Satellitennavigation

Was ist Satellitennavigation?

In zahlreichen Kraftfahrzeugen ist heutzutage ein Navigationsgerät eingebaut oder als mobiles Zusatzgerät im Einsatz. Die kleinen elektronischen Helfer haben die Orientierung für Autofahrer revolutioniert. Die Navigation ist auf Satellitendaten gestützt und auch für die Schifffahrt, den Luftverkehr und das Militär von großer Bedeutung.

Die Navigation über Satelliten ist eine brillante Erfindung, erfordert aber immense grundlegende Investitionen. Sie basiert auf den Daten von zahlreichen Satelliten, die extra für diesen Zweck konstruiert worden sind. Es handelt sich dabei um sogenannte geostationäre Himmelskörper, die in einer Entfernung von etwa 20000 km über einem Punkt an der Erde stehen und sich mit ihr mitdrehen. Sie strahlen ihre Position und ihre Kennziffer ständig auf die Erde. Insgesamt sind etwa 30 Satelliten für das in Gebrauch befindliche GPS, Global Positioning System, im All. Die Zahl schwankt je nach Ausbaustufe und laufender Erneuerung veralteter Systeme etwas. Die von den Satelliten abgestrahlten Werte werden von den Navigationsgeräten auf der Erde empfangen. Anhand der Kennung und der Positionsdaten der abstrahlenden Satelliten kann der Rechner im Navigationsgerät seinen Standort und sogar die Höhe über Normalnull errechnen. Dazu muss er mit mindestens 3 Satelliten Kontakt haben. Die meisten Navigationsgeräte arbeiten mit 5 und mehr Satellitensignalen gleichzeitig. Sie errechnen die Entfernung zu den Satelliten und erhalten so auf wenige Meter genau den eigenen Standort. In Bewegung befindliche Navigationsgeräte geben mit hoher Genauigkeit auch die eigene Geschwindigkeit wieder.

Wenn das Navigationsgerät seinen eigenen Standort ermittelt hat, wird dieser auf eine im Gerät gespeicherte Karte übertragen. Das Kartenmaterial kann für Wasser- oder Luftstraßen ebenso präpariert sein, wie für den üblichen Straßenverkehr. Über eine Tastatur oder einen berührungssensitiven Bildschirm kann dem Navigationsgerät ein gewünschtes Ziel vorgegeben werden. Die Formulierung des Zieles kann in Geokoordinaten erfolgen, als Adresse oder Beschreibung eines berühmten Punktes. Man nennt diese Punkte auch point of interest oder POI. Zum Beispiel könnte man zum Kölner Dom navigieren lassen. Im Navigationsgerät ist nun sowohl der eigene Standort bekannt, wie auch das gewünschte Ziel. Die Software berechnet nun anhand des gespeicherten Kartenmaterials den Weg dorthin. Die Karten sind als Vektorgrafiken gespeichert. Sie enthalten zahlreiche Zusatzinformationen über den Weg. Diese Informationen können von der Art der Straßenbezeichnung, dem Straßennamen, der Hausnummer, bis zur erlaubten Geschwindigkeit reichen. Nachdem die Fahrtroute errechnet worden ist, gibt das Navigationsgerät mit Symbolen, Kartenanzeige und Ansagetexten die einzuschlagende Richtung an. Dabei wird der eigene Standort ständig überprüft und die nächste Anweisung darauf abgestimmt. Sozusagen als Abfallprodukte dieser Daten ergeben sich auch Hinweise für die erwartete Ankunftszeit oder die noch zu bewältigende Strecke.

Ursprünglich für das amerikanische Militär entwickelt, hat sich das GPS schnell weltweit verbreitet. In den militärischen Versionen erreicht es eine Genauigkeit von wenigen Zentimetern und dient auch zur Steuerung von Lenkwaffen. In der zivilen Nutzung ist aktuell eine Präzision von etwa 8 Metern garantiert. Um eine Unabhängigkeit von der amerikanischen Technik zu erreichen, bauen die Europäer ein eigenes System von Satelliten namens Galileo auf. Die Errichtung krankt allerdings an einer schleppenden Finanzierung durch die Mitgliedsstaaten. Der Prozess der Finanzierungsdiskussion dauert schon einige Jahre und lässt noch kein Ende absehen.

Weiterführende Links:

DLR – Raumfahrtmanagement – Forum für Satellitennavigation www.satnav-forum.de

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung www.bmvbs.de

Long Term Evolution (LTE) – Infoseite zum Thema LTE www.long-term-evolution.de

Aktuelle News zum Thema Auto-Navigation und Navigationsgeräte www.bild.de

Bilderquelle: wikipedia.de