Diskussion:Globales Navigationssatellitensystem

4 Satelliten

"Die bisher gebauten oder geplanten Systeme arbeiten alle nach demselben Prinzip: Die Signallaufzeit von mindestens vier Satelliten zum Empfänger wird ausgewertet und danach seine Position berechnet."

Das ist so nicht richtig. Das früheren Transit Satellitensystem arbeitete nach einem ganz anderen Prizip. Dort wurde die Dopplerverschiebung des Funksignals beim Überflug von einzelnen Satelliten für eine Standlinienbestimmung verwendet. Laufzeitdifferenzen und gleichzeitige Sichtbarkeit von drei bzw. vier Satelliten ist für 2D bzw. 3D Ortsbestimmung mit NavStar GPS/Glonass/Galileo erforderlich. Rmw 14:31, 2. Apr. 2009 (CEST)

Transit ist zur Standlinienbesimmung wenig geeignet gewesen. Bei GPS braucht man für eine Standlinie zwei Pseudoranges und die Höhe des Empfängers. Das war auch bei Transit nicht anders, bloß dass man warten musste, bis der eine sichtbare Satellit sich weit genug vom Fleck bewegt hatte (der Überflug dauerte weniger lange, weil die Satelliten in nur 1200 km Höhe flogen). Währenddessen durfte die Uhr des Empfängers nicht driften (gleichmäßige Drift äußert sich in einem Offset-Fehler bei der Bestimmung der Dopplerfrequenz). Das war problematisch, weil teuer (der ursprünglich bestimmten Verwendung – Zielführung ballistischer Raketen – jedoch angemessen). – Rainald62 22:14, 4. Apr. 2009 (CEST)

Sind es nicht drei? -- Nestrus 01:39, 6. Jun 2005 (CEST)

In der Tat sind es vier, da neben den 3D-Koordinaten auch noch die genaue Uhrzeit des Empfängers (wichtig für Laufzeitmessung) unbekannt ist; daher muss dieser vierte Freiheitsgrad auch noch durch Messung bestimmt werden. Drei Satelliten reichen nur unter im allgemeinen nicht zutreffenden Bedingungen aus, zB wird gerne angenommen dass sich die Höhe seit der letzten messung mit 4 satelliten nicht geändert hat (bei Schiffen gerechtfertigt, sonst eher nicht) -- Hcii 26. Jul 2005

Triangulation

Ist es nicht korrekterweise eine Trilateration (Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Trilateration und http://www.kowoma.de/gps/Positionsbestimmung.htm)

Meiner Meinung nach handelt es sich auch um eine Trilateration, da aus den Laufzeiten die Entfernungen bestimmt werden. Bei einer Triangulation werden werden Winkel zur Positionsermittlung benutzt. (Siehe: http://en.wikipedia.org/wiki/Trilateration ; http://en.wikipedia.org/wiki/Triangulation)

Artikel Satellitennavigation

Artikel [Satellitennavigation] hier integriert. Vielleicht macht es Sinn, diesen Artikel unter das Stichwort Satellitennavigation zu verschieben, um eine deutsche Bezeichnung zu erhalten. --Dantor 14:21, 28. Dez 2005 (CET)

Abgesehen vom derzeitigen eher schwierigem Lemma gibt es auch Planungen für ein Satellitennavigationsystem welches nicht operieren geplant wird - das indische IRNSS welches vom Artikel mit der Ausnahme der Regionalität beschrieben wird. Bin daher auch für Verschiebung. --Mandavi מנדבי?¿disk +/- 11:34, 31. Mär. 2007 (CEST)

Verbesserungsvorschlag

Es wäre Toll wenn noch das/ die Mathematische Modell/ Rechnung noch eingefügt wird. Die wo am Ende (x,y,z) des Objekts rauskommt. mfg مبتدئ 14:48, 4. Jan. 2008 (CET)

Schau doch einfach mal hier: GPS-Technologie -- DrTom 14:54, 4. Jan. 2008 (CET)

vielen Dank für die schnelle Antwort. Werde ich mir anschauen!! mfg مبتدئ

Please add link to Finnish Wikipedia article satelliittipaikannus. (nicht signierter Beitrag von 88.113.36.73 (Diskussion) 06:59, 1. Nov. 2011 (CET))

