Diskussion:Global Positioning System/Archiv/1

message: Wird die Geschwindigkeit wirklich ueber den Doppler-Effekt gemessen? Ist doch viel einfacher ueber die Differenz aufeinanderfolgender Ortsmessungen zu erreichen.
--193.170.243.62 13:25, 16. Dez 2005 (CET)
thread_title:  Geschwindigkeitsmessung mit Doppler? 

message: unter dem Absatz DGPS gibt es eine Anmerkung von FlorianB, daß die hier angeführten Information unter dem bereits vorhandenen Begriff Differential GPS aufgeführt werden sollten.
Ich meine: GPS und DGPS sind in der Praxis so eng verbunden, daß unter DGPS nur ein Link auf GPS vorhanden sein sollte.
Da es mehrere Möglichkeiten des DGPS gibt, versuche ich mal den Begriff zu bearbeiten.
Über Hilfe wäre ich dankbar.
JG
: Wäre es nicht sinnvoll, den Artikel zu A-GPS (Assisted GPS) hier noch zu verlinken, da A-GPS ja auch zu einer genaueren bzw. schnelleren Ortung beiträgt? -- rmk 09:37, 3. Feb 2006 (CET)
thread_title:  Differential GPS 

message: angenommen ich empfange von fünf satelliten - wie kann ich aus den gesendeten daten die exakte uhrzeit berechnen? jeder satellit sendet seine zeit, ich empfange also fünf signale, die alle ein bisschen zeitlich auseinander liegen - aber kann mein gps empfänger aus diesen daten denn nun die echte uhrzeit berechnen (und damit den relativ exakten standort)? löst sich das entsprechende gleichungssystem also exakt, dass ich daraus den abstand zwischen mir und dem jeweiligen satelliten bestimmen kann?
vielleicht kann jemand eine beispielberechnung geben (falls dies nicht zu umfangreich ist), zumindest aber eine wörtliche erklärung dieses problemverhaltes?
danke, --Abdull 22:09, 24. Jan 2005 (CET)
thread_title:  woher die exakte zeit? 

