Kinder in der Schule mit GPS überwachen

Eltern können bei dem Gedanken, ihr Kind zum ersten Mal in die Schule zu schicken, beunruhigt sein, da dies eine große Veränderung in ihrem Leben bedeutet. Die Einschulung ist ein Meilenstein in der Entwicklung und wird als sehr wichtig angesehen, aber sie kann auch ein Wechselbad der Gefühle sein. Die Schlagzeilen geben Eltern Anlass zur Sorge, denn landesweit häufen sich Nachrichten über vermisste Kinder, Mobbing und sogar Schießereien an Schulen. Bevor Eltern ihr Kind in die Schule schicken, müssen sie sicherstellen, dass es auf alles vorbereitet ist, was passieren könnte. Dazu gehört, dass die Sicherheit des Kindes gewährleistet ist und es gleichzeitig ein Gefühl der Unabhängigkeit entwickeln kann. Um dies zu erreichen, greifen die meisten Eltern auf die GPS-Technologie zurück. Die Echtzeitverfolgung von Kindern mit einem GPS-Gerät ist bei Eltern, die ihre Kinder schützen wollen, inzwischen sehr beliebt.

Verfolgung von Kindern mit einem GPS-Gerät

Die Ortungstechnologie ist heutzutage auf dem Markt weit verbreitet. GPS-Geräte bieten kosteneffiziente Lösungen für alle Ihre Anforderungen an die Ortung. Sie sind leicht und haben ein kompaktes Design, das perfekt für Kinder geeignet ist. Sie werden in der Regel mit einer Web- und Mobil-Softwareanwendung geliefert, die Eltern leicht auf ihre eigenen Geräte herunterladen können. Eltern benötigen nur geringe technische Kenntnisse, um die Software zu bedienen, mit der der Standort des Geräts ermittelt wird.

Die Hauptfunktion eines GPS-Trackers lässt sich durch diesen einfachen Prozess verstehen:

Er kann entweder an der Kleidung des Kindes befestigt oder in dessen Tasche oder Rucksack gesteckt werden.Wenn das Gerät zur Echtzeitverfolgung von Kindern verwendet wird, übermittelt es seinen aktuellen Standort.

Die Eltern können über ihr Smartphone, ihren Computer oder ein anderes elektronisches Gerät, das sich bei der Handy-/Web-App anmelden kann, auf diese Benachrichtigungen zugreifen.

GPS-Tracker sollen den Eltern Sicherheit geben, indem sie den genauen Standort ihres Kindes angeben. Eltern können mit der Geo-Fencing-Funktion des Geräts auch Sicherheitszonen einrichten. Die Echtzeitverfolgung von Kindern mit dem GPS ermöglicht es Ihnen, eine Textnachricht und eine E-Mail-Benachrichtigung zu erhalten, wenn das Kind diese Grenzen verlässt. Dies kann für Eltern nützlich sein, die wissen möchten, wann ihr Kind das Schulgelände erreicht und verlässt.

Befindet sich das Kind in einer Notsituation, kann es außerdem jederzeit die SOS-Taste des GPS-Trackers drücken, um seine Eltern sofort zu alarmieren.

Die Sicherheit von Kindern mit einem GPS-Trackersystem ist die beste Option für diejenigen, die nicht zum Helikopter-Elternteil werden wollen, aber ihr Kind trotzdem in Sicherheit wissen wollen. Gleichzeitig sollte das Kind lernen, wie man mit Fremden umgeht, sich in sicheren Zonen aufhält und die Anweisungen der Schulbehörden befolgt.

Auch wenn die Technik diese unglücklichen Ereignisse nicht verhindern kann, sorgen GPS-Tracker für die Sicherheit der Kinder, wenn sie außer Sichtweite sind. Wenn die Eltern über die integrierte App auf ihren Smartphones benachrichtigt werden, können sie fast sofort Hilfe und Unterstützung erhalten. Hier sind einige Situationen, in denen sich ein GPS-Tracker für Kinder als nützlich erweist und die Elternschaft mit seinen Tracking-Fähigkeiten ein wenig einfacher macht!

 

ZU FUSS ZUR SCHULE

Ein beliebter Grund für den Einsatz eines GPS-Ortungsgeräts ist, wenn Ihr Kind in ein Stadium hineinwächst, in dem es unabhängig genug ist, um zu Fuß zur Schule oder sogar zur Bushaltestelle zu gehen. Mit der GPS-Funktion können Sie seinen Aufenthaltsort und seinen Weg überwachen. Die zusätzliche Geo-Fencing-Funktion sorgt dafür, dass Ihre Kinder auf dem Weg bleiben und nicht mit Freunden oder Fremden auf Abwege geraten!

GPS-TRACKER FÜR KINDER: SPAREN SIE ZEIT, GELD UND ENERGIE

Für Sie ist es oft schwierig zu wissen, wo sich Ihre Kinder die ganze Zeit aufhalten. Es kann schwierig sein, schon nach kurzer Zeit zu sehen, wo sie sind. Es könnte auch schwierig sein, sie dort zu suchen, wo Sie sind. Es kann sein, dass Sie viel Geld ausgeben müssen, um Ihre Kinder zu finden, nur um sicher zu sein, dass sie da sind, wo sie sagen, dass sie sind.

 

Aber Sie können sich das Leben etwas leichter machen, wenn Sie sich GPS-Ortungsgeräte für Kinder ansehen. Solche Produkte sind sehr attraktiv, da sie Ihnen helfen, jederzeit zu wissen, wo sich Ihr Kind aufhält. Sie machen es Ihnen nicht nur leichter, zu sehen, wo Ihre Kinder sind, sondern auch, wie sie sich verhalten. Denn der Tracker fördert das Verantwortungsbewusstsein und die Umsicht des Kindes.

 

Wie ein GPS-Tracker funktioniert

 

Ein GPS-Tracker für Kinder zeichnet sich durch ein einfaches Design aus, das Sie darüber informiert, wo sich Ihr Kind aufhalten könnte:

1. Ihr Kind trägt ein Gerät, das mit einem GPS-Lesegerät ausgestattet ist.

 

Das Lesegerät stellt eine Verbindung zu GPS-Satelliten her, mit deren Hilfe Menschen ihren Standort in jedem Teil der Welt finden können. Das Gerät hat ein schönes Design, das Ihr Kind gerne trägt, und die meisten Geräte verfügen über Funktionen, die sicherstellen, dass Ihr Kind jederzeit überwacht wird und sich in der vereinbarten Sicherheitszone aufhält.

2. Das GPS-Gerät wird mit einem Code geliefert, den Sie online abrufen können.

 

Der Code befindet sich an der Seite des Trackers, den Ihr Kind trägt. Er best

eht aus einer Reihe von Zahlen und Buchstaben, die einen Code ergeben, den Sie im Internet nachschlagen können.

 

3. Das Lesegerät funktioniert auch mit einem Mobilfunknetz.

Ein GSM-Mobilfunknetz funktioniert mit dem Tracker. Dies hilft bei der Übertragung von Informationen an den GPS-Standort des Geräts. Dadurch erhalten Sie jedes Mal eine schnellere Antwort, so dass Sie genau wissen, wo Ihr Kind ist oder hingeht.

 

4. Sie verwenden eine mobile App auf einem Telefon oder Tablet, um Informationen darüber zu erhalten, was Ihr Kind in Echtzeit tut.

 

Die Funktionen der App hängen vom verwendeten Tracker ab.