Irreführender Titel

Mit dem Titel "Globales Navigationssatellitensystem" wird suggeriert, das es hier allgemein um globale Navigationssysteme auf Satellitenbasis geht. Es wird jedoch nur auf das Funktionsprinzip von GPS/Galileo/Glonass (Trilateration) eingegangen. Das Prinzip vom früheren Transit Satellitensystem - Messung der Position relativ zum Satelliten auf Basis der Dopplerverschiebung - wird nicht einmal erwähnt. 85.179.249.34 08:32, 30. Apr. 2008 (CEST)

Soweit ich weiss, wurde die Bezeichnung GNSS auf Transit seinerzeit nicht angewendet. Auch wenn sie natürlich passen würde. Es fehlen aber noch ganz andere Dinge, so wird z.B. Galileo erst ganz unten erwähnt, das mit dem "erdnahen Orbit" ist auch grober Unfug (Erdradius ca. 6000 km, Bahnradius ca. 20.000 km). Müsste halt nur mal jemand ändern, du bist herzlich eingeladen. -- DrTom 09:19, 1. Mai 2008 (CEST)

Tom, ich meine, dass, unabhängig davon, ob sich ein spezielles Satellitensystem diese allgemeine Bezeichung auf die Fahnen schreibt, alle Systeme, die diesen Attributen gerecht werden, in dem Artikel angesprochen werden sollten und werde gerne etwas dazu beitragen.
Die Klassifizierung von EGNOS als "satellitengestütztes Zusatzsysteme" finde ich auch etwas gewagt, obwohl dies mit dem englischen Oberbegriff SBAS natürlich leider etwas irreführend suggeriert wird. Das einzige was dabei satellitengestützt ist, ist der Übertragungsweg. Da die Korrekturdaten, wie bei DGPS, auf Basis stationäre Empfangsstationen ermittelt werden, müßte man alternativ viele Varianten von DGPS, abhängig von dem Datenübertragungsweg, auflisten - aber das ist ein anderes Problem. Gruß Rainer Rmw 13:48, 2. Mai 2008 (CEST)

Die Frage ist ohne Bedeutung da Transit seit 1996 so gut wie außer Funktion ist. Das Kürzel GNSS wurde zwar schon 1983 von der ICAO erfunden, aber niemals auf Transit angewandt. (auch von Prof. em. Bauer)

Fehlerhafte Beschreibung der Arbeitsweise von GNNSS im Artikel

In dem Artikel wird ausgeführt: Zitat: "Bei der Standortbestimmung über Satelliten misst man de facto die Laufzeitunterschiede zwischen den Signalen von mindestens vier Satelliten." Zitatende. Dies ist ohne jeden Zweifel ein falscher Satz. Tatsächlich werden Zeitunterschiede zwischen der Erzeugung der GNSS-Codes im Empfänger und dem Empfang der identischen, von den Satelliten ausgestrahlten Codes gemessen. Da dies alles im Zeitrahmen der "fehlerhaften" Uhr des Empfängers stattfindet, kommt es zu den bekannten "Pseudostrecken" und damit zur Notwendigkeit mindestens 4 Satelliten gleichzeitig zu nutzen. Sollte das jemand genauer wissen wollen, so bin ich gerne bereit ihm oder ihr eine kleines Word-Dokument mit einer Prinzipskizze zur Verfügung zu stellen. Meine E-Mail Adresse lautet: [email protected]

Danke für den Hinweis, war natürlich unglücklich formuliert. Du darfst das übrigens selber ändern. Ist auch nicht schwieriger, als hier einen Kommentar zu schreiben. -- DrTom 15:28, 28. Sep. 2008 (CEST)

Mehr falsch als richtig auf den Wikipedia Seiten über Globale Navigationssysteme

Das Problem von Wikipedia schient mir zu sein, dass man fast immer, wenn man sich auf einem Gebiet gut auskennt, sehr viele dicke Fehler bei Wikipedia findet. Das gilt auch für diese Seite.

