Meinberg GPS169PCI - Handbuch (Seite 6)

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Allgemeines
Die von Meinberg hergestellten GPS-Satellitenfunkuhren wurden mit dem Ziel ent-
wickelt, Anwendern eine hochgenaue Zeit- und Frequenzreferenz zur Verfügung zu
stellen. Hohe Genauigkeit und die Möglichkeit des weltweiten Einsatzes rund um die
Uhr sind die Haupteigenschaften dieser Systeme, welche ihre Zeitinformationen von
den Satelliten des Global Positioning System empfangen.
Das Global Positioning System (GPS) ist ein satellitengestütztes System zur Ra-
dioortung, Navigation und Zeitübertragung. Dieses System wurde vom Verteidi-
gungsministerium der USA (US Departement Of Defense) installiert und arbeitet mit
zwei Genauigkeitsklassen: den Standard Positioning Services (SPS) und den Precise
Positioning Services (PPS). Die Struktur der gesendeten Daten des SPS ist veröffent-
licht 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 be-
ruht auf einer möglichst genauen Messung der Signallaufzeit von den einzelnen
Satelliten zum Empfänger. 24 aktive GPS-Satelliten und mehrere zusätzliche Reser-
vesatelliten 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 benö-
tigt, 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.