es nämlich möglich mit nur 3 Satelliten eine genau Ortsbestimmung durchzuführen.
Da hierfür jedoch eine extrem genauer Zeitmesser im GPS Empfänger nötig wäre, was die Kosten für ein solches Gerät zusätzlich steigern würde, haben sich die Entwickler für eine Lösung mit vier Satelliten entschieden.
Hierbei ist einer der Satelliten sozusagen lediglich der Zeitgeber, während die andern drei Satelliten für die genau Positionsbestimmung zuständig sind.
Interessant ist auch, dass das US Militär bereits in den siebziger Jahren auf ein funktionierendes GPS System, welches damals noch Navy Navigation Satellite System genannt wurde, zurückgreifen konnte.
Ein flächendeckendes, ziviles GPS ist allerdings erst möglich seit NAVSTAR GPS vom US Militär im Jahre 2000 endgültig ohne Verschleierungsprogramme für alle Benutzer freigegeben wurde.