Als Beitrag zu einer Verbesserung von Wikipedia erlaube ich mir zunächst einmal den folgenden Text hier reinzusetzen. Ich nehme für mich in Anspruch, hier ein wenig kompetent zu sein, da ich seit fast 20 Jahren Studierende an der Fachhochschule Hamburg mit dieser Technologie vertraut gemacht habe.Als Jungpenionär habe ich jetzt die Zeit mich ein wenig um Wikipedia zu kümmern.

Jetzt folgt erstmal der Text, in den nächsten Tagen werde ich den betroffenen Artikel Messpraxis ändern.

Der Satellitenstandort ändert sich ständig und mit ihm die Entfernung des Satelliten zu einem bestimmten Punkt der Erde. Jedoch kann der Nutzer aus den in den Satellitensignalen enthaltenen Bahndaten (Ephemeriden) die Satellitenstandorte für jeden Zeitpunkt berechnen. Diese Bahndaten (bei GPS und Galileo Kepler Elemente, bei GLONASS Koordinaten-Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren) werden von den Bodenstationen regelmäßig abgeglichen (bei GPS ca. alle 2 Stunden).

Die Entfernung vom Satelliten zum Beobachter erschließt sich aus der Signallaufzeit. Jeder Satellit strahlt fortwährend seinen individuellen Code und seine individuellen Bahndaten aus. Der Code wiederholt sich bei GPS und GLONASS jede Millisekunde. Zu nominell gleichen Zeitpunkten erzeugt der Empfänger in entsprechenden Kanälen diese Satellitencodes.

Durch den Vergleich des Empfangszeitpunkts der Satellitensignale mit dem Zeitpunkt der Codeerzeugung im Empfänger wird festgestellt, welche Zeiten DT die Signale bis zum Nutzer gebraucht haben. Die Multiplikation dieser Messgrössen DT mit der Signalgeschwindigkeit ergibt theoretisch die Strecke vom Satelliten zum Empfänger.

Für eine Streckengenauigkeit von 3 Metern müssen die Messgrössen DT mit einer Genauigkeit von 10 Nanosekunden bestimmt worden sein. Anstatt den Empfänger aber mit einer entsprechend hochgenauen Atomuhr auszustatten, wird ein unbekannter Empfängeruhrenfehler dt akzeptiert. Man bestimmt also nicht nur die drei Raumkoordinaten (X, Y, Z) sondern zusätzlich noch dem Empfängeruhrenfehler dt. Zur Bestimmung dieser vier Unbekannten (X, Y, Z, dt) benötigt man vier Satelliten. Man hat dann vier Gleichungen mit vier Unbekannten.

Die ermittelten Koordinaten sind Koordinaten im System WGS84, die ermittelte Zeit ist GPS Zeit. Zwischen der GPS-Zeit und der sonst üblichen Zeit UTC liegt zur Zeit eine Differenz von um 14 Sekunden (GPS geht vor).

Aus den WGS 84 Raumkoordinaten können die geographische Länge, geographische Breite und die Höhe über dem definierten Referenzellipsoid berechnet werden. Zu beachten ist jedoch, dass die verwendeten Koordinatensysteme von anderen gängigen Koordinatensystemen abweichen können, so dass die ermittelte Position von der Position in vielen, insbesondere älteren Landkarten bis zu einigen hundert Metern abweichen kann. Auch die per GNSS ermittelte Höhe und die Höhe „über dem Meeresspiegel“ (Geoid) können um etliche Meter abweichen

Hallo Unbekannter, klingt alles nicht schlecht. Allerdings wäre es wichtig, das ganze allgemeinverständlich zu formulieren. Du könntest also z.B. auf Formelzeichen verzichten (z.B. "3 Raumkoordinaten und Uhrenfehler" statt "X,Y,Z und dt"), und Du solltest entsprechend der Kapitelüberschrift nicht nur GPS behandeln (z.B. "in einem durch das GNSS vorgegebenen Koordinatensystem" statt "im System WGS84"). Begriffe wie "Elemente" solltest Du erklären, oder ggf. verlinken.