5. Auf der Anzeige wird dann detailliert aufgelistet, wo sich Ihr Kind befindet. Dazu gehören auch Informationen, die häufig aktualisiert werden.

 

Wie die Bedeutung einer guten Batterielebensdauer ist auch die Unterstützung, die Sie von einem GPS-Tracker erhalten, wichtig für den Schutz Ihrer Kinder. Achten Sie darauf, wie gut der Tracker funktioniert und wie er einsatzbereit gemacht werden kann.

Welche Funktionen hat der Tracker?

 

Der GPS-Tracker, den Ihr Kind tragen wird, sollte aus einem robusten und sicheren Gehäuse bestehen, das sich leicht anzeigen lässt. Viele dieser Tracker haben ein praktisches, uhrähnliches Aussehen, obwohl auch einige Armbänder oder Bänder verwendet werden können. In jedem Fall lässt sich ein solches Gerät leicht vorbereiten, ohne kompliziert auszusehen.

Der Tracker kann auch mit einem flexiblen Gehäuse ausgestattet sein. Mit einem Armband, das am Handgelenk oder an einem anderen Körperteil des Kindes befestigt werden kann, lässt er sich leicht anpassen, damit er nicht abrutscht.

Manipulationswarnungen sind wichtig

Es gibt einige GPS-Tracker für Kinder, die mit einem Manipulationsalarm ausgestattet sind. Dies bedeutet, dass ein Alarm an Ihr Mobilgerät gesendet wird, wenn Ihr Kind versucht, den Tracker abzunehmen oder ihn zu verstellen. So wissen Sie, wo Sie hingehen müssen, um herauszufinden, wo sich Ihr Kind befindet. Außerdem können Sie auf diese Weise herausfinden, ob weitere Maßnahmen ergriffen werden müssen, um Probleme zu lösen, in die Ihr Kind geraten ist.

Überprüfen Sie die Geschichte Ihres Kindes

 

Ein Tracker kann auch analysieren, wo sich Ihr Kind an einem typischen Tag aufhält. Er kann den Tagesverlauf des Kindes überprüfen, indem er etwa jede Minute Informationen darüber speichert, wo es sich aufhält. Das Timing variiert je nach verwendetem Tracker, aber alles zusammen ergibt ein effektives und benutzerfreundliches Layout, das bequem und hilfreich ist.

Anhand des Verlaufs können Sie sehen, wie sich Ihr Kind im Schulbus und von einem Teil des Schulgebäudes zum nächsten bewegt. So wissen Sie, was vor sich geht, und können sich vergewissern, dass während des Tages nichts Schlimmes passiert.

Was ist mit Kontakten?

Einige Tracker verfügen über Kontaktfunktionen, die es Ihnen erleichtern, jederzeit mit Ihrem Kind zu kommunizieren. Diese Funktionen dienen in erster Linie dazu, dass Ihr Kind Sie kontaktieren kann, wenn es in der Schule oder anderswo Probleme gibt.

Damit dies funktioniert, müssen Sie eine Reihe von Kontaktnummern in eine Uhr oder ein anderes Gerät programmieren. Wenn Ihr Kind einen entsprechenden Knopf drückt, wird ein Signal an ein mit dem Tracker verbundenes Mobilgerät gesendet. So weiß der Benutzer, dass die Kinder u

m etwas bitten.

Funktioniert eine Zeit lang

Sie müssen sich keine Sorgen machen, dass die Batterie eines Trackers schnell leer wird. Die meisten Tracker haben eine Akkulaufzeit, die mehrere Tage betragen kann. Der Akku kann schnell über eine Steckdose aufgeladen werden, wenn er nicht in Gebrauch ist.

Was sind Auto-GPS-Tracker und wie funktionieren sie?

GPS-Tracker (Global Positioning System) sind tragbare Geräte, mit denen Flottenmanager, Eltern und Fahrzeugbesitzer ihre Autos und Lastwagen überwachen und verfolgen können. Echtzeit-GPS-Tracker für Autos können sofortige Geschwindigkeits- und Standortdaten liefern, während weniger teure Geräte diese Informationen zur späteren Verwendung aufzeichnen. Bei einigen GPS-Fahrzeugortungsgeräten können Sie Echtzeitwarnungen einrichten, die ausgelöst werden, wenn ein Fahrer zu schnell fährt oder von einem bestimmten Bereich abweicht.

 

Wie funktioniert die GPS-Ortung?

Die GPS-Ortung nutzt ein Satellitennetz, um den Standort eines für diesen Zweck entwickelten Geräts zu bestimmen. Die Grundidee ist, dass ein GPS-Tracker die Trilateration nutzt, um seinen physischen Standort auf der Grundlage der Entfernung zu drei GPS-Satelliten zu bestimmen. Dies ist die gleiche Technologie, die auch von einem tragbaren oder fahrzeuginternen Navigationssystem verwendet wird.

 

Der Unterschied zwischen einem GPS-Tracker und einem Kfz-Navigationssystem besteht darin, dass das Navigationssystem Ihnen Ihren Standort und die Wegbeschreibung mitteilt. Im Gegensatz dazu zeichnet ein Tracker entweder Ihre Fahrgewohnheiten auf oder sendet seinen Standort in Echtzeit.

 

Wenn ein GPS-Tracker für ein Auto seinen Standort übermitteln kann, verwendet er in der Regel die gleiche Technologie wie Ihr Mobiltelefon, um Anrufe zu tätigen oder eine Verbindung zum Internet herzustellen. Daher ist für einige GPS-Autotracker eine monatliche Abonnementgebühr erforderlich.

 

Wofür werden Autoortungsgeräte verwendet?

Der Hauptzweck eines GPS-Autoortungsgeräts besteht darin, Sie jederzeit darüber zu informieren, wo sich Ihr Fahrzeug befindet, und es gibt viele Situationen, in denen das hilfreich sein kann. Wenn zum Beispiel Ihr Auto gestohlen wurde, Sie aber einen Tracker installiert haben, können Sie der Polizei seinen Standort mitteilen.

 

GPS-Tracker für Autos liegen auch im Spannungsfeld zwischen freilaufender Erziehung und autoritärer Erziehung. Mit dem richtigen Peilsender, der im Auto Ihres Teenagers installiert ist, können Sie seinen Standort in Echtzeit abrufen oder eine Aufzeichnung darüber anzeigen, wo er war, wann er dort war und ob er die Geschwindigkeitsbegrenzung überschritten hat.

 

Fahrzeugortungsgeräte sind auch für Besitzer großer Pkw- oder Lkw-Flotten nützlich. Einige nutzen die Technologie, um zu wissen, wo sich ihre Fahrzeuge zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden, um den täglichen Betrieb besser zu koordinieren. Andere hingegen sind eher daran interessiert, den Kilometerstand für die Buchhaltung oder Rückerstattung zu verfolgen.

 

Es gibt jedoch auch eine Schattenseite von GPS-Trackern für Kraftfahrzeuge. Manche nutzen sie ohne das Wissen des Fahrzeugeigentümers, um zu verfolgen, wohin das Fahrzeug fährt und wann. Wenn Sie vermuten, dass dies der Fall ist, können Sie einen GPS-Tracker ausfindig machen, der in Ihrem Fahrzeug versteckt wurde.

 

Wenn Sie sich eine Situation vorstellen können, in der Sie wissen möchten, wo sich Ihr Auto befindet oder befunden hat, benötigen Sie möglicherweise einen GPS-Autotracker. Der einzige Nachteil ist, dass die meisten dieser Tracker einen Mobilfunkdienst benötigen, um Ihnen Standortdaten in Echtzeit zu liefern.

