Vermessen in der Geometrie
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9.2 Der Aufbau des GPS SS2004 Vermessen in der Geometrie Das Global Positioning System lässt sich in drei Hauptsegmente untergliedern. a) Das Weltraumsegment (Satelliten) b) Das Kontrollsegment (Kontrollstationen) c) Das Benutzersegment (GPS-Empfänger) a) Das Weltraumsegment Das GPS orientiert sich seit 1993 an 24 Satelliten. Es sind fünf unterschiedliche technische Modelle (z.B. Bild1, Bild2) im Einsatz. Sie haben meistens stabförmige Antennen und auffallend große Flügel, welche sie zur Gewinnung von Solarenergie benötigen. Durch das komplette technische Equipment können sie problemlos ein Gewicht von über 1500 kg erreichen. Es befinden sich jeweils vier GPS-Satelliten auf einer Umlaufbahn, wobei insgesamt sechs solcher Satellitenbahnen um die Erde verlaufen (Bild 3). Die Bahnen (ca. 20200 km über der Erdoberfläche) sind 55° gegen den Äquator geneigt und in der Äquatorebene 60° gegen einander versetzt. Für eine Erdumrundung benötigt ein solcher Trabant ca. 12 Stunden. Bild1: GPS-Block IIF Satellit Bild2: GPS-Block IIA Satellit Bild 3: Satellitenbahnen b) Das Kontrollsegment: Die Bodenstationen des GPS werden vollständig von der US-Armee kontrolliert und gewartet. Die Aufgabe der vier Monitorstationen auf Hawaii, den Ascension Islands, Diego Garcia und Kwajalein besteht darin, alle im Sichtbereich befindlichen Satelliten zu verfolgen bzw. zu überwachen. Des weiteren senden sie die Messdaten der 53
SS2004 Vermessen in der Geometrie Satellitensignale an die „Master Control Station“ (Schriever Air Force Base, Colorado Springs). Dort können eventuelle Fehlfunktionen schnell festgestellt und die neue Ephemeridendaten (Positionsdaten) berechnet werden. Über die vier Monitorstationen können die neuen Daten dann mit den entsprechenden Kommandos an die Satelliten gesendet werden, welche dann ihre Bahn entsprechend korrigieren. c) Das Benutzersegment Das dritte Segment des GPS, sind die Empfängergeräte der Benutzer. Diese empfangen die von den Satelliten ausgesendeten Signale (siehe Punkt 4.1.1.) Es gibt sehr unterschiedliche Modelle, wobei wir mit dem recht handlichen, nur 90g (mit Batterien) schweren, Garmin Geko 201 gearbeitet haben. Das handyartige GPS- Gerät ist bei einem Listenpreis von ca. 157 € recht günstig und hat nachfolgende Funktionen, welche bei der Vermessung im Gelände sinnvoll sein können.: • Koordinatendarstellung als Länge/Breite, UTM, britisches, deutsches (Gauß-Krüger) und benutzerdefinierbares Kartengitter. • PhaseTrac12TM-Empfänger nutzt bis zu 12 Satelliten parallel. Sehr schnelle Akquisition und stabiler Empfang auch bei schwachem Satellitensignal. • Einhandbedienung, graphisches hintergrundbeleuchtetes und leicht ablesbares Display. • Wählbare Wegpunktsymbole. • Speicherkapazität mit 500 Wegpunkte. 13 13 http://www.garmin.de/Produktbeschreibungen/index-Geko201.html 54 Bild 4: Garmin Geko 201
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<strong>Vermessen</strong> <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>Geometrie</strong><br />
Satellitensignale an die „Master Control Station“ (Schriever Air Force Base, Colorado<br />
Spr<strong>in</strong>gs). Dort können eventuelle Fehlfunktionen schnell festgestellt und die neue<br />
Ephemeridendaten (Positionsdaten) berechnet werden. Über die vier Monitorstationen<br />
können die neuen Daten dann mit den entsprechenden Kommandos an die Satelliten<br />
gesendet werden, welche dann ihre Bahn entsprechend korrigieren.<br />
c) Das Benutzersegment<br />
Das dritte Segment des GPS, s<strong>in</strong>d die Empfängergeräte <strong>der</strong> Benutzer. Diese<br />
empfangen die von den Satelliten ausgesendeten Signale (siehe Punkt 4.1.1.)<br />
Es gibt sehr unterschiedliche Modelle, wobei wir mit dem recht handlichen, nur 90g<br />
(mit Batterien) schweren, Garm<strong>in</strong> Geko 201 gearbeitet haben. Das handyartige GPS-<br />
Gerät ist bei e<strong>in</strong>em Listenpreis von ca. 157 € recht günstig und hat nachfolgende<br />
Funktionen, welche bei <strong>der</strong> Vermessung im Gelände s<strong>in</strong>nvoll se<strong>in</strong><br />
können.:<br />
• Koord<strong>in</strong>atendarstellung als Länge/Breite, UTM, britisches,<br />
deutsches (Gauß-Krüger) und benutzerdef<strong>in</strong>ierbares<br />
Kartengitter.<br />
• PhaseTrac12TM-Empfänger nutzt bis zu 12 Satelliten parallel.<br />
Sehr schnelle Akquisition und stabiler Empfang auch bei<br />
schwachem Satellitensignal.<br />
• E<strong>in</strong>handbedienung, graphisches h<strong>in</strong>tergrundbeleuchtetes und<br />
leicht ablesbares Display.<br />
• Wählbare Wegpunktsymbole.<br />
• Speicherkapazität mit 500 Wegpunkte. 13<br />
13 http://www.garm<strong>in</strong>.de/Produktbeschreibungen/<strong>in</strong>dex-Geko201.html<br />
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Bild 4: Garm<strong>in</strong> Geko 201
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