GPS - was ist das?
Seit einiger Zeit taucht das Kürzel GPS immer wieder in Inseraten in Fachzeitschriften für die Schifffahrt, das Fliegen, für das Militär und andere Outdoor-Aktivisten auf. Wie funktioniert das «Global Positioning System» eigentlich und was kann es? Wie genau und wie teuer ist der Spass? Der Sache wollen wir mal auf den Grund gehen, da es für uns Pfadi auch interessant ist, den möglichen Nachfolger des Kompasses kennenzulernen.Hintergrund
Das amerikanische Verteidigungsministerium hat im Jahre 1978 den ersten von gesamthaft 24 NAVSTAR-Satelliten in den Weltraum geschossen. Jeder dieser Satelliten wiegt etwa eine Tonne und hat einen Durchmesser von gut sechs Metern. Sie senden ständig ihre Position, die genaue Zeit und ihren «Name» aus. Die Flugbah nen sind so gelegt, dass zu jeder Zeit auf jedem Punkt der Erde mindestens drei Satelliten sichtbar sind. Zuerst war das System nur für militärische Benutzer (natürlich nur Amerikaner und Verbündete...) gedacht. Aber seit Mitte der 80er Jahre ist dank Ronald Reagan die Nutzung für den zivilen Anwender erschlossen worden. Allerdings werden die Signale künstlich verfälscht. So ent steht ein maximaler Fehler von rund 100 Metern. Normalerweise liegt dieser aber unter 30 Metern, also bei weitem ausreichend für Pfadianwendungen. Falls aber mit diesem Satellitensignal für zivile Anwendungen noch höhere Genauigkeiten gewünscht wird (Landesvermessung, Flugnavigation, Wegfindersysteme für Autos usw.), wird das System mit erdgebundenen Sendern kombiniert. Das vom Satelliten empfangene Signal wird mit dem des erdgebundenen Senders korrigiert (Differential-GPS (DGPS)). Mit dieser Methode sind Genauigkeiten bis in den Millimeterbereich erzielbar.
Wie geschieht nun die Positionsbestimmung?
Beim Einschalten des Gerätes sucht dieses zuerst die empfangbaren Satelliten. Dies dauert rund zwei bis drei Minuten. Danach werden die Signale von den Satelliten verglichen, d.h. von jedem die aktuelle Position und die Zeit, an dem er das Signal abgeschickt hat. Da die Satelliten unterschiedlich weit vom Empfänger entfernt sind, erreichen die Signale den Empfänger zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dieser Zeitunterschied ist zwar extrem klein, aber er reicht, um die genaue Position auszurechnen. Falls nur drei Satelliten empfangen werden können, kann das Gerät Längen- und Breitengrade bestimmen (zweidimensional). Falls ein vierter Satellit zu empfangen ist, zusätzlich die Höhe (dreidimensional). Das Ganze nützt uns natürlich nur wenig, da unsere Landeskarten ein vom Weltkoordinatennetz unabhängiges Koordinatensystem haben. Aber zum Glück rechnen die Geräte die Daten automatisch in alle erdenklichen Koordinatensysteme um. Die Anzeige der Geschwindigkeit und der Himmelsrichtung ist ebenfalls kein Problem. Allerdings ist der «Kompass» nur brauchbar, wenn das Gerät fortbewegt wird.
Ein mögliches Gerät und seine Funktionen
Eines der bekanntesten Geräte ist sicherlich das Garmin 12XL. Ich möchte euch nun einen Überblick über die Funktionen und Möglichkeiten geben. Auf der Positionsseite ist die aktuelle Position (Koordinaten), die Höhe über Normalnull, die zurückgelegten Kilometer, ein Kompass und die Zeit sichtbar. Die Höhe kann, falls bekannt, so korrigiert werden, dass die künstliche Verfälschung für die kommenden Bestimmungen stark reduziert wird. Auf der Wegpunktseite können bis zu 500 Standorte gespeichert und beschriftet werden. Diese Punkte können auch zuerst eingegeben werden. Es kann so zum Beispiel für einen Postenlauf die Liste zuhause auf dem Computer erstellt werden, in das Gerät geladen werden und so die Route gefunden werden (was sich allerdings in der Praxis nicht so einfach gestaltet, es gibt ja auch Flüsse, Autobahnen, Felswände...welche das Geradeauslaufen erschweren). Das Gerät kann auch automatisch den zurückgelegten Weg aufzeichnen. Er merkt sich in einem beliebigen Zeitintervall die Positionen und speichert diese ab. Mit einem Tastendruck kann er die Punkte in Punkte für den Rückwärtsweg umrechnen. Also, wenn man sich auf dem See verfährt führt einen das Gerät wieder in den heimatlichen Hafen. Als graphische Darstellung dient entweder ein Kompass oder eine Strasse. Es wird auch noch die verbleibende Zeit bis zur Ankunft ausgerechnet und angezeigt. Die Wegpunkte können alle gemeinsam angezeigt werden und so die Distanz zum nächsten Posten oder dem Lager bestimmt werden. Die zurückgelegte Strecke kann auch als Spur dargestellt werden. All diese Daten lassen sich mit einem speziellen Kabel auf den Computer übertragen, abspeichern und ausdrucken.
Das Gerät kostet alleine etwa 500 Fr. Dazu erhältlich ist noch das Verbindungskabel und Software für den PC, externe Antenne, Zigarettenanzünderadapter, Autohalterung, und, und, und... Eine sinnvolle Ausrüstung kostet neu rund 800 Fr. Im Unterhalt kommen eigentlich nur Batterien zum Tragen. Mit einem Vierersatz 1,5 V Mignon läuft das Gerät etwa zehn bis zwölf Stunden. Wenn die Anzeigenbeleuchtung oft benutzt wird, sinkt die Lebensdauer der Batterien beträchtlich. Das Gerät ist sehr stabil gebaut und wasserdicht. Es ist ca. 15x5x4 cm gross und wiegt mit Batterien nur 270 g. Es ist also, bis auf den Preis, voll pfaditauglich.