message: Ich versuch das mal:
Nehmen wir an, wir empfangen einen Satelliten. In seinem Signal ist seine genaue Position enthalten und wann er den Datensatz exakt abgeschickt hat. Nehmen wir erst mal zur Vereinfachung weiter an, wir hätten in unserem GPS-Empfänger eine sehr genaue Uhr. Dann könnten wir jetzt aus der Differenz der Absendezeit des Signals und der Ankunftszeit, die der Empfänger ermittelt, unsere Entfernung vom Satelliten errechnen (Lichtgeschwindigkeit ...). Wir befinden uns also irgendwo auf einer virtuellen Kugeloberfläche mit besagter Entfernung vom Satelliten. Soweit alles klar.
Nun bringen wir einen zweiten Satelliten ins Spiel. Auch die Entfernung zu ihm können wir errechnen. Wir befinden uns auch auf einer virtuellen Kugeloberfläche um den zweiten Satelliten. Die beiden Kugeloberflächen schneiden sich in einer Kreislinie. Irgendwo auf dieser Kreislinie befinden wir uns.
Nächster Schritt, wir nehmen einen dritten Satelliten. Gleiche Vorgehensweise: Wir befinden uns auf einer Kugeloberfläche um den dritten Satelliten. Diese Kugeloberfläche geschnitten mit der Kreislinie, die sich aus den ersten beiden Satelliten ergeben hat, ergibt 2 Punkte. Einer wird irgendwo im All liegen, der zweite auf der Erdoberfläche und das ist jetzt unser Standort. Zumindest in der Theorie.
Aber halt, natürlich haben wir keine Atomuhr in der Tasche. Folglich werden unsere Entfernungsmessungen recht ungenau sein. Was tun? Irgend eine Kompensation ist gefragt.
Nehmen wir einfach einen weiteren (den vierten) Satelliten. Gleiches Verfahren. Wir haben jetzt vier Kugeloberflächen und stellen fest, dass sie sich nicht genau in einem Punkt schneiden. Je nachdem welche 3 Kugeln wir jeweils miteinander schneiden ergeben sich Schnittpunkte, die leider nicht deckungsgleich sind, was sie aber in der Theorie sein sollten. Die Ungenauigkeit resultiert aus unserer ungenauen Uhr im Empfänger.
Jetzt machen wir folgendes: Wir stellen unsere Empfängeruhr leicht vor und leicht zurück, so lange, bis die Schnittpunkte der Kugeloberflächen um die Satelliten sich in genau einem Punkt treffen (bzw. bis ihre Abstände minimal sind). Jetzt haben wir zwei Dinge erreicht: Wir kennen unsere genaue Position und die Uhr im Empfänger ist exakt eingestellt. Der vierte Satellit wird also benötigt um die Uhrzeit im Empfänger zu korrigieren.
Darüber hinaus macht es sogar Sinn, noch mehr Satelliten zu empfangen, der GPS-Empfänger wählt dann die Satelliten mit der besten Raumgeometrie, also diejenigen, die die besten Kugelschnitte ergeben. GPS-Besitzer kennen das: Vier Satelliten zu empfangen, die in einer Reihe am Himmel stehen, bringen eine sehr schlechte (oder gar keine) Genauigkeit. Vier Satelliten schön über den Himmel verteilt dagegen eine sehr hohe Genauigkeit.
Soweit der Versuch einer Erklärung, berechnen kann ich die Sache aber leider auch nicht.
Beste Grüße
Helmut
http://www.gpswandern.de
Der vierte Satellit würde auch dann benötigt, wenn die Laufzeiten dirket gemssen werden könnten. Zwei Kugen schneiden sich, wenn der Abstand der Kugelmittelpunkte kleiner als die Summe der Kugelradien ist, und die Kugelmeittelpunkte nicht zusammenfallen, in einem Kreis. Schneidet man nun diesen Kreis mit einer weiteren Kugel, wobei obige Bedingung nun paarweise für jeweils eine der alten Kugeln und die neue Kugel gelten soll, so ist die Schnittmenge eine Menge aus zwei Punkten. Erst die vierte Kugel führt zu einer eindeutigen Positionsbestimmung. Fäll einer der zwei Punkte in die Erde, wo man für gewöhnlich keine Satellitensignale empfangen kann, benötigt man die vierte Entferungsmessung (Kugel) für die eindeutige Positionsbestimmung nicht mehr. Aber dann belit immer noc das Problem der Pseudoentferungsmessung, also das Problem der Synchronisation der EMpfängeruhr mit der Systemzeit.
: Der vierte Satellit würde - glaube ich - nicht benötigt werden: Der 2. Lösungspunkt liegt meist derart 'daneben', daß er ausgeschlossen werden kann. Wurde ja oben schon beschrieben. Einige der beteiligten Satelliten müßten ungünstig stehen, damit die zwei Punkte nahe zusammenrücken. Dann wäre aber die Genauigkeit beider Punkte fraglich... Oder? -- DrScott 21:43, 7. Jun 2005 (CEST)
thread_title:  vom vierten Satelliten 

message: Bereits seit Mai 2000 stimmt die folgende Angabe nicht mehr:
* SPS (Standard Positioning Service) ist für jedermann verfügbar und ist auf eine Genauigkeit von 100 m (in 95% der Messungen) ausgelegt worden."
Ich vermute z.Z. eine mittlere Genauigkeit von etwa 2-10m unter folgenden Bedingungen:
- Freiland
- Kein Multipath
- Simpler GPS-Empfänger
- Kein Dgps!
Ich finde so eine Korrektur in dem GPS-Thema sehr wichtig, da viele noch glauben, dass ohne einen 5.000Euro Empfänger und Gyro usw. so etwas nicht möglich ist.
Josef
Wie genau PPS (Precise Positioning Service) jetzt ist, kann wohl nur das US-Militär beantworten
.Christian:
Im Artikel:
SPS (Standard Positioning Service) ist für jedermann verfügbar und ist auf eine Genauigkeit von 100 m (in 95% der Messungen) ausgelegt worden.
Code: Dieses Verfahren ermöglicht eine recht robuste Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von <10 m. Alle preiswerten Empfänger nutzen dieses Verfahren. Mittels DGPS sind Genauigkeiten unter einem Meter möglich.
Diese Angaben sollten zumindest aufeinander abgestimmt werden, vielleicht sind es auch nur zwei andere Genauigkeitsbetrachtungsweisen.
Vielleicht wäre eine Übersichtstabelle der Genauigkeit (zivile Nutzung) nicht schlecht, eventuell auch mit den dafür benötigten Messzeiten ...
::Ich hab das mit 15m Genauigkeit in den Artikel übernommen und mich damit an den Angaben von Garmin-Geko bei ebay gehalten. Kolossos 09:25, 20. Apr 2005 (CEST)
thread_title:  Genauigkeit der Positionsbestimmung 