 

Wie verwenden Sie einen GPS-Autotracker?

Die Verwendung eines GPS-Trackers in Ihrem Auto ist in der Regel einfach, aber der Prozess unterscheidet sich leicht von einem Gerät zum anderen. Der Hauptunterschied liegt in der Stromquelle, aber es gibt genügend Unterschiede, so dass es eine gute Idee ist, zuerst im Handbuch nachzusehen.

 

Einige GPS-Tracker sind so konzipiert, dass sie an den OBD-II-Anschluss (On-Board-Diagnose) angeschlossen werden, der sich normalerweise unter dem Armaturenbrett in der Nähe der Beine des Fahrers befindet. Der Vorteil dabei ist, dass diese Tracker direkt über den Diagnosestecker mit Strom versorgt werden, was sehr einfach zu handhaben ist. Die Verwendung dieser Art von Tracker ist ein Kinderspiel, wenn Sie schon einmal mit einem Code-Lesegerät oder einem Scan-Tool gearbeitet haben.

 

Andere Auto-Tracker sind für den Anschluss an den Zigarettenanzünder oder an eine Zubehörsteckdose vorgesehen, was die Einbaumöglichkeiten einschränkt. Diese Peilsender sind einfach zu installieren und zu verwenden, aber einige ziehen Strom von der Batterie, wenn Sie nicht fahren. In diesem Fall müssen Sie den Tracker ausstecken, um zu verhindern, dass die Autobatterie entladen wird.

 

Die unauffälligsten GPS-Tracker für Autos werden über eine Batterie mit Strom versorgt, so dass sie praktisch überall installiert werden können. Da es keine externe Stromquelle gibt, muss diese Art von Tracker regelmäßig ausgebaut und aufgeladen werden, sonst funktioniert er nicht mehr.

 

Sobald Sie einen GPS-Tracker in Ihrem Fahrzeug installiert haben, können Sie eine Software auf Ihrem Computer, Telefon oder Tablet verwenden, um den Standort des Fahrzeugs in Echtzeit anzuzeigen.

 

Sind GPS-Tracker für Autos legal?

Während alle oben genannten Verwendungszwecke in den meisten Ländern legal sind, gibt es einige Umstände, unter denen die Verwendung eines Fahrzeugortungsgeräts zu Problemen führen kann. Wenden Sie sich im Zweifelsfall an einen Rechtsanwalt, der Sie in dieser Angelegenheit berät.

 

Als allgemeine Faustregel gilt: Wenn es Ihr Auto ist, können Sie es verfolgen. Dies gilt sowohl für Fahrzeuge in Privatbesitz als auch für Fahrzeuge, die einem Unternehmen gehören. Wenn Sie also Ihr minderjähriges Kind oder Ihre Angestellten während der Arbeitszeit überwachen wollen, sind Sie in der Regel auf der sicheren Seite.

 

Wenn Ihnen das Auto nicht gehört, ist der Einbau eines Trackers normalerweise illegal. Ausnahmen gelten für die Polizei, sofern sie zuvor einen Durchsuchungsbefehl erhalten hat, und für private Ermittler, die auf Anweisung des Fahrzeugeigentümers arbeiten. In den meisten anderen Fällen ist es illegal, und in einigen Gerichtsbarkeiten gibt es Gesetze gegen Cyberstalking, die sich speziell auf GPS-Autotracker beziehen.

GPS-Vorteile

Mobilität: 

GPS-Systeme sind relativ mobil und können in Rucksäcken oder auf Fahrzeugen mitgeführt werden, um schnell und in einem großen Gebiet Daten zu sammeln.

 

In Verbindung mit CORS-Systemen können transportable GPS-Vermessungsgeräte Echtzeitdaten liefern.

 

Geschwindigkeit: Im Vergleich zu herkömmlichen Vermessungsverfahren, die umfangreiche Messungen und Berechnungen erforderten, ist die GPS-Technologie äußerst schnell.

 

GPS bietet jetzt nahezu sofortige Daten und kann diese Daten automatisch vergleichen, um schnell, oft innerhalb weniger Minuten, korrekte Ergebnisse zu liefern. Vermessungsteams können schnellere Ergebnisse erzielen und Unternehmen können mit schnelleren Daten bessere Entscheidungen treffen.

 

Genauigkeit: Die Genauigkeit der GPS-Vermessungsgeräte ist das wichtigste Anliegen der Beteiligten. Letztendlich wird sie von demjenigen bestimmt, der die Vermessung durchführt. Ungenauigkeit kann durch unzureichende Ausrüstung und ungeschulte Benutzer verursacht werden.

 

Durch die Kombination von hochentwickelter GPS-Technologie mit erfahrenem Wissen und hochwertiger Software können Sie jedoch jedes Mal ein hohes Maß an Genauigkeit erreichen.

 

Flexibilität: Im Gegensatz zu herkömmlichen Vermessungstechniken kann die GPS-Vermessung auch bei schlechtem Wetter durchgeführt werden.

 

Selbst wenn die Vermessungsstationen aufgrund von Sichtlinienbeschränkungen oder schlechtem Wetter nicht in Sichtweite zueinander sind, kann die GPS-Technologie dennoch ihre Positionen messen und präzise Standortdaten liefern.

 

Dies ist sehr vorteilhaft für die Vermessung von Küsten und Flüssen, an denen es nur wenige Bezugspunkte an Land gibt, was besonders für die Schifffahrt und für Bautätigkeiten wertvoll ist.

 

GPS-Nachteile

Zu den Nachteilen der GPS-Vermessung gehören die folgenden:

 

Der einzige Nachteil besteht darin, dass die GPS-Stationen eine klare Verbindung zu den Satelliten haben müssen, was den Wert der GPS-Vermessung an Orten mit Bäumen oder hohen Gebäuden einschränkt.

Die Ortungsgenauigkeit wird durch die Art des zu vermessenden Gebiets, den Standort der bemannten Vermessungsstationen und die regelmäßigen Änderungen der Satellitenumlaufbahnen beeinflusst.

 

Daher variiert die absolute Standortgenauigkeit je nachdem, wo Sie sich befinden und wie weit Ihre Vermessungsausrüstung von einer GPS-Station oder einem CORS entfernt ist.

 

Ungenauigkeiten treten auch auf, wenn bei der Standortbestimmung Funkwellen und elektromagnetische Störungen (EMI) nicht berücksichtigt werden.

Referenzstationen sind von den Netzbedingungen abhängig, einschließlich der örtlichen Gegebenheiten und des Wetters, so dass es schwierig ist, sicherzustellen, dass alle Stationen zuverlässige Signale von den Satelliten empfangen.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die GPS-Vermessung in Gebieten in der Nähe der Erdpole wegen der dortigen hohen EMI-Belastung möglicherweise keine genauen Ergebnisse liefert.

Nicht zuletzt erfordert diese Technologie teure Geräte, was ihren Einsatz auf große Organisationen und Unternehmen beschränkt.

Einsatzmöglichkeiten der GPS-Vermessung

GPS eignet sich besonders gut für die Vermessung von Küsten und Flüssen, wo es nur wenige Referenzpunkte an Land gibt.

Die Seekarten, die Seeleute vor wechselnden Wassertiefen und Unterwassergefahren warnen, werden von Vermessungsschiffen durch die Kombination von GPS-Positionen mit Sonar-Tiefenlotungen erstellt.

