Keck's Pfaditechnik Kästchen

Liebe Pfadfinderinnen und Liebe Pfadifinder

 

Zur Zeit als ich die Oberpfader Prüfung ablegen durfte, was mittlerweile doch schon ungefähr 14 Jahre her ist, war uns GPS noch ein Fremdwort und wir schwörten auf den Kompass. Heute fahre ich wöchentlich mit einem GPS durch den Zürcher Stadtverkehr und betrachte dieses Hilfsmittel zur Orientierung als selbstverständlich.
Damit auch euch GPS nicht mehr ein Fremdwort bleibt oder ihr euer Wissen darüber vertiefen könnt, möchte ich in diesem Pfaditechnik Kästchen mehr darüber erzählen.

GPS – «Global Positioning System» bedeutet auf Deutsch: Globales Positionierungs-System und ist ein System aus mehreren Satelliten die sich in der Erdumlaufbahn befinden und mittels Signale eine Positionierung auf der ganzen Welt möglich macht.

 

Hintergrund

GPS-Satelliten

Nein, das sind kein Vögel welche um die Erde kreisen, sondern die 24 GPS-Satelliten.
Sind es wirklich 24?

Das amerikanische Verteidigungsministerium hat im Jahre 1978 den ersten von gesamthaft 24 NAVSTAR-Satelliten in den Weltraum geschossen. Jeder dieser Satelliten wiegt etwa eine Tonne und hat einen Durchmesser von gut sechs Metern. Sie senden ständig ihre Position, die genaue Zeit und ihren «Namen» aus. Die Flugbahnen sind so gelegt, dass zu jeder Zeit auf jedem Punkt der Erde mindestens drei Satelliten sichtbar sind. Die Satelliten kreisen auf einer Höhe von rund 20'200 km über der Erdoberfläche mit einer Geschwindigkeit von 7.9 km/sek. Zuerst war das System nur für militärische Benutzer (Amerika und Verbündete) gedacht. Aber seit Mitte der 80er-Jahre ist dank des ehemaligen Präsidenten von Amerika Ronald Reagan die Nutzung für den zivilen Anwender erschlossen worden. Eine Ortung mittels GPS erreicht eine Genauigkeit von oft weniger als 10 Meter, was also bei weitem ausreichend genau ist für Pfadianwendungen. Falls, aber mit diesem Satellitensignal für zivile Anwendungen noch höhere Genauigkeiten gewünscht wird (Landesvermessung, Flugnavigation, Wegfindersysteme für Autos usw.), wird das System mit erdgebundenen Sendern kombiniert. Das vom Satelliten empfangene Signal wird mit dem des erdgebundenen Senders korrigiert (Differential-GPS (DGPS)). Mit dieser Methode sind Genauigkeiten bis in den Millimeterbereich erzielbar.
Seit 1993 hat Russland ein eigenes GPS aufgeschaltet welches auf den Namen GLONASS lautet. Weiter gibt es auch noch ein europäisches Navigationssatellitensystem mit dem Namen Galileo welches 2007 sein erstes Ortungssignal sendete und ein Chinesisches mit dem Namen Compass welches seit 2004 funktionstüchtig ist.

 

Wie geschieht nun die Positionsbestimmung?

Beim Einschalten des Gerätes sucht dieses zuerst die empfangbaren Satelliten. Dies dauert rund zwei bis drei Minuten. Danach werden die Signale von den Satelliten verglichen, d.h. von jedem die aktuelle Position und die Zeit, an dem er das Signal abgeschickt hat. Die Satelliten haben eine eingebaute Atomuhr die einmal eingeschaltet, äusserst exakt immer die richtige Zeit anzeigt. Da die Satelliten unterschiedlich weit vom Empfänger entfernt sind, erreichen die Signale den Empfänger zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dieser Zeitunterschied ist zwar extrem klein, aber er reicht, um die genaue Position auszurechnen. Falls nur drei Satelliten empfangen werden können, kann das Gerät Längen- und Breitengrade bestimmen (zweidimensional). Falls ein vierter Satellit zu empfangen ist, zusätzlich die Höhe (dreidimensional). Das Ganze nützt uns natürlich nur wenig, da unsere Landeskarten ein vom Weltkoordinatennetz unabhängiges Koordinatensystem haben. Aber zum Glück rechnen die Geräte die Daten automatisch in alle erdenklichen Koordinatensysteme um. Die Anzeige der Geschwindigkeit und der Himmelsrichtung ist ebenfalls kein Problem. Allerdings ist der «Kompass» nur brauchbar, wenn das Gerät fortbewegt wird. Wichtig ist natürlich auch, dass für eine optimale Ortung mittels GPS der Himmel ab 15° von der Horizontalen frei von signalstörenden Objekten (Bäume, Häuser, Berge,…) ist.

 

Private Anwendungsbereiche des GPS

Heutzutage hat jedes Smartphone eine GPS-Funktion zur Positionsbestimmung. Viele Autofahrer greifen für Reisen an unbekannte Orte auf dieses Wunderwerk der Technik zurück und es gibt auch in der Freizeit viele nützliche Anwendungen. Ein beliebtes Spiel für welches ein GPS benötigt wird ist das sogenannte Geocaching. In der ganzen Welt an den verrücktesten Orten dürfen von jedem der mitmacht sogenannte Caches (kleine Boxen oder Dosen mit zum Beispiel einem Logbuch darin) versteckt werden damit andere Personen diese Suchen können. Für viele ist das Suchen und auf Spüren solcher Caches zur regelrechten Sucht geworden (oder?! Goblin & Kiwi)

 

Allzeit bereit
Keck