message: Zum besseren Verständnis des GPS-Systems:
C/A-Code (zur Pseudostrecken-Bestimmung)
* Geschwindigkeit 1,023 MHz
* Codelänge 1023 Chips -> Dauer 1mS
* 1 Chip Dauer 0.98uS -> Länge 293m
Mittels eines Korrelators wird dann versucht, diese 293m noch genauer aufzulösen. Werden die Pseudostrecken zu den Satelliten nacheinander erfaßt (z.B. 1mS versetzt), müssen diese mittels Doppler oder Trägerphase auf einen gemeinsamen Zeitpunkt gerechnet werden.  
Navigationsnachricht (u.a. zur Positionsberechnung)
* Geschwindigkeit 50 Bit/S
* Volle Nachricht 25 Blöcke = 37500 Bit = 12.5 Minuten
* 1 Block = 1500 Bit = 30 Sekunden
* 1 Teilblock = 300 Bit = 0.6 Sekunden
Die Blöcke werden innerhalb der 12.5 Minuten unterschiedlich häufig gesendet (Almanach häufiger, Ionosphären-Korrekturdaten nur einmal). Einige Blöcke werden von allen Satelliten mit gleichem Inhalt gesendet (z.B. Almanach), andere nur vom zuständigen Satelliten (z.B. Ephemeriden).
--Josef H. Gerstenberg 13:32, 25. Mär 2005 (CET)
thread_title:  Pseudostrecken usw. 

message: Ich vermute, daß einiges verwirrendes aus der Geschichte des GPS im Artikel enthalten ist:
Positionsbestimmung
"Theoretisch reichen dazu die Signale aus drei Satelliten, da daraus die genaue Position und Höhe bestimmt werden kann. In der Praxis haben aber die meisten GPS-Empfänger keine Uhr, die genau genug ist, um daraus die Laufzeiten korrekt berechnen zu können. Deshalb wird meist das Signal eines vierten Satelliten benötigt."
* Ich habe noch nie einen GPS-Empfänger mit Atomuhr gesehen. Es gibt ein paar in den Controlcentern des GPS. Muß das ein User wissen?
* Bei dem normalen Betrieb eines GPS-Empfängers werden alle empfangenen Satelliten genutzt. Das Ding mit 3-4 Satelliten stammt aus der Soft- und Hardware-Steinzeit des GPS-Systems.
* Um eine Position berechnen zu können, sind bei 99.99% der GPS-Empfänger 4 Satelliten notwendig.
* Mit 3 Satelliten ist über eine sehr kurze Zeit auch noch eine Positionsberechnung möglich, wenn vorher die Empfängeruhr gestellt worden ist. Es gibt da folgende Möglichkeiten:
** Die Empfängeruhr wird nicht mehr korrigiert.
** Die Höhe wird festgehalten.
Genauigkeit
Der Begriff Genauigkeit gefällt mir nicht - Positionsfehler finde ich besser. Wie die US-Militärs das GPS nutzen - darüber gibts fast keine Informationen. Also sollten vermutliche und mit großer Sicherheit falsche Informationen über den Positionsfehler dieses Nutzerkreises nur am Rande erwähnt werden.
Den Positionsfehler kann mit sehr unterschiedliche Methoden bestimmen. Hier nur einige:
* Z.B. bei einem Garmin-Empfänger die EPE-Anzeige -> Hat irgendwas mit dem Positionsfehler zu tun.
* Mal für einige Minuten auf einem Festpunkt mit einem Empfänger messen (Punkt dessen Koordinaten bekannt sind). -> Das Ergebnis ist vom kurzfristigen Zustand des GPS, des Empfängers, der Tropo- und Ionosphäre und der näheren Umgebung abhängig.
* Tage bis Wochen auf einem Festpunkt messen. -> Das Ergebnis ist trotzdem sehr variabel, weil sich das GPS und die Ionosphäre auch langfristig verändern.
Ergebnis: Es gibt für für das GPS und für einen Empfänger nur einen aktuellen Positionsfehler. Den kann man über kurze und lange Zeit mit einer bestimmten Zuverlässigkeit abschätzen. 
Der Positionsfehler kann mit sehr unterschiedlichen Methoden berechnet werden. Alle Methoden, die einen Zeitraum < 1 Tag nutzen, halte ich grundsätzlich für ein Zufallsprodukt. Hier nur einige Methoden für Messungen >= 24 Stunden:
* Mittlere Lageabweichung (Mittelwert aller Positionen im Meßzeitraum verglichen mit den Festpunktkoordinaten) -> fast nur interessant für Langzeitmessungen.
* Standardabweichung des Positionsfehlers -> schon interessanter, da eine Einschätzung möglich ist, in welchem Bereich der Positionsfehler bei kurzfristigen Messungen liegt.
* 68% der Häufigkeitsverteilung des Positionsfehlers -> 
* 95% der Häufigkeitsverteilung des Positionsfehlers -> 
!!!! Ich mache weiter - bin jetzt zu müde.
--Josef H. Gerstenberg 21:09, 25. Mär 2005 (CET)
replies: text: oben gibt es bereits eine Überschrift zur Genauigkeit vielleicht kannst du das dahin verschieben. Unter Historisches paßt es nicht so gut. Nun zu meiner Frage, wie groß schätzt du den Positionsfehler oder die Genauigkeit wenn man über ca. 1 min den Mittelwert bildet? Mehr oder weniger als 5 m? Messungen über 24 Stunden sind etwas schwierig durchzuführen.Kolossos 09:46, 20. Apr 2005 (CEST)
thread_title:  Historisches 