 

Die GPS-Technologie wird auch zur Erstellung hochauflösender Luftbildkarten großer Regionen verwendet und kann die Genauigkeit bestehender Karten verbessern, indem zuvor erfasste Positionen bearbeitet und zur Erstellung einer neuen digitalen Karte verwendet werden.

Vermessungsingenieure können die GPS-Technologie nutzen, um die Entfernung von einem Punkt in einem Gebiet zu einem anderen oder von einem Punkt auf dem Boden zu einem Objekt direkt darüber zu messen.

GPS wird auch für die Volumenvermessung eingesetzt, bei der die Vermesser das Volumen von Materialien wie Öl oder Gestein aus Bergwerksschächten messen.

Aufgrund der geringen Kosten ist die GPS-Vermessung auch eine Option für kleinere Bauunternehmen, die ihr Geschäft ausbauen wollen.

In Entwicklungsländern ist der Einsatz von GPS-Vermessung zur Messung und Kartierung vertikaler Höhen für Bauzwecke eine sehr erfolgreiche Methode zur Datenerfassung.

Die wichtigste

Was sind die Vorteile von GPS bei der Vermessung?

n Vorteile der GPS-Vermessung sind die folgenden:

 

Die heutige Technologie ist erschwinglich, gleichwertig mit der konventionellen Vermessung und sogar billiger als Totalstationsmessgeräte.

Im Vergleich zu herkömmlichen Vermessungsmethoden ist die GPS-Vermessungstechnik leiser und schneller, was sich in einer besseren räumlichen Genauigkeit niederschlägt.

 

Die GPS-Technologie kann unter einer Vielzahl von Bedingungen eingesetzt werden, auch in Bereichen, in denen sie ohne Totalstation oder andere Spezialausrüstung nicht verwendet werden könnte.

Sie kann an Orten mit starken elektromagnetischen Störungen eingesetzt werden, wo sie normalerweise nicht funktionieren würde.

Vermessungsingenieure können die Entfernung zwischen zwei Punkten in einem Gebiet sowie zwischen einem Punkt auf dem Boden und einem Objekt direkt darüber messen, ohne Messungen wiederholen oder Entfernungen berechnen zu müssen.

Sie können vertikale Positionen in Gebieten überprüfen, in denen es schwierig sein könnte, mit einer Totalstation oder herkömmlichen Vermessungsmethoden eine Teilmessung durchzuführen.

EINSATZ DER GPS-TECHNOLOGIE BEI DER LANDVERMESSUNG

 

 

GPS ist die Abkürzung für Global Positioning System. Es ist ein hochpräzises Navigationssystem, das Signale von Satelliten nutzt, um einen Standort auf der Erdoberfläche unabhängig von den Wetterbedingungen zu bestimmen.

GPS hängt von Satelliten ab, die hoch über der Erde stehen und Signale aussenden, die die Zeit und den Standort des Satelliten enthalten. Jeder bodengestützte Empfänger, der Signale von vier oder mehr GPS-Satelliten empfängt, kann anhand von Navigationsgleichungen seinen Standort auf der Erdoberfläche berechnen. Die fortlaufenden Signale helfen dabei, die Geschwindigkeits- und Richtungsinformationen für sich bewegende Empfänger zu aktualisieren.

 

Obwohl GPS ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt wurde, ist es inzwischen auch für die zivile Nutzung verfügbar und wird heute in so alltäglichen Anwendungen wie Mobiltelefonen und Autonavigationssystemen eingesetzt, und natürlich wird es auch bei Vermessungen und Kartierungen verwendet.

WIE GPS IN DER LANDVERMESSUNG EINGESETZT WIRD

 

Die GPS-Technologie wird häufig in eine Totalstation integriert, um vollständige Vermessungsdaten zu erzeugen. Empfänger, die für Basislinienmessungen verwendet werden, sind in der Regel komplexer und teurer als die üblicherweise verwendeten, die in der Regel eine hochwertige Antenne benötigen.

 

Vermessung und Kartierung waren eine der ersten kommerziellen Anwendungen von GPS, da es direkt eine Position in geografischer Breite und Länge liefert, ohne dass Winkel und Entfernungen zwischen Punkten gemessen werden müssen.

 

GPS ist in der Vermessung weit verbreitet, hat jedoch Vermessungsinstrumente wie den Theodolit, den elektronischen Entfernungsmesser oder die modernere Totalstation noch nicht vollständig ersetzt.

 

Vermessungsingenieure verwenden eine dieser drei Meth

oden der GPS-Messung:

 

RTK-Beobachtungen: Dies bedeutet kinematische Echtzeitbeobachtungen, bei denen ein Empfänger an einer Position über einem bekannten Punkt – der Basisstation – verbleibt und ein anderer Empfänger sich zwischen den Positionen bewegt – die Rover-Station. Die Position des Rovers kann innerhalb weniger Sekunden berechnet und gespeichert werden, wobei eine Funkverbindung für eine Koordinatenkorrektur sorgt. Diese Methode ist mit einer Genauigkeit von bis zu 10 km von der Basisstation entfernt.

Die statische GPS-Basislinie: Mit dieser Methode wird

 

 die Genauigkeit der Koordinaten von Vermessungspunkten bestimmt, indem mindestens 20 Minuten lang gleichzeitig GPS-Beobachtungen über einem bekannten und einem unbekannten Vermessungspunkt aufgezeichnet werden. Die Daten werden so verarbeitet, dass sie Koordinaten mit einer Genauigkeit von mehr als 5 mm liefern, abhängig von der Dauer der Beobachtungen und der Verfügbarkeit der Satelliten zum Zeitpunkt der Messungen.

Die kontinuierlich arbeitenden Referenzstationen (CORS): Hier wird ein GPS-Empfänger in Vermessungsqualität dauerhaft an einem Ort installiert, der als Ausgangspunkt für alle GPS-Messungen in dem Bezirk, dem Gebiet oder der Region dient. Die GPS-Empfänger der Vermessungsingenieure können dann Felddaten sammeln und sie mit den CORS-Daten kombinieren, um Positionen zu berechnen. CORS wird häufig bei großen Bauprojekten und von Kommunalverwaltungen eingesetzt. 

 

Was genau ist GPS in der Vermessung?

Um die GPS-Vermessungsmethode zu verstehen, müssen Sie zunächst wissen, was GPS ist. GPS, oder Global Positioning System, ist ein satellitengestütztes Navigationssystem.

 

GPS wurde in den 1970er Jahren zunächst für militärische Zwecke entwickelt und 1993 vollständig in Betrieb genommen. Seitdem wird es auch für private und geschäftliche Anwendungen eingesetzt.

 

GPS arbeitet mit einem Netz von Satelliten, die mit Empfängern am Boden verbunden sind.

 

Wenn ein Empfänger Daten zur Berechnung seines Standorts anfordert, interagieren vier oder mehr GPS-Satelliten mit ihm und übermitteln die Position des Satelliten, die Zeit, zu der die Daten gesendet wurden, und die Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Empfänger.

 

Die von diesen Satelliten gesammelten Informationen werden dann verwendet, um den Breitengrad, den Längengrad und die Höhe des Empfängers zu berechnen.

 

Wenn sich der Empfänger bewegt, kann mit Hilfe der kontinuierlichen Datenerfassung die zeitliche Veränderung der Position des Empfängers bestimmt werden, was wiederum zur Geschwindigkeitsmessung genutzt werden kann.

 

GPS kann das Signal triangulieren und den Standort unabhängig von Wetter und Tageszeit bestimmen.

