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alileo und die Grundlagen Das Galileo Navigationssystem wird wie GPS ein globales Satellitennavigationssystem sein. Das grundsätzliche Funktionsprinzip ist das gleiche und das System soll sogar mit GPS kompatibel sein. Zumindest mit der im Aufbau befindlichen weiterentwickleten Version von GPS. Im Unterschied zum GPS-System wird es jedoch nicht vom Militär sondern von zivilen Stellen betrieben kontrolliert. Es wird eine Reihe von Diensten mit garantierter Verfügbarkeit beim Galileo-System geben und ganz sicher ist auch, dass die bisher erhältlichen GPS-Empfänger nicht Galileo-kompatibel sein werden.
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Stark vereinfacht gesagt sendet jeder Satellit eine Nachricht der Art: "Ich bin Satellit Nr. X, meine Position ist gerade Y und diese Nachricht wurde zum Zeitpunkt Z versandt". Dies ist, wie gesagt, stark vereinfacht, aber es kommt der Wahrheit schon recht nah. Zusätzlich sendet der Satellit noch Informationen über seine Umlaufbahn (und die der anderen Satelliten). Diese Bahndaten (Ephemeriden- und Almanachdaten) werden vom GPS-Empfänger gespeichert und für spätere Rechnungen verwendet.
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Kontrollsegment (Bodenstationen) Die Kontrolle über das GPS-System liegt vollständig in der Hand der US-Armee. Zur Überwachung der Satelliten dient eine "Master Control Station" sowie vier weitere Monitorstationen der U.S. Luftsteitkräfte auf Hawaii, den Ascension Islands, Diego Garcia und Kwajalein.
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Die Satelliten umkreisen die Erde mit 3,9 km pro Sekunde und haben eine Umlaufzeit von 12 Stunden Sternzeit, was in Erdenstunden 11 Stunden 58 Minuten ausmacht. Das bedeutet, dass der gleiche Satellit jeden Tag etwa 4 Minuten früher über der gleichen Position steht. Die mittlere Enfernung vom Erdmittelpunkt beträgt 26560 km, was bei einem mittleren Erdradius von 6360 km zu einer Bahnhöhe von etwa 20200 km führt. Umlaufbahnen in dieser Höhe werden auch MEO - "medium earth orbit" genannt. Im Vergleich dazu haben geostationäre Satelliten wie die ASTRA oder Meteosat-Satelliten mit 42300 km eine Umlaufbahn in etwa der doppelten Entfernung.
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Aufbau des GPS-Systems Das GPS-System lässt sich in drei grundlegende Segmente unterteilen, die nachfolgend besprochen werden:
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NAVSTAR GPS - Geschichtliches Das GPS-System ist ein vom amerikanischen Verteidigungsministerium (DOD; Department of Defense) ersonnenes, realisiertes und betriebenes System, das aus (geplant) 24 Satelliten besteht (21 werden benötigt, 3 sind aktiver Ersatz; heute sind es allerdings meist um die 30 aktive Satelliten), welche die Erde in einer nominellen Höhe von 20200 km umkreisen. GPS Satelliten senden Signale aus, welche die genaue Ortsbestimmung eines GPS Empfängers ermöglichen. Die Empfänger können ihre Position ermitteln, wenn sie feststehend sind, sich auf der Erdoberfläche in der Erdatmosphäre oder in niederen Umlaufbahnen bewegen. GPS wird sowohl in der Luft-, Land- und Seefahrtnavigation als auch bei der Landvermessung und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf genaue Positionsbestimmung ankommt. Das GPS-Signal wird jedem auf oder in der Nähe des Planeten kostenlos zur Verfügung gestellt, der einen GPS-Empfänger besitzt und eine uneingeschränkte "Sicht" auf die Satelliten hat. Der eigentlich Name des Systems ist NAVSTAR (Navigation System for Timing and Ranging), bekannt ist es aber nur als GPS (Global Positioning System).
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Navigation mit GPS Da nicht jeder sofort mit der Bedeutung der besonderen Begriffe vertraut ist, die bei der Navigation mit GPS-Geräten verwendet werden, sollen die wichtigsten nachfolgend kurz erklärt werden.
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