Leica Geosystems GPS Basics - Handbuch (Seite 13)

13 GPS Basics -1.0.0de Die Funktionsweise von GPS
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3.1.2. Die Berechnung der Entfernung zum Satelliten
Um die Entfernung zu jedem einzelnen
Satelliten berechnen zu können, wird eines
der Newton’schen Gesetze der Kinematik
herangezogen:
Weg = Geschwindigkeit x Zeit
Beispielsweise ist es möglich, den Weg, den
ein Zug zurückgelegt hat, zu berechnen,
wenn sowohl die Geschwindigkeit, mit der er
gefahren ist, als auch die Zeit, die er mit
dieser Geschwindigkeit gefahren ist, bekannt
sind.
GPS fordert vom Empfänger die Berechnung
der Entfernung vom Empfänger zum
Satelliten.
Die Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit
des Funksignals. Radio-Wellen breiten sich
mit Lichtgeschwindigkeit aus, d.h. mit
290.000 km pro Sekunde.
Die Zeit ist die Zeit, die das Funksignal
braucht, um vom Satelliten zum GPS-
Empfänger zu gelangen, was ein wenig
schwieriger zu berechnen ist, da bekannt
sein muß, wann das Funksignal den Satelli-
ten verlassen und den Empfänger erreicht
hat.
Berechnung der Zeit
Das Satellitensignal hat zwei Codes aufmoduliert, den C/A-Code und den P-Code
(siehe Abschnitt 2.1.). Der C/A -Code basiert auf der Zeit, die gegeben ist durch eine
hochgenaue Atomuhr. Der Empfänger enthält ebenfalls eine Uhr, die gebraucht wird,
um einen entsprechenden C/A-Code zu generieren. Der GPS Empfänger ist dann in
der Lage, den einlaufenden Satellitencode mit dem vom Empfänger generierten
Code durch Verschieben zur Deckung zu bringen, zu korrelieren.
Der C/A-Code ist ein digitaler Code, der pseudo-zufällig ist bzw. zufällig zu sein
scheint. In Wahrheit ist er nicht zufällig, sondern wiederholt sich tausend mal pro
Sekunde.
Auf diese Art und Weise wird die Zeit berechnet, die das Funksignal braucht, um
vom Satelliten zum GPS-Empfänger zu gelangen.
Satelliten-
Signal
Empfänger-
Signal
Die Zeit, die
das Signal
benötigt, um
zum Empfänger
zu gelangen