Ansonsten wäre es noch hilfreich, wenn du zumindest mal an Beispielen erklären könntest, wo hier Fehler sein sollen. Vereinfacht ist das natürlich, das ist klar. -- DrTom 21:25, 9. Okt. 2008 (CEST)

Hallo Herr Dr. Tom, meine Identität ist die folgende: Manfred Bauer Prof. a.D. der Hafen City Universität Hamburg, Verfasser eines im Jahr 2003 in 5. Auflage im Wichmann Verlag Heidelberg erschienen Lehrbuchs mit dem Titel: "Vermessung und Ortung mit Satelliten. GPS und andere satellitengestüzte Navigationssysteme". Meine E-Mail Adresse lautet: "[email protected]".

Nun ein Beispiel für einen Fehler: Auf dieser Seite wird im Eingangsteil - der nicht bearbeitet werden kann - ausgeführt (Zitat):

"Werden im Empfangsgerät die vier Empfangszeiten der Satellitensignale möglichst genau gemessen, so kann die aktuelle Position und Uhrzeit des Beobachters rechnerisch abgeleitet werden."

Das ist ein elementar falsche Vorstelllung. Hier der Versuch eines Beweises:

K.H. Thiel (langjähriger stellvertretener Leiter des Instituts für Navigation der Uni Stuttgart) führt in seiner 1996 vorgelegten Dissertation "Konzeptionelle Untersuchung für ein ziviles Satellitennavigationssystem" (Deutsche Geodätische Kommission bei der Bayerischen Akademie der Wissenschaften - Reihe C Heft Nr. 470) auf Seite 46 im Abschnitt 4.2.1 Entfernungsmessung mit PN-Folgen aus (Zitat):

"Die Entfernungsmessung zwischen einem Satelliten und einem Empfänger basiert auf der Laufzeitmessung des elektromagnetischen Signals vom Satelliten zum Empfänger. Dies wird durch Synchronisation einer im Empfänger erzeugten PN-Folge mit dem vom Satellitenabgestrahlten und empfangenen PN-modulierten Signal realsiert. ........ Die Synchronisation und damit die Laufzeitmessung wird mit der Delay Lock Loop (DLL) durchgeführt."

Es werden keine Empfangszeiten gemessen, es werden Laufzeiten gemessen. Die Pseudolaufzeit ist die Messgrösse - nicht die Zeit selbst. Das steht genau so in jedem seriösen GPS/GNSS Lehrbuch.

Dieser Fehler zieht sich durch andere Wikipedia-Seiten. Z. B. die Seite GPS-Technologie.

Auf dieser Seite haben die Inhalte der Abschnitte 1.3 und insbesondere der des Abschnitts 2. ist nur ganz wenig mit den tatsächlichen Verhältnissen zu tun. Aus dem einen Grund: Als vermeintliche Messgrösse wird auch hier die Zeit angesehen. Aber ich wiederhole: Die Messgröße ist die Laufzeit (man kann auch sagen eine Zeitdifferenz) - gemessen mit der Delay Lock Loop - und nicht gewonnen aus dem Vergleich der im HOW-Word vorhandenen GPS-Zeit und der Empfängerzeit. Das ist viel zu ungenau.

Ich bin gerne bereit hier meinen Teil zur Verbesserung dieser Wikipedia Seite beizutragen. Aber ich werde das nur dann machen, wenn der Satz aus dem Eingangstext dieser Seite (Zitat)

"Werden im Empfangsgerät die vier Empfangszeiten der Satellitensignale möglichst genau gemessen, so kann die aktuelle Position und Uhrzeit des Beobachters rechnerisch abgeleitet werden".

ersetzt wird durch

"Werden im Empfangsgerät die vier Laufzeiten der Satellitensignale möglichst genau gemessen, so kann die aktuelle Position und Uhrzeit des Beobachters rechnerisch abgeleitet werden".

Das ist nur ein Wort. Macht aber einen Riesenunterschied.

Dr. Tom: übernehmen Sie!!!

Beste Grüsse Manfred Bauer (Prof. a. D) und wegen a.D. mit einem guten Zeitkonto ausgestattet, aber keineswegs unter Langeweile leidend.

Hallo Herr Bauer. Sie haben natürlich recht. Letztendlich handelt es sich bei "Empfangszeit" um eine starke Vereinfachung des tatsächlichen Sachverhalts "Pseudolaufzeit", die im Sinne der Allgemeinverständlichkeit gemacht wurde.

