Das GPS-System begleitet die Menschheit schon seit mehreren Jahrzehnten. Ursprünglich war es nur für den militärischen Gebrauch bestimmt, aber im Laufe der Zeit wurde es für jedermann zugänglich. Es ist erwähnenswert, dass derzeit jeder von uns ein auf dem Satellitennavigationssystem basierendes Ortungsgerät bei sich trägt. Wir sprechen natürlich von einem Smartphone, aber die Verwendung von GPS beschränkt sich nicht nur auf das Auffinden einer Kneipe oder einer Bushaltestelle bei einem Spaziergang durch die Stadt. Es gibt noch viel mehr Möglichkeiten, wenn GPS mit der Automobilindustrie kombiniert wird, wo es einfach viel mehr Anwendungen hat. In diesem Artikel erfahren Sie, wie das GPS entstanden ist, ob es die einzige Option auf dem Markt ist und welche Vorteile der Einbau eines Navigationsmoduls in Ihr Auto hat.
GPS – “Amerikanische Wissenschaftler haben bewiesen, dass…”
Wie Sie sich denken können, sind die inzwischen berühmten “amerikanischen Wissenschaftler” für die Entwicklung des GPS verantwortlich. Es wurde vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und war, wie viele Erfindungen dieser Art, zunächst nur für militärische Zwecke bestimmt. Der erste GPS-Satellit wurde im Januar 1978 gestartet, und das System war im Juli 1995 voll funktionsfähig – warum hat es so lange gedauert? Man darf nicht vergessen, dass mindestens vier Satelliten in Reichweite zueinander sein müssen, um eine Position auf der Erdoberfläche “einigermaßen” genau bestimmen zu können – es mussten also mehr Satelliten ins All geschickt werden, um einsatzfähig zu werden.
OK, aber war GPS das erste? Die Antwort ist nein. Die Amerikaner hatten bereits eine Art Transit-Navigationssystem entwickelt, das von der Marine genutzt wurde. Zwar wurde es 1967 auch für die Zivilbevölkerung zugänglich gemacht, aber aufgrund seiner schlechten Infrastruktur und Fehleranfälligkeit konnte es nicht den Erfolg seines Nachfolgers erreichen.
GPS – woraus besteht es?
Das GPS besteht im Großen und Ganzen aus drei Bereichen, deren Zusammenarbeit für die Wirksamkeit des Systems entscheidend ist. Ich werde im Folgenden versuchen, jede einzelne davon kurz zu erörtern.
Raumsegment
Wie der Name schon sagt, umfasst das Weltraumsegment von GPS alle Geräte, die sich im Weltraum befinden. Es handelt sich um eine Gruppe von 31 Satelliten (Stand 2016), die in einer Höhe von etwa 20 183 km über dem Meeresspiegel mit einer Neigung von 55 oder 63 Grad kreisen. Es ist erwähnenswert, dass wir als “Passagier” eines solchen Satelliten den Sonnenaufgang zweimal sehen würden – denn die Umlaufzeit dieses Geräts um die Erde beträgt einen halben Sterntag.
Interessante Tatsache: Die Internationale Raumstation bewegt sich “ein bisschen” schneller – die Astronauten an Bord können den Sonnenaufgang bis zu 15 Mal am Tag bewundern, denn die ISS dreht sich in etwa 90 Minuten um unseren Planeten.
Um auf das GPS zurückzukommen, habe ich geschrieben, dass es 31 Satelliten in der Umlaufbahn gibt, von denen 28 aktiv sind und die anderen drei aus verschiedenen Gründen nicht funktionieren: entweder sind sie nicht betriebsbereit oder sie werden geändert und getestet. Aber selbst das Fehlen dieser drei Satelliten beeinträchtigt die Effizienz der GPS-Navigation nicht – man geht davon aus, dass bei dieser Anzahl von Satelliten mindestens 5 von jedem Ort der Erde aus mit einer Genauigkeit von 99,96 % “sichtbar” sind.