message: Ich habe die Verschiebung nach "Globales Positions System" rückgängig gemacht. Nicht nur, dass der Benutzer, der der Meinung ist, wir sollten hier doch deutsch schreiben, anscheinend absolut keine Ahnung von der deutschen Sprache hat, auch ist dies ein feststehender Eigenname. MfG --APPER\☺☹ 17:35, 27. Apr 2005 (CEST)
replies: text: Auf einen Roman sollte man sich nicht stützen. Wenn dann müsste das ganze in korrektem Deutsch "Globales Positionierungssystem" oder vielleicht noch "Globales Positionierungs-System" heißen. Aber da das ganze kein Gattungsbegriff oder ähnliches ist sondern eine Bezeichnung für ein spezielles Produkt, bleiben wir beim offiziellen Namen, den dieses Produkt hat. Wenn du ein Milky Way essen willst, fragst du ja auch nicht nach einer Milchstraße und besitzt keine Spielwürfel von In Gottes Händen. MfG --APPER\☺☹ 00:10, 28. Apr 2005 (CEST)

text: ISDN heißt "Integrated Services Digital Network" und ist eine englischsprachige Abkürzung. Im Übrigen muss ich APPER zustimmen.
„Globales Positionsbestimmungssystem“ wäre die „richtigste“ von allen deutschen Entsprechungen! Globales Positionssystem ergibt keinen Sinn, und es positioniert auch nichts.
Zudem würde ich meinen, daß es sich hierbei nicht um ein Produkt, sondern lediglich um ein englisches Akronym handelt. Scheinbar sind alle englischen Begriffe Eigennamen und Produkte (StewardEss, E-Mail, Keyboard, Motherboard, ...), sodaß man sie nicht übersetzen darf.
Aber wir fahren ja eh bald mit Galileo in den Urlaub. Außer die „coolen“ Leute, die benutzen weiterhin ihr „Dschi-Pii-Ess“.
--Kuroi-ryu 22:39, 30. Dez 2005 (CET)
thread_title:  Verschiebung 