Allerdings ist Wikipedia ist ja nicht dafür da, über richtig oder falsch zu entscheiden, siehe WP:TF. Stattdessen ist es üblich, bei Streitfragen Literatur zu zitieren. Wenn Sie also eine Quelle nennen würden, hätte ich kein Problem damit, die Einleitung zu ändern. (Ich habe hier leider keine GPS-Literatur zur Hand.) Wie nun genau die Messung erfolgt, sollte meiner Ansicht nach etwas allgemeinverständlicher als oben erläutert werden. Vielleicht kann gibt es ja in der Literatur entsprechende Darstellungsweisen (selbstverständlich nicht wörtlich übernehmen). -- DrTom 10:26, 12. Okt. 2008 (CEST)

Empfangs- oder Laufzeiten ist kein Riesenunterschied, denn alle Zeitmessungen, die sich nicht auf den Urknall beziehen, sind relativ. Hier relativ zueinander, denn ausgewertet werden nicht Zeiten, sondern Zeitdifferenzen (egal ob von Empfangs- oder Laufzeiten). Daraus folgt, dass der Artikel einen anderen Fehler enthält: Aus zwei in Sicht befindlichen Satelliten ergibt sich die Einschränkung der Position nicht auf eine Kugelschale (konstanter absoluter Abstand zu einem der beiden, welchem??), sondern auf ein Rotationshyperboloid (konstante Abstandsdifferenz, natürlich ohne Betrag, d.h. nur eine der beiden Schalen). Der Unterschied zur Kugel ist nicht nur ein Wort, sondern beträgt tausende km ;-). Der Fehler wiederholt sich wortreich in GPS-Technologie. Mein Vorschlag ist, den Absatz hier ganz wegzulassen und das Kapitel dort gegen einen knapperen, dafür korrekten Text auszutauschen. – Rainald62 12:15, 9. Feb. 2009 (CET)

Nach dem 'erklärenden' Absatz des hiesigen Artikels dient "der vierte" Satellit der Korrektur der Empfängeruhr, während das Bild bloß drei Satelliten zeigt, aber Kugelschalen, deren Definition absolute Laufzeiten, also eine korrekte Uhr voraussetzt. Dass vier Satelliten nötig sind, wird viermal betont – den Platz könnte man nutzen, es einmal richtig zu erklären.

Übrigens müssen nicht nur Pseudoranges gemessen werden, sondern gleichzeitig deren Änderungsrate, siehe die 3D-Plots hier und dort. Fehler in der Handhabung der Änderungsraten äußerten sich bei manchen Receivern älterer Bauart in einem Versatz der Position abhängig von der Fahrtgeschwindigkeit und -richtung. – Rainald62 18:24, 27. Mär. 2011 (CEST)

Ionosphärenzustand als Parameter übermittelt?

Hallo, mir ist folgender Satz aufgefallen: Die Schwankungsbreite der Anzahl der freien Elektronen in der Ionosphäre verursacht einen Ortsfehler von bis zu 30m. Um ihn auf unter 10m zu reduzieren, übermitteln GPS-Satelliten 6 Parameter, die den aktuellen Ionosphärenzustand beschreiben.. Habe das noch nie gehört. Wenn es so wäre, wären diese Parameter doch sicher auch in einem der NMEA-Sätze vorhanden, oder? Da findet sich aber nichts. Kann es sein, dass der Autor dieses Satzes an SBAS gedacht hat? Bitte die Aussage belegen oder löschen. --Hpt 14:45, 11. Dez. 2009 (CET)

Zumindest für GPS Navstar stimmt es, suche nach "iono" in [1]. – Rainald62 01:47, 28. Okt. 2011 (CEST)

Systeme

wollte Bild hinzufügen, Seite ist jedoch gesperrt:

Orbit der verschiedener Systeme

-- 194.230.155.22 00:43, 28. Okt. 2011 (CEST)

Gut, dass die Seite gesperrt ist. Frag doch mal bei Satellitenorbit an. – Rainald62 01:27, 28. Okt. 2011 (CEST)

China

Es wird gerade vermeldet, China habe soeben ein eigenes Satelitennavigationssystem (namens Compass) in Betrieb genommen. --91.52.168.35 02:34, 29. Dez. 2011 (CET)