 

Während die meisten Menschen mit GPS vertraut sind und es in gewissem Umfang auf ihren Smartphones oder in Navigationssystemen für Autos verwendet haben, ist GPS ein hervorragendes Werkzeug für kommerzielle Anwendungen.

 

Besonders vorteilhaft ist es im Vermessungssektor. Das Vermessungswesen war eine der ersten kommerziellen Anwendungen von GPS, da es Breiten- und Längengrade ermitteln kann, ohne dass Entfernungen und Winkel zwischen den Standorten gemessen werden müssen.

In Verbindung mit anderen Vermessungsgeräten, wie z. B. der Totalstation, liefert die 

GPS-Technologie den Vermessungsingenieuren wichtige Informationen für die Entwicklung von Plänen und Modellen für Kundenprojekte.

Kinder in der Schule mit GPS überwachen

Eltern können bei dem Gedanken, ihr Kind zum ersten Mal in die Schule zu schicken, beunruhigt sein, da dies eine große Veränderung in ihrem Leben bedeutet. Die Einschulung ist ein Meilenstein in der Entwicklung und wird als sehr wichtig angesehen, aber sie kann auch ein Wechselbad der Gefühle sein. Die Schlagzeilen geben Eltern Anlass zur Sorge, denn landesweit häufen sich Nachrichten über vermisste Kinder, Mobbing und sogar Schießereien an Schulen. Bevor Eltern ihr Kind in die Schule schicken, müssen sie sicherstellen, dass es auf alles vorbereitet ist, was passieren könnte. Dazu gehört, dass die Sicherheit des Kindes gewährleistet ist und es gleichzeitig ein Gefühl der Unabhängigkeit entwickeln kann. Um dies zu erreichen, greifen die meisten Eltern auf die GPS-Technologie zurück. Die Echtzeitverfolgung von Kindern mit einem GPS-Gerät ist bei Eltern, die ihre Kinder schützen wollen, inzwischen sehr beliebt.

 

Verfolgung von Kindern mit einem GPS-Gerät

Die Ortungstechnologie ist heutzutage auf dem Markt weit verbreitet. GPS-Geräte bieten kosteneffiziente Lösungen für alle Ihre Anforderungen an die Ortung. Sie sind leicht und haben ein kompaktes Design, das perfekt für Kinder geeignet ist. Sie werden in der Regel mit einer Web- und Mobil-Softwareanwendung geliefert, die Eltern leicht auf ihre eigenen Geräte herunterladen können. Eltern benötigen nur geringe technische Kenntnisse, um die Software zu bedienen, mit der der Standort des Geräts ermittelt wird.

 

Die Hauptfunktion eines GPS-Trackers lässt sich durch diesen einfachen Prozess verstehen:

Er kann entweder an der Kleidung des Kindes befestigt oder in dessen Tasche oder Rucksack gesteckt werden.

Wenn das Gerät zur Echtzeitverfolgung von Kindern verwendet wird, übermittelt es seinen aktuellen Standort.

Die Eltern können über ihr Smartphone, ihren Computer oder ein anderes elektronisches Gerät, das sich bei der Handy-/Web-App anmelden kann, auf diese Benachrichtigungen zugreifen.

GPS-Tracker sollen den Eltern Sicherheit geben, indem sie den genauen Standort ihres Kindes angeben. Eltern können mit der Geo-Fencing-Funktion des Geräts auch Sicherheitszonen einrichten. Die Echtzeitverfolgung von Kindern mit dem GPS ermöglicht es Ihnen, eine Textnachricht und eine E-Mail-Benachrichtigung zu erhalten, wenn das Kind diese Grenzen verlässt. Dies kann für Eltern nützlich sein, die wissen möchten, wann ihr Kind das Schulgelände erreicht und verlässt.

Befindet sich das Kind in einer Notsituation, kann es außerdem jederzeit die SOS-Taste des GPS-Trackers drücken, um seine Eltern sofort zu alarmieren.

Die Sicherheit von Kindern mit einem GPS-Trackersyste

 

m ist die beste Option für diejenigen, die nicht zum Helikopter-Elternteil werden wollen, aber ihr Kind trotzdem in Sicherheit wissen wollen. Gleichzeitig sollte das Kind lernen, wie man mit Fremden umgeht, sich in sicheren Zonen aufhält und die Anweisungen der Schulbehörden befolgt.

 

Auch wenn die Technik diese unglücklichen Ereignisse nicht verhindern kann, sorgen GPS-Tracker für die Sicherheit der Kinder, wenn sie außer Sichtweite sind. Wenn die Eltern über die integrierte App auf ihren Smartphones benachrichtigt werden, können sie fast sofort Hilfe und Unterstützung erhalten. Hier sind einige Situationen, in denen sich ein GPS-Tracker für Kinder als nützlich erweist und die Elternschaft mit seinen Tracking-Fähigkeiten ein wenig einfacher macht!

ZU FUSS ZUR SCHULE

Ein beliebter Grund für den Einsatz eines GPS-Ortungsgeräts ist, wenn Ihr Kind in ein Stadium hineinwächst, in dem es unabhängig genug ist, um zu Fuß zur Schule oder sogar zur Bushaltestelle zu gehen. Mit der GPS-Funktion können Sie seinen Aufenthaltsort und seinen Weg überwachen. Die zusätzliche Geo-Fencing-Funktion sorgt dafür, dass Ihre Kinder auf dem Weg bleiben und nicht mit Freunden oder Fremden auf Abwege geraten!

Positionen von GPS-Satelliten in 3D

ArcGIS Runtime

 

Mit der Einführung der NMEA-Unterstützung in ArcGIS Runtime 100.10 eröffnen sich viele Möglichkeiten. Diese hochgenauen GNSS-Empfänger liefern über NMEA-Sätze nicht nur hochgenaue Positionsdaten, sondern auch eine Fülle von Zusatzinformationen wie Genauigkeit, Kurs und GPS-Satelliten in Sicht.

 

Viele Handheld-GPS-Empfänger unterstützen mehr oder weniger die Anzeige der Satelliteninformationen. Bei einigen Geräten werden sie als eine Reihe von Signalbalken angezeigt; bei anderen Geräten werden zwei konzentrische Kreise verwendet, um die Erde und die Umlaufbahn darzustellen, und die Satelliten werden in diese Grafik eingezeichnet. Diese Grafiken sind in Ordnung, aber weder intuitiv noch informativ.

 

Die Positionen der Satelliten werden durch Elevations- und Azimutwinkel in `$GPGSV`-Sätzen in den NMEA-Spezifikationen dargestellt. Was sind das für Sätze? Kurz gesagt, der Azimut sagt uns, in welche Richtung wir schauen müssen, und die Elevation sagt uns, wie hoch wir in den Himmel schauen müssen. Stellen Sie sich eine Person vor, die auf dem Boden steht und sowohl einen GPS-Empfänger als auch einen Kompass in der Hand hält. Wenn man sich von Norden her umdreht und den Kopf hebt, kann man mit diesen beiden Winkeln die ungefähre Richtung des Satelliten am Himmel anvisieren. Wenn es jedoch um Kartensoftware geht, werden die Dinge ein wenig kniffliger.

 

Wie kann man Azimut und Elevation auf einer Karte oder einem 3D-Globus darstellen? Nun, wir kennen den aktuellen Standort des Geräts oder die Breiten- und Längenkoordinaten auf der Erdoberfläche. Wir wissen auch, wohin wir mit den 2 Winkeln blicken sollen. Das Problem ist, dass der räumliche Bezug der Karte irgendwie in 2D dargestellt wird. Da die Erde ein Globus ist, berücksichtigen wir normalerweise nicht den Radius der Erde, der immer 6371 km beträgt. Um unsere Lat-Lon-Koordinaten in den 3D-Raum umzuwandeln, müssen wir einige Trigonometrien durchführen.

