ct-Artikel über Genauigkeit der GPS-Navigation in Kriegszeiten

Hallo,

als Abonnent halte ich bereits heute die aktuelle ct-Ausgabe (8/2003) in Händen und habe mir den auch bereits hier im Forum angekündigten Artikel "Nachgemessen - wie genau ist GPS-Navigation in Kriegszeiten?" zu Gemüte geführt. Allerdings stellen sich mir einige Fragen, zu denen Ihr vielleicht Antworten kennt:
1. Es wird behauptet, daß zahlreiche Satelliten von den Amerikanern verschoben worden seien, um so in den Krisengebieten einen optimalen Empfang zu sichern. Hierdurch sei die Abdeckung in anderen Gebieten ausgedünnt worden. Nach dem, was ich bislang so recherchiert und gelesen habe, geht das doch gar nicht, da die GPS-Satelliten (so weit ich weiß) nicht geostationär sind, sondern stets um die Erde herumkreisen. Weiß hierzu jemand mehr?
2. ct hat Testmessungen durchgeführt, um die Genauigkeit der ermittelten GPS-Position mit offiziellen Daten des Katasteramtes zu vergleichen. Dabei kam heraus, daß die Genauigkeit immer noch in Ordnung ist, ABER, und das wundert mich, während die horizontale Positionsbestimmung im Mittel um ca. 11m abweicht, sind die Höhenmessungen angeblich im Mittel bis auf 2m(!) genau. Wie kann denn das sein? Nach allem, was ich bislang erlebt habe und über Geoid-Höhe weiß, ist dieser Wert absolut unrealistisch gut und wohl eher Zufall, oder?

zu 1: Die Satelliten sind natürlich nicht geostationär, aber es gibt durchaus eine Änderung: Normalerweise sind die Satelliten gleichverteilt, d.h. daß überall auf der Welt ca. 8 Satelliten empfangen werden können. Jetzt kreisen die Satelliten so, daß sie sozusagen in einer relativ konzentrierten "Wolke" um die Erde kreisen. Die Folge: Irgendwo auf der Erde ist immer ein spitzenmäßiges GPS-Signal, während es zum gleichen Zeitpunkt woanders ziemlich schlecht ist. So ist z.B. im Moment über Deutschland etwa um 14 Uhr nachmittags der totale GPS-Wahnsinn (10-12 Satelliten auf Dauer!); abends (ca. 18Uhr) gibt´s dann bloß noch 3-5 Satelliten. Dann sind die nämlich alle über dem Irak...

zu 2: das erscheint mir auch reichlich seltsam...

DrDiste

bab,
schönes Bild.
Bist du wirklich viel düner und ruhiger geworden, oder bilde ich das mir nur ein? (ich meine natürlich dein Avatar) :gap

gruß Oleg

Der Empfang wird sich in den nächsten Tagen wohl insgesamt wieder etwas verbessern, da vergangenen Montag ein weiterer Satelitt hochgeschossen wurde.

Garry

Hi,
im Heise Forum wird zur Zeit über WAAN diskutiert, welches seit 1.4 nun auch bei uns gehen soll. Also die Sat's 33 und 44 (beide gestationär) sollen dies nun senden. Unterstützen das irgendwelche Mäuse. Und fals ja, wie kann man es aktivieren.

Gruß,
Rellik

Ja, das habe ich auch schon im Usenet gelesen (in der Group maus.technik.gps). Dort berichteten einige User, daß sie mit ihren Garmin-Geräten den 33er-Satelliten epmfangen konnten und daraufhin die Genauigkeit auf 2-3 Meter verbessert wurde. Ich habe mir darauf hin das neueste Firmware-Update für meinen Garmin Etrex Venture aufgespielt, aber bislang noch keinen Test fahren können. Die Frage, ob GPS-Mäuse die EGNOS-Daten aber auch auswerten könnten, würde mich auch sehr interessieren. Wissen die Profis hier mehr? Frage an Bill und Konsorten?

@DrDiste,

Hallo, also ich kann einfach nicht glauben, dass USA die Satelliten spazierenfährt. Die Satelliten sollen ja einige Jahre (zig Jahre?) funktionieren, dazu gehört, dass gelegentlich Kurskorrekturen vorgenommen werden müssen. Der Treibstoff hierfür wird aber nicht in einer Menge gebunkert sein, dass zusätzlich zu den Kurskorrekturen auch Ortsveränderungen in größerem Maß vorgenommen werden können.

Ich lasse mich aber gerne überzeugen, sollte diese Information aus einer verlässlichen und glaubhaften Quelle stammen, Du wirst es ja irgendwo her haben.

Ich hatte vor Jahren STK von Analytical Graphics, ein SatellitenToolKit, mit dem es möglich war, sich alle Umlaufbahnen der im Orbit befindlichen Sat graphisch anzeigen zu lassen, also auch die der GPS-Satelliten. Ein sehr professionelles Prog, das auch u.a. die Leute in Oberpfaffenhofen bentzen.