Fehlende Aktualität (Abschnitt Systeme)

Zitat aus dem Abschnitt "Systeme": "steht das GPS der zweiten Generation voraussichtlich ab 2012 zur Verfügung.". Inzwischen ist 2013 fast ebenfalls vorbei. Was ist jetzt? => Aktualisierung nötig. --MichaelK-osm (Diskussion) 20:38, 2. Dez. 2013 (CET)

Ist mir auch grad aufgefallen und wollte erstmal auf die Diskussionsseite kucken, aber naja, nun sind wir immerhin schon zu zweit ;-) 188.97.241.239 23:16, 5. Sep. 2014 (CEST)

Leider hilft auch ein Abgleich mit dem Artikel Global Positioning System nicht direkt weiter. Dort wird der Begriff "Generation" ausschliesslich im Zusammenhang mit den Satellitenmodellen verwendet - deren zweite Generation (GPS II) wird dort aber bereits seit 1989 ausgerollt und soll ab 2014 durch die dritte Baureihe (bzw. x-te, vor GPS III kamen noch IIA, IIR, IIR-M und IIF) ersetzt werden (wieder dieses veraltete Futur). Aber oha, das war mal für 2012 geplant. Ist also GPS III das was hier als zweite Generation von GPS bezeichnet wird (im weiteren Textverlauf hier klingt es ja eher nicht so: "Diese Neukonzeption wird bis zum endgültigen Aufbau der zweiten Generation dauern"), und wenn ja, kam das jetzt 2014 oder hat sich das abermals verzögert?

Und was ist mit GLONASS, hier wie das alte GPS als erste Generation eingeordnet - bezieht sich das ebenfalls auf dessen erste Generation, das aber längst durch eine zweite Generation abgelöst ist (schon weil die erste zwischenzeitlich gar kein funktionsfähiges System mehr war)? In der Tabelle etwas weiter unten wird da auch brav eine zweite Generation geführt, deren Datieren "ab 2012" (wie bei GPS) beisst sich aber mit dem GLONASS-Artikel, wonach das bereits seit 2011 der Fall ist. --YMS (Diskussion) 17:33, 27. Mai 2015 (CEST)

Grafik nicht mehr aktuell

Die erste Abbildung zu den Frequenzen der verschiedenen GNSS ist seit 2008 nicht mehr angepasst worden. Sie ist ist definitiv veraltet, weil zumindest Galileo teilweise schon in Betrieb ist (in der Abbildung ist Galileo vollständig als reserviert/geplant markiert). Allerdings kann ich zu den anderen Systemen nichts sagen und halte es für eine schlechte Idee, die Grafik zu aktualisieren, ohne sicherzusein, dass die Informationen dann auch wirklich aktuell sind.

Ich trage hier mal die ggf. notwendigen Änderungen, die ich gefunden habe, zusammen:

• Galileo zumindest teilweise schon in Betrieb
• Die 406 MHz von Galileo Search And Rescue sind gar nicht enthalten.
• Beidou steht noch als Compass drin
• Beidou ebenfalls bereits in Betrieb
• Die SBAS-Systeme sind nicht nicht vollständig
• Der Text von Egnos überlappt sich mit Omnistar und läuft aus dem Bildrand

Kann das jemand mit Ahnung machen? Oder sollten wir die Grafik ganz entfernen? Das sind vielleicht zu vielen Anpassungen und es ist einfacher eine neue (modernere) Grafik zu erstellen. Gruß, --Pauloco (Diskussion) 11:25, 3. Jul. 2018 (CEST)

Messabweichung

Unter dem Punkt "Messabweichung" steht folgendes: "Wie bei der Triangulation sollte das Volumen des Tetraeders, das die Satelliten mit dem Beobachter an der Spitze aufspannen, möglichst groß sein."

GNSS erfordert den Kontakt zu vier Satelliten, der Beobachter soll die Spitze des aufgespannten Tetraeders darstellen. Ich bin kein Mathematiker, aber kann mit 5 "Ecken" überhaupt ein Tetraeder aufgespannt werden? (nicht signierter Beitrag von 37.5.244.181 (Diskussion) 16:28, 24. Jan. 2021 (CET))