 

 

Sammeln von Informationen

 

 

Zunächst habe ich versucht, im Internet nach einem Algorithmus zu suchen, der Azimuth-Höhen-Koordinaten in die allgemein üblichen Lat-Lon-Koordinaten umrechnet. Zu meiner Überraschung hatte ich keinen Erfolg. Die APIs der `GeometryEngine` in ArcGIS Runtime bieten zwar eine Reihe nützlicher Methoden zur geodätischen Berechnung, aber sie sind auf die Erdoberfläche beschränkt. Es scheint, dass ich die Trigonometrie selbst entwickeln muss.

 

Analysieren Sie das Problem

 

 

Der erste Gedanke, der mir in den Sinn kam, war, alle Koordinaten in ein kartesisches 3D-Koordinatensystem umzuwandeln. Das Problem ist, dass es sehr schwierig und fehleranfällig ist, alle Winkel korrekt in xyz darzustellen. Die Konvertierung von Breiten- und Längengraden ist nicht allzu schwierig – es sind nur ein paar rechtwinklige Umwandlungen in Polarkoordinaten erforderlich. Aber was ist mit dem Azimutwinkel – wie kann man ihn kartesisch darstellen? Das brachte mich dazu, über Vektoroperationen und Matrizen nachzudenken.

 

Tatsächlich lässt sich das Problem kurz und bündig in einem sphärischen Koordinatensystem darstellen. Die resultierenden Koordinaten des Satelliten sind die Summe von zwei Vektoren: der eine vom Erdmittelpunkt zum aktuellen Standort, der andere vom aktuellen Standort zum Satelliten in seiner Umlaufbahn, dargestellt durch Azimut- und Höhenwinkel.

 

Die räumlichen Beziehungen dieser Vektoren lassen sich in den Kugelkoordinaten allerdings nur schwer darstellen. Nachdem ich einige Tangentialebenen auf Papier gezeichnet hatte, beschloss ich, das Ganze in 3D zu zeichnen, um es klarer zu machen.

 

3D-Geometrie, Matrix und Rotationen

 

An diesem Punkt fand ich ein GitHub-Repositorium, das hilfreichen Code von Michael Fogleman, einem Ingenieur bei Formlabs, enthält. Obwohl seine Berechnung nicht korrekt war, wies mir der Code im Repo den Weg in die richtige Richtung. (Außerdem waren die Grafiken auf seiner persönlichen Webseite ziemlich schick!) Das hat mich davon überzeugt, dass die Berechnung korrekt durchgeführt werden kann und dass ich mit den Möglichkeiten von ArcGIS Runtime einige wirklich schöne Dinge erstellen kann.

 

Zwei weitere wichtige Entdeckungen machten diese Berechnung machbar.

 

Erstens: SIMD-Anweisungen

In Michaels Implementierung führt er die Matrixmultiplikation in Python von Hand aus. Auch wenn es möglich ist, dies in Swift nachzubilden, ist es doch ziemlich mühsam, einen ganzen Haufen mühsamer Mathematik in eine so elegante Anwendung zu integrieren. Glücklicherweise hat Swift eine praktische `simd`-Bibliothek. Sie unterstützt bis zu 4×4 Elemente in einer Matrix, was perfekt für unseren nächsten Zweck geeignet ist: Quaternionen.

 

Zweitens: Qua

ternionen

Ehrlich gesagt, habe ich noch nie von diesem Begriff auf Englisch gehört, und obwohl ich zuerst an eine Matrix dachte, wusste ich nicht, wo ich anfangen sollte. Als ich seine Wiki-Seite sah, erinnerte ich mich an meinen Physikunterricht. Es ist eine gängige Praxis, die Drehung eines Vektors durch eine Matrix darzustellen, und genau so heißt es auch im Englischen!

 

 

Die Lat-Lon-Koordinaten können effektiv durch Quate

rnionen dargestellt werden. Betrachten wir einen Einheitsvektor der Erde, mit einem Anfangspunkt im Erdmittelpunkt und einem Endpunkt bei 0° Ost. Dreht man diesen Vektor entlang des y-Vektors um den Breitengrad und des z-Vektors um den Längengrad, so erhält man den Punkt an der Breitengradposition. Mehr dazu erfahren Sie im folgenden Abschnitt.

Wie kann man sein GPS reparieren lassen?

Einschalten

Wenn Sie das GPS einschalten, hängt die Zeit bis zum ersten Fix davon ab, wie lange es her ist, dass Sie das GPS zuletzt benutzt haben. Um ein Fixing zu erhalten, benötigt der GPS-Empfänger einen gültigen Almanach, eine Anfangsposition, eine Uhrzeit und Ephemeridendaten.

Die Begriffe “Kalt-/Warm-/Heißstart” geben an, wie viele dieser Daten der GPS-Empfänger bereits besitzt. Die Begriffe haben für die verschiedenen GPS-Hersteller unterschiedliche Bedeutungen.

Kaltstart 

wenn das GPS längere Zeit nicht benutzt wurde und/oder sich mehrere hundert Kilometer bewegt hat, dauert es einige Zeit, bis der erste Fix erfolgt. In diesem Zustand verfügt der GPS-Empfänger über keinen aktuellen Almanach, keine Ephemeriden, keine Anfangsposition und keine Uhrzeit. Ältere GPS-Geräte können bis zu einer Stunde brauchen, um nach Satelliten zu suchen, den Almanach und die Ephemeriden herunterzuladen und eine Anfangsposition zu ermitteln, obwohl neuere GPS-Geräte wesentlich weniger Zeit benötigen.

Wenn sich der GPS-Empfänger mehrere hundert Kilometer bewegt hat, sind seine Annahmen über die zu verwendenden Satelliten falsch und er muss nach ihnen suchen. Bei den meisten Geräten können Sie einen ungefähren Standort eingeben, um den Vorgang zu beschleunigen.

 

Warmstart 

der aktuelle Almanach, die Anfangsposition und die Uhrzeit sind alle gültig. Die Ephemeridendaten sind entweder ungültig oder nur teilweise gültig. Die Zeit bis zur ersten Positionsbestimmung beträgt je nach Satellitenverfügbarkeit und Typ des GPS-Empfängers zwischen 30 Sekunden und 2 Minuten.

Heißer Start 

wenn der Empfänger weniger als eine Stunde ausgeschaltet war, beträgt die Zeit bis zum ersten Fix wahrscheinlich 5-20 Sekunden.

 

Was bedeutet dies alles in der Praxis?

Wenn das GPS kürzlich benutzt wurde, sollten Sie fast sofort einen Fix erhalten. Ist dies nicht der Fall, stellen Sie das GPS bei freier Sicht nach draußen und trinken Sie eine Tasse Tee.

Wenn Sie ein GPS in einem Fahrzeug haben, warten Sie besser, bis das Gerät einen Fixpunkt erhalten hat, bevor Sie losfahren. Der Empfang von Ephemeridendaten für einen Satelliten dauert 30 Sekunden. Wenn Sie während dieser Zeit das Signal kurzzeitig unterbrechen, kann es bis zu einer Minute länger dauern, bis das GPS die Ephemeriden für diesen Satelliten empfängt, da es neu beginnen muss. Wenn Sie in einem Gebiet mit hohen Gebäuden oder anderen Hindernissen fahren, kann es sehr lange dauern, bis die Ephemeridendaten für vier Satelliten vorliegen, die für den ersten Fix benötigt werden.

