GPStechnologie

GPStechnologie bezeichnet das globale Navigationssatellitensystem der Vereinigten Staaten, das Informationen zu Position, Navigation und Zeit (PNT) bereitstellt. Es umfasst drei Hauptbestandteile: das Space-Segment aus Satelliten in mittlerer Erdumlaufbahn, das Control Segment mit Bodestationen und der Master Control Station sowie das User Segment, bestehend aus GPS-Empfängern. Weltweit befinden sich typischerweise 24 bis 32 Satelliten im Orbit, die Signale auf den Frequenzen L1 (civilian C/A-Code) und L2 (P(Y)-Code, verschlüsselt) senden; eine weiterentwickelte L5-Frequenz ergänzt die zivile Nutzung. Der Empfänger bestimmt Position und Zeit, indem er die Signale von mehreren Satelliten empfängt und mithilfe von Zeitstempeln, Ephemeriden und Trilateration die PNT-Werte berechnet.

Signale enthalten Codierung, Ephemeriden und Zeitmarken. Zivile Nutzer verwenden den C/A-Code auf L1; militärische Nutzer verwenden zusätzlich verschlüsselte Codierungen. Zur Verbesserung der Genauigkeit kommen Pegelungen durch DGPS/DGNSS, Wide-A Area-Augmentation-Systeme wie WAAS oder EGNOS, sowie Real-Time Kinematic-Verfahren (RTK) zum Einsatz.

Anwendungen reichen von Fahrzeugnavigation, Luft- und Seefahrt, Vermessung, Geotagging bis hin zum Zeitabgleich in Telekommunikationsnetzen. Smartphones integrieren GPS als zentrales Ortungssystem und ermöglichen ortsbezogene Dienste.

Schwächen umfassen Signalblockaden in Gebäuden oder Tunneln, Mehrwegeffekte, atmosphärische Verzögerungen sowie das Risiko von Störungen oder Spoofing. GPS wird oft im Multi-GNSS-Ansatz genutzt, der zusätzlich Galileo, GLONASS und BeiDou einbezieht, um Genauigkeit und Ausfallsicherheit zu erhöhen.