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Funktionsweise von GPS Derzeit umkreisen 26 GPS-Satelliten (darunter drei Ersatzsatelliten) die Erde. Diese Zahl wird sich in Zukunft noch erhöhen. Der GPS-Empfänger ermittelt die genaue Position durch Berechnung der Entfernung zu den GPS-Satelliten im Weltall. Für eine zweidimensionale Positionsbestimmung werden die Signale von 3 Satelliten benötigt. Bei der dreidimensionalen Positionsbestimmung verarbeitet der Empfänger die Signale von 4 Satelliten. Die GPS-Satelliten umkreisen die Erde und haben daher keine feste Positon (siehe nachstehende Abbildung). 7 2 10 5 18 15 4 21 19 13 16 20 17 3 14 8 9 1 6 11 Abb. 1.3 - Umlaufbahnen der GPS-Satelliten Die Position wird ständig neu berechnet, solange Funksignale von mindestens 3 Satelliten empfangen werden. Die Positionsbestimmung erfolgt in drei Schritten: 1. Die GPS-Satelliten senden kontinuierlich ihre genauen Umlaufdaten. Anhand dieser Daten berechnet der GPS-Empfänger die Satellitenposition. 2. Während des Empfangs misst der GPS-Empfänger mittels des „SpreadSpectrum-Modulation”-Verfahrens (Frequenzspreizung) sehr präzise die Entfernung zu dem jeweiligen Satelliten. Die überragende Genauigkeit der GPS-Positionsbestimmung ist vor allem auf dieses Verfahren zurückzuführen. 3. Sind die Satellitenpositionen und ihre Entfernung bekannt, errechnet der GPS-Empfänger seine eigene Position durch Triangulation. Abb. 1.3a - GPS-Positionsberechnung Die berechnete Position ist der Schnittpunkt von drei Sphären um drei Satelliten mit den Durchmessern d1, d2 und d3. Benutzerhandbuch 23