 

GPS-Geräte zeigen auf dem Bildschirm oft eine Genauigkeitsangabe an, z. B. EPE bei Garmin-Geräten. Unter idealen Bedingungen kann dieser Wert 5 oder sogar 3 Meter betragen. Die Hersteller geben nicht genau an, wie diese Zahl ermittelt wird, und es wäre unklug, diese Zahl wörtlich zu nehmen.

Einen realistischeren Wert erhalten Sie, wenn Sie im Abschnitt mit den technischen Daten des Benutzerhandbuchs Ihres GPS-Empfängers nachsehen. In der Regel liegen bei einem Handheld-GPS 95 % der horizontalen GPS-Positionen innerhalb von 10 Metern um den tatsächlichen Standort. Der Höhenfehler ist wahrscheinlich mindestens doppelt so groß wie der horizontale Fehler.

 

Die Genauigkeit eines GPS kann durch die Verwendung sekundärer Daten von externen Referenzstationen verbessert werden.

Viele GPS-Geräte für Verbraucher verfügen über eine WAAS-Option. WAAS verwendet ein Netz von bodengestützten Referenzstationen. Die Messwerte der Referenzstationen werden verwendet, um einige der oben genannten Fehlerquellen zu korrigieren. Die Korrekturdaten werden an geostationäre WAAS-Satelliten gesendet, die sie an WAAS-fähige GPS-Empfänger zurücksenden, um die Positionsgenauigkeit zu verbessern. WAAS ist in Neuseeland nicht verfügbar.

 

Das Differential Global Positioning System (DGPS) ist ein ähnliches System. Die Daten von Bodenreferenzstationen werden über Langwellenfunk, UKW-Radio oder sogar Mobiltelefone an das GPS übertragen.

 

Wie viele Satelliten werden für eine Positionsbestimmung benötigt?

Sie benötigen 3 GPS-Satelliten für ein 2D-Fix (d. h. ohne Höhe) oder 4 Satelliten für ein 3D-Fix. Normalerweise verfolgt ein GPS viel mehr Satelliten als

 

A-GPS

 

Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass GPS-Geräte für Mobiltelefone fast sofort eine Ortung vornehmen? Sie verwenden Assisted GPS (A-GPS), um die Zeit bis zur ersten Ortung zu verkürzen oder sogar eine Ortung unter Bedingungen zu ermöglichen, unter denen das GPS sonst nicht funktionieren würde.

Das A-GPS-Gerät nutzt eine Datenverbindung (z. B. 3G auf einem Mobiltelefon), um einen Hilfsserver zu kontaktieren. Der Server kann Almanach- und Ephemeridendaten liefern, so dass das GPS nicht warten muss, um sie von den Satelliten zu empfangen. Der Server kann auch eine ungefähre, von den Mobilfunkmasten abgeleitete Position übermitteln und so eine sofortige Ortung ermöglichen. In einigen Fällen kann das A-GPS-Gerät unvollständige GPS-Daten an den Server senden, die dort zu einem Fixpunkt verarbeitet werden.

Sobald Sie keinen Mobilfunk- und WiFi-Empfang mehr haben, muss sich ein Handy-GPS-Gerät auf die Satelliten verlassen, um die Ephemeriden und das Almanach-Datum zu liefern, so dass es wie ein normales Freizeit-GPS 1-2 Minuten braucht, um einen Fixpunkt nach einem Kaltstart zu erhalten.

Einsatzmöglichkeiten von GPS: Wofür werden GPS-Systeme eingesetzt?

Die Möglichkeiten der Global Positioning System (GPS)-Technologie sind nur durch Ihre Fantasie begrenzt. GPS-Systeme sind äußerst vielseitig und können in fast jedem Wirtschaftszweig eingesetzt werden. Heute wird GPS zur Kartierung von Wäldern, zur Unterstützung von Landwirten bei der Ernte ihrer Felder und von Flugzeugpiloten bei der Navigation am Boden oder in der Luft eingesetzt. Ortungssysteme sind ein fester Bestandteil militärischer Anwendungen und dienen Notfallteams zur Lokalisierung von Personen, die Hilfe benötigen. GPS-Technologien werden in vielen Bereichen eingesetzt, die wir normalerweise nicht in Betracht ziehen.

Beispiele für GPS-Anwendungen

Die Anwendungen des Global Positioning System lassen sich im Allgemeinen in 5 Hauptkategorien einteilen:

Ortung – Bestimmung eines Standorts

Navigation – von einem Ort zum anderen gelangen

Verfolgung – Überwachung der Bewegung von Objekten oder Personen

Kartierung – Erstellung von Karten der Welt

Zeitmessung – präzise Zeitmessung in der Welt

In jedem Fall basiert die Verwendung von GPS auf der Messung der Entfernung einer Person zu mehreren Satelliten. GPS ist nur eine von mehreren Gruppen von Satelliten, die zur Positionsbestimmung verwendet werden. Galileo, GLONASS, BeiDou und GPS sind die vier wichtigsten weltweit genutzten Satellitenkonstellationen. Die Technologien nutzen die Signale dieser Satelliten, um die Entfernung einer Person zu diesen Satelliten zu messen, und können anhand dieser Messungen feststellen, wo sich eine Person auf der Welt befindet und wie sie zu einem anderen Ort navigieren kann.

Dank der Rubidium-Uhren auf jedem Satelliten wird mit GPS eine sehr spezifische und präzise Zeitberechnung durchgeführt. Diese Uhren ermöglichen es den Satelliten, ihren genauen Standort zu sehr präzisen Zeiten zu bestimmen, und diese Zeitinformationen werden in verschiedenen Anwendungen wie der Meereshydrographie, autonomen Fahrzeugen und Präzisionslandwirtschaft genutzt.

 

Wie GPS funktioniert

Das von uns verwendete Global Positioning System, auch NavStar genannt, wurde vom US-Militär entwickelt und ist seit 1995 voll funktionsfähig. Viele moderne GPS-Empfänger nutzen eine Kombination aus GPS und den russischen GLONASS-Satelliten, um die Abdeckung und Genauigkeit zu verbessern.

Das GPS-System verfügt derzeit über 31 aktive Satelliten auf Umlaufbahnen, die um 55 Grad zum Äquator geneigt sind. Die Satelliten umkreisen die Erde in einer Entfernung von etwa 20 000 km und umrunden sie zweimal pro Tag. Die Umlaufbahnen sind so konzipiert, dass von den meisten Orten der Erde aus immer 6 Satelliten im Blickfeld sind.

 

GPS verwendet eine Menge komplexer Technik, aber das Konzept ist einfach.

Der GPS-Empfänger empfängt ein Signal von jedem GPS-Satelliten. Die Satelliten übermitteln die genaue Zeit, zu der die Signale gesendet werden. Durch Subtraktion der Sendezeit von der Empfangszeit des Signals kann das GPS feststellen, wie weit es von den einzelnen Satelliten entfernt ist. Der GPS-Empfänger kennt auch die genaue Position der Satelliten am Himmel, zu dem Zeitpunkt, zu dem sie ihre Signale gesendet haben. Anhand der Laufzeit der GPS-Signale von drei Satelliten und ihrer genauen Position am Himmel kann der GPS-Empfänger also Ihre Position in drei Dimensionen bestimmen – Osten, Norden und Höhe.