Leider musste ich es schon vor längerer Zeit löschen, das es sehr Festplatten-hungrig war, mein damaliger Rechner diesen Platz für wichtigere Dinge freimachen musste. Außerdem war der Umgang mit meinen mangelhaften Englischkenntnissen sehr mühsam. Habe es aber jetzt wieder geordert, sollte in ca. 3 Wochen da sein. Wenn ich einigermaßen klar komme, werde ich die Bahndaten versuchen herauszubekommen und mal überwachen. Melde mich gegebenenfalls dann wiedrer.

Gruß, Charly

Also nur mal so zur Info:

GPS-Satelliten:
Das Global Positioning System (GPS) ermöglicht es, von bekannten Positionen der Satelliten im Raum auf unbekannte Positionen auf Land, See, In der Luft und im Weltraum zu schließen. Jedes Satellitensignal ist mit der eigenen Übertragungszeit gekennzeichnet, so daß mit einem synchronisierten Empfänger die Übertragungsdauer gemessen werden kann. Hauptsächlich beschäftigt sich GPS mit der augenblicklichen Bestimmung von Position und Geschwindigkeit sowie genauer Zeitkoordination. 1973 begann das U.S.-Verteidigungsministerium mit der Entwicklung dieses Systems, so daß die ursprünglichen Ziele militärischer Art waren. Eine der ersten Anwerndungen fand GPS in der Geodäsie. Die Abstände werden entweder aus Messung der Zeitspanne, die das Satellitensignal unterwegs ist, multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals bestimmt oder der Phase des Signals. In beiden Fällen sind sowohl die Uhren des Empfängers als auch die des Satelliten beteiligt, so daß Fehler enthalten sind, da die Uhren niemals perfekt synchronisiert sind. Daher sind vier Unbekannte zu bestimmen: die drei Ortskoordinaten (des wahren Abstandes) und der Fehler in der Zeit. Aus diesem Grunde sind vier Satelliten nötig. Das GPS-Konzept setzt voraus, daß von jedem Ort der Erde mindestens vier Satelliten zu jeder Zeit sichtbar sind. Komplizierter ist es, die Phase des Signals zu benutzen, da diese nicht eindeutig ist (durch ganzzahlige Vielfache der Wellenlänge des Signals). Die GPS-Satelliten befinden sich auf nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen in einer Höhe von etwa 20.200 km über der Erde mit einer Umlaufzeit von ungefähr zwölf Sternstunden. Die Ebenen, in denen sich die Umlaufbahnen der Satelliten befinden, schließen einen bestimmten Winkel mit der Äquatorialebene der Erde ein (Inklination). Die gegenwärtige Konstellation von GPS-Satelliten besteht aus 24 Satelliten. Es gibt sechs Bahnebenen mit einer Inklination von 55°, in denen sich jeweils vier Satelliten befinden, außerdem gibt es noch vier Ersatzsatelliten, für den Fall, daß ein anderer ausfällt. Die elektronische Ausrüstung der Satelliten ermöglicht dem Benutzer eine Bestimmung des Abstandes zum Satelliten, außerdem sendet jeder Satellit Nachrichten, die es dem Nutzer erlauben, die räumliche Position des Satelliten zu bestimmen, wodurch letztendlich auf die eigene Position auf der Erde rückgeschlossen werden kann. Die Hilfsausrüstung der Satelliten besteht u.a. aus Sonnensegeln zur Leistungsunterstützung sowie einem Antriebssystem zur Bahnkorrektur und Stabilitätskontrolle

gefunden unter http://netscience.univie.ac.at…er/satellites/node14.html

Gruß, Charly

Noch ein interessanter Artikel, der evtl. auch "Sat in use" beantworten kann:

Dieser Empfänger steht auf dem Dach des Hauses, lediglich in südwestlicher Richtung von der Dachspitze des Zeltdaches überragt. Markant sichtbar wird die Tatsache, dass GPS Satelliten bedingt durch ihre Umlaufbahn offenbar nie in nördlicher Richtung sichtbar sind. Für Automobilisten, welche ihre Antenne hinter der Frontscheibe bzw. hinter der Heckscheibe installiert haben, führt dies zu schlechten Empfangsergebnissen und Positionsbestimmungen bei Fahrt in Richtung Norden (Frontscheibe) bzw. Süden (Heckscheibe).

Hier: http://www.hsw.bfh.ch/spahni/f…eenshots.htm#GPS-Position

Vossi,
Satelliten verschieben ist der groesste Bloedsinn, der immer wieder von Unkenntnis gepraegt aufkommt.
Es werden die Signallaufzeiten gemessen, so dass man auf unendlich viele Punkte moeglicher Standorte auf einem Kreis auf einer Hoehenebene kommt. Der 2. Satellit bringt dann 2 Schnittpunkte in denen sich die zwei Kreise schneiden - noch nicht eindeutig. Der dritte Satellit, respkt. dritte Kreisstandlinie bringt dann die Eindeutigkeit. Der vierte wird dann zur Rueckverfolgung der Uhrsynchronisation benutzt.
Was passiert also bei der Verschiebung der Sats: die Sats stehen dicht beieinander, die Kreisstandlinien liegen fast aufeinander bzw. schneiden sich im sehr spitzen Winkel - die Ungenauigkeit steigt - zur Navigation nicht nutzbar.
Gruss aus Prag
Raimund