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Mückenschutz und Insektenschutz: Die richtige Outdoorbekleidung

18. April 2017 Comments (0) Anleitungen

Was ist GPS?

Wie funktionieren GPS-Geräte?

GPS steht für Global Positioning System – ein satellitengestütztes System zur weltweiten Positionsbestimmung.

GPS wurde Ende der 1980er-Jahre entwickelt und war ursprünglich zur Positionsbestimmung und Navigation im militärischen Bereich (in Waffensystemen, Kriegsschiffen, Flugzeugen) vorgesehen. Heute wird es jedoch vermehrt auch im zivilen Bereich genutzt: in der Seefahrt, Luftfahrt, bei Navigationssystemen im Auto, zur Orientierung im Outdoor-Bereich, im Vermessungswesen, in der Landwirtschaft, im Sport.

Mit den GPS-Signalen lässt sich aber nicht nur die Position, sondern auch die Geschwindigkeit des Empfängers bestimmen. Die Bewegungsrichtung des Empfängers kann ebenfalls ermittelt werden und als künstlicher Kompass oder zur Ausrichtung von elektronischen Karten dienen.

Wie kommuniziert ein GPS-Gerät mit den Satelliten?

GPS basiert auf mindestens 24 Satelliten, die ständig Radiosignale mit ihrer sich ändernde Position und der genauen Uhrzeit ausstrahlen. Aus deren Signallaufzeit können GPS-Empfänger dann ihre eigene Position berechnen.

Um Ausfälle problemlos zu verkraften, sind bis zu 31 Satelliten gleichzeitig im Orbit.Bei der Standortbestimmung misst man die Laufzeit zu mindestens vier Satelliten.
Die Satelliten umkreisen die Erde jeden Sternentag (23 Std. 56 min.) zweimal in einer Höhe von 20.183 Kilometern.

Theoretisch würde jede dieser Entfernungen eine Kugeloberfläche um den zugehörigen Satelliten definieren. Zwei Kugeln schneiden sich in einem Kreis und drei Kugeln ergeben maximal zwei Punkte als Schnittmenge. Der Schnittpunkt von vier Kugeloberflächen ergibt maximal einen gültigen Punkt und somit den Standort des Empfängers.

Eine exakte Sychronisation der Uhren aller Satelliten und des GPS ist absolut wichtig. Denn die Laufzeit des Radiosignals vom Satelliten zum GPS-Gerät auf der Erde beträgt nur rund 1/15 Sekunde. Kleinste Abweichungen hätten da schon große Fehler bei der Positionsbestimmung zur Folge. Dazu sind die Satelliten mit Atomuhren ausgestattet, die die weniger exakte Quartzuhr im GPS-Gerät permanent synchronisieren.

GPS Kommunikation

Genauigkeit von GPS

Die Genauigkeit bei der Positionsbestimmung mit GPS-Geräten lag ursprünglich bei 100 m. Die Satelliten waren allerdings vom US-Militär so konfiguriert, dass sie für die zivile Nutzung mit einer künstlichen Ungenauigkeit arbeiteten (Standard Positioning Service).

Seit Mai 2000 wurde die künstliche Ungenauigkeit vom US-Militär abgeschaltet; seitdem beträgt die Genauigkeit ca. 15 m.
Eine Erhöhung der Genauigkeit (auf 0,01 – 5 m) kann durch Einsatz von DGPS (Differential-GPS mit zusätzlichem Empfänger) erreicht werden.
Grenzen beim Einsatz von GPS: Abschattung

Die Ausbreitung der GPS-Radiosignale kann zum Beispiel von Bergen oder Gebäuden behindert werden. Im Gelände gibt es Stellen, an denen der Empfang nur schlecht oder überhaupt nicht funktioniert:

– Schluchten, Felswände oder steile Hänge.
– Dichte Belaubung (tropische Urwälder). In mitteleuropäischen Wäldern terten normalerweise keine Probleme auf.
– Schnelle Bewegung (Ski, Snowboard, Fahrrad). Die Positionsbestimmung wird dadurch erschwert, dass die sichtbaren Bereiche des Himmels stark wechseln.