Damit die Navigation reibungslos funktioniert, muss jeder Navigationsempfänger (z. B. der in einem Autonavigationssystem) jeden Satelliten einzeln erkennen. Dies kann durch einen speziellen Modulationscode erreicht werden, der für jeden der 31 Satelliten unterschiedlich ist.
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Darüber hinaus ist auch die Synchronisation wichtig – aus diesem Grund hat jedes Gerät, das zum Weltraumsegment des GPS-Systems gehört, eine äußerst präzise Atomuhr an Bord. Die Weltraumkomponenten und die Bodenstationen bilden eine Art Zeitverflechtungsnetz. So zeigt der Navigationsempfänger (unser Autolokalisierer) nicht nur die aktuelle Position, sondern auch die genaue Uhrzeit an.
Eine weitere interessante Tatsache: Die Amerikaner wären nicht die Amerikaner, wenn sie ihre Satelliten nicht mit einer Spionagekomponente ausstatten würden. Jedes von ihnen ist mit dem Spionagesystem NUDET (Nuclear Detection) ausgestattet, das die sofortige Erkennung jeder nuklearen Explosion auf unserem Planeten ermöglicht. Alles in allem ist es vielleicht das Beste…
Nutzersegment
Damit hat jeder von uns täglich zu tun. Das Nutzersegment besteht aus allen GPS-Empfängern auf der Erde, sowohl zivilen als auch militärischen. Natürlich unterscheiden sie sich in ihrer Form, ihrer Software und oft auch in ihrem Verwendungszweck – das ändert aber nichts an der Tatsache, dass alle GPS-Empfänger sehr ähnlich aufgebaut sind
Kurz gesagt: Mit einem Navigationsempfänger kann der Nutzer ein Signal aus dem Raumsegment empfangen, das dann zur Bestimmung der Position an einem beliebigen Ort der Welt verwendet wird.
Die technischen Möglichkeiten eines jeden GPS-Empfängers werden durch die Anzahl der Kanäle bestimmt – jeder dieser Kanäle kann nur das Signal eines Satelliten empfangen. Je mehr Kanäle, desto genauer der Empfänger. Derzeit hergestellte Geräte dieser Art haben bis zu 64 Kanäle, was für die heutige Zeit natürlich völlig ausreichend ist. Ein 64-Kanal-Receiver kann das Signal einer so großen Anzahl von Satelliten einfach nicht empfangen, denn:
- Es gibt nicht viele von ihnen im Kosmos;
- Selbst wenn es sie gäbe, könnten wir aufgrund der Kugelgestalt der Erde nicht alle sehen (einige von ihnen könnten sich unterhalb der Horizontlinie befinden).
Wie ich bereits erwähnt habe, braucht man mindestens vier Satelliten, um GPS voll nutzen zu können – dann kann man seine Position in drei Dimensionen (Breiten- und Längengrad, Höhe) und in der Zeit bestimmen. Wenn ein Satellit weniger vorhanden ist, kann der GPS-Empfänger die Position nur in zwei Dimensionen bestimmen.
Arten von GPS-Empfängern
Die allgemein erhältlichen Satelliten Navigationsgeräte können unterteilt werden in:
- Dedizierte GPS-Navigationsgeräte – bis vor kurzem wurde diese Gruppe ausschließlich von Navigationsgeräten für Autos dominiert, aber in letzter Zeit ist ein schnelles Wachstum im Segment der Smartwatches und der Armbänder zur Aktivitätsüberwachung zu verzeichnen. Zu den speziellen GPS-Navigationsgeräten gehören auch schiffsmontierte Geräte;
- GPS-Module – eine ziemlich veraltete Gruppe, die die Nutzung der Navigation auf PCs, Telefonen und anderen Geräten ermöglichte. Diese Geräte wurden über spezielle Ports angeschlossen, aber heutzutage hat jedes Laptop oder Smartphone ein eingebautes GPS-Modul;
- Geräte mit eingebauten Empfängern – das sind die Geräte, mit denen jeder im täglichen Leben in Berührung kommt. Dazu gehören Handys, Laptops, Tablets, aber auch Fotoapparate und Digitalkameras.
