navigationssatellitsystem

Navigationssatellitensystem (NSS) bezeichnet ein satellitenbasiertes System zur Bestimmung von Position und Zeit, das weltweit oder regional Signale von Erdorbit-Satelliten bereitstellt. Im weiteren Sinn wird oft der Begriff GNSS (Global Navigation Satellite System) verwendet, der mehrere Konstellationen umfasst.

Aufbau: Das Space Segment besteht aus Satelliten mit präzisen Atomuhren, die Signale über Funkfrequenzen aussenden. Das Control Segment umfasst Bodenkontrollzentren, Missionsbetriebszentren und Stationen, die Umlaufbahnen, Ephemeriden und Zeitkoordination überwachen und aktualisieren. Das User Segment umfasst GNSS-Empfänger, die Signale zur Bestimmung von Position und Zeit verwenden.

Funktionsweise: Der Empfänger misst Pseudoabstände zu Satelliten aus Signalmerkmalen und berechnet daraus Position durch Trilateration. Umgebungen und Satellitenfehler müssen korrigiert werden; Ionosphäre, Mehrwegeffekte und Störungen beeinflussen Messungen. Jedes System sendet Signale, die Koordination in einem globalen Referenzrahmen ermöglichen.

Historie und Beispiele: In den 1970er bis 1990er Jahren entwickelten die USA GPS; Russland betreibt GLONASS; die Europäische Union betreibt Galileo; China betreibt BeiDou. Ergänzend existieren regionale Systeme wie QZSS in Japan oder NavIC in Indien.

Anwendungen und Genauigkeit: GNSS wird in Navigation, Vermessung, Telekommunikation, Luftfahrt, Schifffahrt, Landwirtschaft und Zeitverteilung eingesetzt. Standardempfänger liefern Meter- bis Zentimeter-Genauigkeit je nach Ausstattung. Augmentationen wie WAAS/EGNOS, DGPS, RTK oder PPP erhöhen die Genauigkeit.

Herausforderungen und Sicherheit: Empfang kann durch Gebäude, Gelände oder Wetter eingeschränkt sein. Störung, Jammer- und Spoofing-Signale stellen Sicherheitsaspekte dar. Zukünftige Entwicklungen umfassen Mehrkonstellationen, verbesserte Signale und Korrekturdienste.