Outdoor-Nutzung von GPS-Geräten

Es gibt zwei grundsätzliche Möglichkeiten, GPS-Geräte zu benutzen:

– Speichern einzelner Punkte:Nach dem Speichern des Ausgangspunktes oder eines sonstigen beliebigen Wegpunktes können Sie das GPS-Gerät ausschalten. Von jedem beliebigen Punkt der Tour können Sie diesen Punkt anpeilen. Das GPS-Gerät zeigt Ihnen die Route (Luftlinie zwischen zwei Wegpunkten zurück).
– Speicherung der gesamten Route: Eingeschaltet kann das GPS-Gerät den gesamten Routenverlauf exakt aufzeichnen (zurückgelegte Strecke, Richtungen, Höhe etc.). Dafür ist ein möglichst ununterbrochener freier Kontakt zum Himmel nötig (GPS-Gerät auf der Schulter oder am Rucksackträger befestigen; oder in der Deckeltasche des Rucksacks transportieren).

Orientierung mit GPS und Kartennutzung

– GPS-Geräte machen den Einsatz von Landkarten bei der Orientierung nicht überflüssig, erleichtern aber die Orientierung.
– Karten, die zusammen mit GPS eingesetzt werden, müssen zur exakten Positionsbestimmung GPS-kompatibel sein, da spezielle Kartendaten ins GPS-Gerät eingegeben werden müssen.
– Praktisch sind GPS-Geräte, in die sich digitale Karten einspielen lassen.

Die Koordinaten an denen man sich momentan befindet, nennt man Position. Für die Darstellung der Position gibt es zahlreiche verschiedene Formate (z.B. N 47° 35.53’E 007° 39.32‘). Die aktuelle Position lässt sich im GPS-Gerät abspeichern und wird dann zu einem Wegpunkt.

 

GPS GenauigkeitWegpunkte können abgespeicherte Positionen sein, an denen man sich einmal befunden hat. Die Koordinaten eines Wegpunkts können aber auch über die Tasten des Geräts eingegeben oder vom PC übertragen werden.

Jeder Wegpunkt kann üblicherweise mit einem kurzen Namen und einem Symbolversehen werden. Die meisten Geräte können zwischen 500 und 1000 Wegpunkte speichern.

Eine Route besteht aus einer Aneinanderreihung von bestehenden Wegpunkten in einer bestimmten selbst festgelegten Reihenfolge. Die meisten Geräte können eine oder mehrere (häufig zwischen 10 und 20) solcher Routen speichern, wobei jede Route je nach Gerät bis zu mehr als hundert Wegpunkte enthalten kann.

Wird die Route in der einen oder anderen Richtung (Anfang-zum-Ende oder Ende-zum-Anfang) zur Navigation aktiviert („Goto“ oder „Follow“ Route), zeigt das GPS-Gerät die Richtung und Entfernung zum nächsten Wegpunkt auf der Route, folgt dieser Route also Punkt für Punkt.

Tracklog-Funktion: Während man sich bewegt, speichern die meisten Geräte in regelmäßigen Zeit- oder Entfernungsabständen die aktuelle Position in sogenannten „Tracklogs“ (wie im Märchen Hänsel und Gretel setzt das Gerät Markierungspunkte, die es vorwärts und rückwärts verfolgen kann).

Im Gegensatz zur Route, die nur die Luftlinie zwischen zwei Wegpunkten anzeigt, enthält der Track den tatsächlich zurückgelegten Weg.

Möglicher Einsatz von GPS-Geräten

Bei den meisten Outdoor-Sportarten spielt Orientierung eine wichtige Rolle. Der Einsatzbereich ist deshalb groß:

– Wandern/Trekking
– Radfahren/Mountainbike
– Skifahren/Skitouren
– Berglauf/Trailrunning/Orientierungslauf
– Gleitschirmfliegen
– Motorradtouren
– Off-Road-Touren mit Auto/Motorrad
– Kanu/Kajaktouren
Segeln/Motorboot

 

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Quellen und Nachweise

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
  2. http://www.magicmaps.de/produktinfo/gps-grundlagen/wie-funktioniert-gps.html
  3. http://www.gpswandern.de/

 

Mehr dazu in diesem Video:

 

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