Interessante Tatsache Nr. 3: Viele Mobiltelefone verwenden einen A-GPS-Empfänger, der statt einer sofortigen Verbindung zu einem Satelliten zunächst eine Verbindung zu den Servern des GSM-Betreibers herstellt, was die für die Positionsbestimmung benötigte Zeit erheblich verkürzt.
Segment der Fehlerprüfung am Boden
Damit das gesamte GPS-Ortungssystem korrekt funktioniert, ist ein so genanntes bodengestütztes Kontrollsegment erforderlich. Dabei handelt es sich vor allem um Forschungseinrichtungen, die über die notwendige Infrastruktur verfügen, die es ihnen ermöglicht, Fehler auszuschließen – GPS ist nicht supergenau. Unter den Kontrollzentren können wir unterscheiden:
- Das United States Air Force Satellite Control Center (AFSCN) – diese Einrichtung beaufsichtigt alle amerikanischen Satelliten.
- National Satellite Intelligence Agency (NGA) – ist eine Sonderbehörde des Verteidigungsministeriums der Vereinigten Staaten.
- US Naval Observatory – die Einrichtung, die die UTC-Zeitstandards berechnet.
- Jet Propulsion Laboratory – die Aufgabe dieser Einrichtung ist die Beobachtung von Himmelskörpern (Sonne, Mond), die durch ihre Schwerkraft die Position von GPS-Navigationssatelliten beeinflussen.
Die oben genannten Einheiten werden von der Zentrale überwacht und von kleineren Zentren in der ganzen Welt unterstützt. Alles ist auf der Karte unten dargestellt:
Haben wir nur GPS zur Auswahl?
Obwohl das amerikanische GPS-System zweifellos die bekannteste Navigationstechnologie der Welt ist, ist es nicht die einzige. Russland verfügt unter anderem über eine eigene Technologie, da es 1976 mit der Arbeit am GLONASS-System begonnen hat. Es ist erwähnenswert, dass einige derzeit produzierte Smartphones mit Hybrid-Empfängern ausgestattet sind, die auch die Nutzung dieses Systems ermöglichen.
Wenn die Amerikaner und die Russen ihr eigenes Navigationssystem haben, ist es nur natürlich, dass auch die Chinesen ihre Technologie entwickelt haben. Das Unternehmen ist weltweit tätig, erzielt aber natürlich seine größte Genauigkeit im asiatisch-pazifischen Raum. Letztendlich soll das System mehr Satelliten haben als GPS, nämlich bis zu 35.
Die Länder der Europäischen Union haben ebenfalls ein eigenes Galileo-System entwickelt, das jedoch im Gegensatz zu GPS, GLONASS und Beidou ausschließlich von zivilen Einrichtungen betrieben und überwacht werden soll. Wann wird die europäische Navigation voll funktionsfähig sein?
Dies bleibt abzuwarten – die anfänglichen Startkosten wurden mit 1,7 Milliarden Euro veranschlagt, aber inzwischen wurde mehr als das Vierfache dieses Betrags ausgegeben, und Galileo ist immer noch nicht voll einsatzfähig. Inoffiziell heißt es, dass sich die Gesamtkosten auf rund 23 Milliarden Euro belaufen werden – alles deutet also darauf hin, dass wir noch etwas länger warten müssen…
Verwendung von GPS im Auto
Genug der Theorie – wir wissen mehr oder weniger, wie die beliebtesten Satellitennavigationssysteme der Welt entstanden sind und wie sie funktionieren. Nun ist es an der Zeit, sich anzusehen, wie sie im Automobilsektor eingesetzt werden.