Es gibt jedoch eine Komplikation. Um die Zeit zu berechnen, die die GPS-Signale gebraucht haben, muss der GPS-Empfänger die Zeit sehr genau kennen. Die GPS-Satelliten haben Atomuhren, die die Zeit sehr genau anzeigen, aber es ist nicht möglich, einen GPS-Empfänger mit einer Atomuhr auszustatten. Wenn der GPS-Empfänger jedoch das Signal eines vierten Satelliten verwendet, kann er eine Gleichung lösen, die es ihm ermöglicht, die genaue Zeit zu bestimmen, ohne eine Atomuhr zu benötigen.

Wenn der GPS-Empfänger nur die Signale von 3 Satelliten empfangen kann, ist die Positionsbestimmung zwar immer noch möglich, aber weniger genau. Wie bereits erwähnt, benötigt der GPS-Empfänger 4 Satelliten, um Ihre Position in 3 Dimensionen zu bestimmen. Wenn nur 3 Satelliten verfügbar sind, kann der GPS-Empfänger eine ungefähre Position ermitteln, indem er davon ausgeht, dass Sie sich auf mittlerer Meereshöhe befinden. Wenn Sie sich tatsächlich auf mittlerer Meereshöhe befinden, ist die Position ziemlich genau. Wenn Sie sich jedoch in den Bergen befinden, kann die 2-D-Ortung um Hunderte von Metern abweichen.

Ein moderner GPS-Empfänger erfasst in der Regel alle verfügbaren Satelliten gleichzeitig, aber nur eine Auswahl davon wird zur Berechnung Ihrer Position verwendet.

 

Almanach und Ephemeriden

Um die Position der GPS-Satelliten zu bestimmen, benötigt der GPS-Empfänger zwei Arten von Daten: den Almanach und die Ephemeriden. Diese Daten werden kontinuierlich von den GPS-Satelliten gesendet, und Ihr GPS-Empfänger sammelt und speichert diese Daten.

Der Almanach enthält Informationen über den Status der Satelliten und ungefähre Informationen über die Umlaufbahn. Der GPS-Empfänger verwendet den Almanach, um zu berechnen, welche Satelliten derzeit sichtbar sind. Der Almanach ist nicht genau genug, um dem GPS-Empfänger eine Positionsbestimmung zu ermöglichen. Wenn der GPS-Empfänger neu ist oder längere Zeit nicht benutzt wurde, kann es etwa 15 Minuten dauern, bis er einen aktuellen Almanach empfängt. Bei älteren GPS-Empfängern ist ein Almanach erforderlich, um die Satelliten zu erfassen, aber viele neuere Modelle können die Satelliten erfassen, ohne auf den Almanach zu warten.

Was ist ein GPS? Wie funktioniert es?

Es wird zu spät … wollen Sie wissen, wo Ihre Kinder sind? Würden Sie das gerne wissen? Eine Möglichkeit, sie zu orten, wäre ein GPS-Empfänger im Auto! GPS, das Global Positioning System, ist eine der angesagtesten Technologien überhaupt, und das ist kein Wunder. Man denke nur an diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten:

Wissenschaftler in Minnesota nutzen GPS, um die Bewegungen und Fressgewohnheiten von Rehen zu untersuchen.

Vermessungsingenieure setzten GPS ein, um zu messen, wie sich die Gebäude nach dem Bombenanschlag in Oklahoma City verschoben haben.

GPS hilft bei der Beilegung von Streitigkeiten zwischen Landbesitzern.

Meeresarchäologen nutzen GPS, um Forschungsschiffe auf der Suche nach Schiffswracks zu steuern.

GPS-Daten haben gezeigt, dass der M

t. Everest höher wird!

 

Sender. Jack Glendening, Fotograf. USGS Multimedia-Bibliothek

GPS beantwortet fünf Fragen gleichzeitig:

“Wo bin ich?”

“Wohin gehe ich?”

“Wo bist du?”

“Wie komme ich am besten dorthin?

“Wann werde ich dort ankommen?”

GPS ist heute das einzige System, das Ihre genaue Position auf der Erde jederzeit und bei jedem Wetter anzeigen kann, ganz gleich, wo Sie sich befinden!

Entwicklung

Wie so viele andere High-Tech-Entwicklungen wurde auch GPS vom US-Militär entwickelt. Das Konzept stammt aus den späten 60er Jahren, aber der erste Satellit wurde erst im Februar 1978 gestartet. Im Jahr 1989 stellte die Magellan Corp. den ersten tragbaren GPS-Empfänger vor. Im Jahr 1992 wurde GPS bei der Operation Wüstensturm eingesetzt. Im März 1996 beschloss der Präsident, GPS für zivile Nutzer frei zugänglich zu machen.

 

Beschreibung des Systems

GPS besteht aus drei “Segmenten”:

 

Das Weltraumsegment besteht derzeit aus 28 Satelliten, von denen sich jeder in einer eigenen Umlaufbahn etwa 11.000 Seemeilen über der Erde befindet.

Das Nutzersegment besteht aus Empfängern, die Sie in der Hand halten oder in Ihrem Auto montieren können.

Das Kontrollsegment besteht aus Bodenstationen (fünf auf der ganzen Welt verteilt), die den ordnungsgemäßen Betrieb der Satelliten sicherstellen.

Zivile Nutzung

Zunächst wollte das Militär die zivile Nutzung von GPS nicht zulassen, da man befürchtete, dass Schmuggler, Terroristen oder feindliche Kräfte es nutzen könnten. Schließlich beugte sich das Verteidigungsministerium dem Druck der Unternehmen, die die Geräte herstellten, und stellte GPS mit einigen Einschränkungen für nicht-militärische Zwecke zur Verfügung. Am 1. Mai 2000 hob Präsident Clinton die Beschränkungen auf und kündigte an, dass die Möglichkeit, zivile GPS-Signale in Notfällen zu stören, bis 2010 auslaufen würde. Die Bundesregierung hat sich verpflichtet, die GPS-Technologie für friedliche Zwecke weltweit und kostenlos zur Verfügung zu stellen.

Globales Positionsbestimmungssystem

Ein globales Positionierungssystem, das zur Navigation und Erkennung von Objekten und Orten eingesetzt wird, funktioniert in der Regel nach dem Grundprinzip des Austauschs von Funkwellen zwischen den Bodenstationen, Satelliten und Empfängern. Bei dieser Übertragung und dem Empfang von Daten wird ein Trilaterationsmechanismus bevorzugt. Der trilaterale Mechanismus besagt, dass sich ein Objekt oder ein Gerät in der Reichweite von mindestens vier Satelliten befinden muss, um seinen genauen Standort zu bestimmen. Die Anzahl der Satelliten, die Daten zum und vom Objekt senden und empfangen, ist direkt proportional zur Genauigkeit der vom GPS verarbeiteten Informationen, d. h., wenn Sie die Anzahl der Satelliten erhöhen, die mit dem Gerät kommunizieren können, verbessert sich die Genauigkeit der Standortbestimmung proportional. Der Trilaterationsmechanismus kann sowohl in der 2-dimensionalen als auch in der 3-dimensionalen Ansicht überprüft werden. Der zweidimensionale Trilaterationsmechanismus nutzt die Längen- und Breitengrade, um den Standort eines bestimmten Ortes zu bestimmen. Ein dreidimensionaler Trilaterationsmechanismus hingegen verwendet Längen-, Breiten- und Höhenwerte.