message: Hallo Leute. Ich hab die Diskussion um die Integration von Herleitungen mal kurz überflogen. (ich fang mal neu an, dann kann man das alte archivieren) Also in Wikipedia sind sie nicht so gut aufgehoben, aber in einem Lehrbuch in Wikibooks durchaus. Genau passend wäre beispielsweise ein "Lehrbuch Gedodäsie". In diesem Lehrbuch werden dann die verschiedenen Berechnungsmethoden hergeleitet, erklärt und mit Beispielen gerechnet, wie in jedem anderen (Ingenieurs-)Lehrbuch auch. Und das beste ist, man kann auf dieses Lehrbuch, oder bestimmte Kapitel davon (in Wikibooks sind Kapitel bei zu großen Büchern eine eigene Unterseite) mittels Wikilinks verweisen. Also mit Schwingbewegungen erhält man einen hellblauen Interwikilink der so aussieht: Schwingbewegungen. Sowas kann man dann geeignet im Artikel platzieren. Das sollte doch die Lösung für euch sein oder? Und ich bin mir sicher, Wikibooks würde sich über ein paar mehr Autoren freuen. ;-) Arnomane 22:33, 4. Mai 2005 (CEST)
replies: text: ich fände schön, wenn die Formeln, und eine verständliche Kurzfassung für den Laien, einen eigenen Artikel (Mathematische Grundlagen des GPS? bekämen. Desweiteren möchte ich an dieser unpassenden Stelle zu Koordinatenangaben in jedem Artikel, der einen geografischen Ort auf dieser Welt beschreibt, anregen. --62.180.160.148 15:08, 25. Jul 2005 (CEST)
thread_title:  Vorschlag wegen Formeln 

message: Ist es möglich mit GPS auch die Höhe festzustellen und wenn ja, wie genau sind die Werte? 84.173.165.140 15:16, 1. Okt 2005 (CEST)
replies: text: Selbstverständlich, steht ja auch im Artikel. Die Genauigkeit ist prinzipbedingt etwa um das 1,7-fache schlechter als die horizontale Genauigkeit, wobei es hier immer um die 50%-ige Genauigkeit geht. --Captain Crunch 13:49, 3. Okt 2005 (CEST)
thread_title:  Höhenbestimmung? 

message: Dem Artikel diesen Satz vorangestellt: 
:Dieser Artikel befasst sich mit dem US-Satellitensystem GPS, der Artikel GNSS mit der Satellitennavigation im Allgemeinen.
Leider klingt GPS wie Satellitennavigation. Genau genommen müsste dieser Artikel NAVSTAR-GPS heißen und nur das Satellitensystem beschreiben. Beiträge zur Satellitennavigation (=GNSS) sollten dort ergänzt werden. --Dantor 00:15, 30. Dez 2005 (CET)
thread_title:  NAVSTAR-GPS 

message: Bis jetzt ist noch nicht auf die Satellitenuhren eingegangen. Der Empfänger geht bei der Ortungsberechnung davon aus, das die Zeitinformation im Signal richtig ist. Aber wegen der Uhrtoleranz stimmt das nicht ganz. Wie groß ist der Längenfehler? Nur alle 6 Stunden (= 21600 s) wird die Uhr nachgestellt. Bei einer Frequenzunsicherheit von 10^{-14} ist der Zeitfehler < 2.16~10^{-10}~s. Mit der Lichtgeschwindigkeit von 3~10^8~m/s wird der Abstandsfehler < 6,5 cm. Welcher Ortsfehler daraus folgt hängt von der Lage der empfangenen Satelliten ab - wird aber in der Regel klein gegenüber den anderen Unsicherheiten des Systems bleiben.--Physikr 22:50, 7. Feb 2006 (CET)
thread_title:  Satellitenuhren 

message: Hallo,
:fühlt sich jemand berufen bzw. ist jemand technisch in der Lage, einen Teil der Diskussionsseite zu archivieren (Seite ist fast 100 KB groß)? Wenn ja, würde ich vorschlagen, alles incl. Punkt 14. "zur Formelflut" in ein Archiv zu verschieben. Das würde die Ladezeit der Seite bestimmt erheblich verkürzen...;-) --172.179.194.6 17:42, 15. Feb 2006 (CET)
thread_title:  Archivierung