Satellitennavigation im Auto
Dies ist vielleicht die häufigste Anwendung der GPS-Ortung, wenn man bedenkt, wie viele Autos auf der ganzen Welt unterwegs sind. Die meisten aktuellen Automodelle verfügen über ein werkseitig eingebautes Navigationssystem, aber in der Regel sind diese Empfänger den Geräten von Unternehmen, die sich auf GPS-Navigation spezialisiert haben, weit unterlegen.
Die Anzeige von Straßen, die in der Realität nicht existieren, oder sinnlose Routenberechnungen sind bei den meisten Systemen der Automobilhersteller die Regel. Nach nur wenigen gemeinsamen Fahrten mit einem solchen Navigationsgerät werden wir zu dem Schluss kommen, dass die paar Tausend Zloty, die wir beim Händler dafür ausgegeben haben, keine angemessene Ausgabe waren.
Welche Parameter sollten bei der Auswahl eines GPS-Navigationssystems berücksichtigt werden?
Zunächst einmal müssen wir feststellen, in welchen Gebieten wir am häufigsten mit dem Auto unterwegs sind. Dieses Wissen gibt uns die Möglichkeit, ein geeignetes Navigationssystem je nach der Genauigkeit der Karten für einen bestimmten Ort in der Welt zu wählen. Wenn das Auto hauptsächlich im Ausland oder in einer bestimmten Region Europas unterwegs ist, sollten Sie sich vor dem Kauf eines Geräts informieren, ob die im Gerät installierte Karte das Gebiet überhaupt berücksichtigt.
Wenn Sie sich für ein billigeres Gerät entscheiden, müssen Sie damit rechnen, dass Sie für die Aktualisierung der Karte viel bezahlen müssen. Bei teureren Navigationssystemen ist das erste Update in der Regel kostenlos, und spätere Updates sind viel billiger – genau wie bei einem teuren Drucker und Toner.
Ein weiterer Parameter, der bei der Auswahl eines Navigationsgeräts zu beachten ist, ist die Bildschirmgröße. Fachleute empfehlen, dass diese nicht größer als 5 Zoll sein sollte – kleinere Displays sind sicherlich nicht sehr handlich, aber größere Geräte können bereits einen großen Teil der Windschutzscheibe verdecken und das Sichtfeld einschränken.
Ebenso wichtig ist die Aktualisierungsrate der Position, d. h. wie schnell die Karte die Position aktualisiert, in der wir uns befinden. Es lohnt sich auch, auf die bereits erwähnte Anzahl der GPS-Empfänger Kanäle zu achten – für Anwendungen im Automobilbereich ist ein Chipsatz ausreichend, der 20 Kanäle, d. h. 20 Satelliten gleichzeitig, unterstützt.
GPS-Navigation als Diebstahlschutz
GPS-Ortungsgeräte sind Geräte, die auch einen gewissen Schutz gegen Fahrzeugdiebstahl bieten. Bis vor kurzem wurden sie nur von Transportunternehmen eingesetzt – der Einbau von Sendern in Autos ermöglicht es dem Unternehmen nicht nur, die Arbeit der Fahrer zu kontrollieren, sondern auch die Funktionsweise der Flotte zu verbessern. Gegenwärtig wird diese Art von Geräten jedoch zunehmend von Privatkunden genutzt, da viele moderne Autoalarmanlagen mit GPS-Technologie arbeiten.
Ist es ein vollständig wirksamer Diebstahlschutz? Man kann sagen, dass GPS-Ortungsgeräte trotz der unbestrittenen Vorteile dieser Art von Lösung keine große Schwierigkeit mehr für Diebe darstellen, wenn sie ein Auto stehlen. Denn ein solches Signal kann leicht gestört werden, und spezialisierte kriminelle Gruppen, die in der Regel hochwertige Autos stehlen, haben mit ziemlicher Sicherheit ein spezielles Gerät an Bord, den so genannten “Igel”.
