Meinberg GPS170LCD-MP - Handbuch (Seite 7)

Allgemeines
Die Satellitenfunkuhr GPS170 wurde mit dem Ziel entwickelt, Anwendern eine
hochgenaue Zeit- und Frequenzreferenz zur Verfügung zu stellen. Hohe Genauigkeit
und die Möglichkeit des weltweiten Einsatzes rund um die Uhr sind die Haupteigen-
schaften dieses Systems, welches seine Zeitinformationen von den Satelliten des
Global Positioning System empfängt.
Das Global Positioning System (GPS) ist ein satellitengestütztes System zur Radio-
ortung, Navigation und Zeitübertragung. Dieses System wurde vom Verteidigungsmi-
nisterium der USA (US Departement Of Defense) installiert und arbeitet mit zwei
Genauigkeitsklassen: den Standard Positioning Services (SPS) und den Precise Posi-
tioning Services (PPS). Die Struktur der gesendeten Daten des SPS ist veröffentlicht
und der Empfang zur allgemeinen Nutzung freigegeben worden, während die Zeit-
und Navigationsdaten des noch genaueren PPS verschlüsselt gesendet werden und
daher nur bestimmten (meist militärischen) Anwendern zugänglich sind.
Das Prinzip der Orts- und Zeitbestimmung mit Hilfe eines GPS-Empfängers beruht
auf einer möglichst genauen Messung der Signallaufzeit von den einzelnen Satelliten
zum Empfänger. 21 aktive GPS-Satelliten und mehrere Reservesatelliten umkreisen
die Erde auf sechs Orbitalbahnen in 20000 km Höhe einmal in ca. 12 Stunden.
Dadurch wird sichergestellt, daß zu jeder Zeit an jedem Punkt der Erde mindestens
vier Satelliten in Sicht sind. Vier Satelliten müssen zugleich zu empfangen sein, damit
der Empfänger seine Position im Raum (x, y, z) und die Abweichung seiner Uhr von
der GPS-Systemzeit ermitteln kann. Kontrollstationen auf der Erde vermessen die
Bahnen der Satelliten und registrieren die Abweichungen der an Bord mitgeführten
Atomuhren von der GPS-Systemzeit. Die ermittelten Daten werden zu den Satelliten
hinaufgefunkt und als Navigationsdaten von den Satelliten zur Erde gesendet.
Die hochpräzisen Bahndaten der Satelliten, genannt Ephemeriden, werden benötigt,
damit der Empfänger zu jeder Zeit die genaue Position der Satelliten im Raum
berechnen kann. Ein Satz Bahndaten mit reduzierter Genauigkeit wird Almanach
genannt. Mit Hilfe der Almanachs berechnet der Empfänger bei ungefähr bekannter
Position und Zeit, welche der Satelliten vom Standort aus über dem Horizont sichtbar
sind. Jeder der Satelliten sendet seine eigenen Ephemeriden sowie die Almanachs aller
existierender Satelliten aus.
7