Es ist jedoch nicht immer notwendig, einen Störsender zu verwenden – wenn ein GPS-Ortungsgerät unprofessionell installiert ist, reicht es aus, ein solches Gerät mit einem geeigneten Wellen Detektor zu finden, es zu demontieren, es wieder auf die Straße zu stellen und ohne Probleme wegzufahren.
Und es muss gesagt werden, dass Autobesitzer recht berechenbar sind, wenn es um die Platzierung von GPS-Ortungsgeräten geht. Sie können sicher sein, dass ein Dieb zuerst den Raum unter den Sitzen, die seitlichen Türtaschen und das Handschuhfach oder den Raum unter dem Armaturenbrett durchsuchen wird.
GPS-Störsender – wie funktioniert er?
Beginnen wir mit der Frage der Legalität solcher Geräte. Nun, einen Störsender kann man kaufen, genau wie ein Anti-Radargerät – er ist nicht illegal. Die Probleme beginnen, wenn wir über die Verwendung dieser Art von Geräten sprechen – dies ist bereits nach polnischem Recht verboten. Daraus lässt sich schließen, dass diese Art von Geräten tatsächlich nur von Kriminellen verwendet wird.
Ein Signalstörsender sieht aus wie eine schwarze Powerbank mit ein paar kurzen Antennen, die aus ihr herausragen. Ihre Aufgabe ist sehr einfach: Sie müssen die vom Gerät erzeugten Funkwellen mit einer solchen Rauschintensität aussenden, dass alle Geräte in einem Umkreis von mehreren Dutzend Metern nur dieses Rauschen empfangen können.
Mit einem solchen Gerät kann ein GPS-Ortungsgerät leicht neutralisiert werden. Quelle: https://gannet.pl/zlodzieje-zagluszaja-na-potege/
Wenn das GPS-Signal des Satelliten auf diese Weise gestört wird, kann das Fahrzeug Ortungsgerät seine Position nicht ablesen und somit auch nicht an den Fahrzeughalter senden. In diesem Fall wird das GPS-Ortungsgerät des Autos einfach unbrauchbar, und die Diebe gewinnen viel Zeit, um das Auto zu zerlegen und ihre Spuren zu verwischen.
Gibt es bessere Lösungen für den Diebstahlschutz als einen GPS-Ortungssender?
Damit ein Diebstahlsicherung Schloss besser ist als ein GPS-Ortungsgerät, muss es unabhängig von externen Faktoren sein – im Falle von GPS ist dies einfach der Empfang von Funkwellen von Satelliten. Am besten ist es, Schlösser zu wählen, die außer einer Stromquelle nichts benötigen, klein sind, keine Wellen aussenden und stark verschlüsselt sind.
Eines dieser Geräte ist die von https://auto-schuetzen.de/ hergestellte CanLock-Wegfahrsperre. Das Funktionsprinzip des Systems ist einfach: Eine elektronische Sicherheitseinrichtung blockiert den CAN-Bus so, dass der Motor des Fahrzeugs nur von einer dazu berechtigten Person mit Hilfe eines speziellen Bluetooth-Chips oder eines PIN-Codes, d. h. einer Reihe von werksseitigen Tasten im Fahrzeug, gestartet werden kann.
Der Dieb wird, selbst wenn er mit einem Diebstahlset “für den Koffer” oder einem GPS-Störsender ausgerüstet ist, mit dem Auto nirgendwo hingehen und den Diebstahl wahrscheinlich in Panik aufgeben.
Wenn Sie wissen wollen, wie Sie Ihr Auto in Deutschland wirksam vor Diebstahl schützen können, wenden Sie sich an unsere Spezialisten.
Sie haben mehrere Möglichkeiten: Schreiben Sie uns über das Kontaktformular, rufen Sie uns unter der Nummer +49 (0) 302 3599 4050 an oder klicken Sie auf das Hörersymbol in der rechten unteren Ecke der Seite und hinterlassen Sie Ihre Telefonnummer. Wir rufen Sie innerhalb von Sekunden zurück.
