GPS-Navigation - Satellitennavigation feiert 10jährigen Durchbruch

Diese sogenannte „Selective Availability“
war von der US-Regierung eingerichtet worden, um die Funktion feindlicher Waffensysteme
zu erschweren. Clintons Entscheidung, das GPS-Störsignal abzuschalten, verhalf der mobilen
Satellitennavigation zum endgültigen Durchbruch.
Dynamische Entwicklung der Navigation
Heute ist die Navigation ein High-Tech-Produkt und aus dem Leben vieler Menschen nicht
mehr wegzudenken. Dennoch sind die Möglichkeiten lange nicht ausgeschöpft: „Die
Satellitennavigation bietet trotz der bahnbrechenden Erfindungen der vergangenen
Jahrzehnte noch immer viel Entwicklungspotential“, sagt Johannes Angenvoort, Executive
Vice President Entwicklung beim Hamburger Navigationsspezialisten NAVIGON. „Da ist noch
Luft nach oben.“ So wird sich laut einer Studie der EU-Kommission der weltweite Markt der
Satellitennavigation 2025 auf 236 Milliarden Euro belaufen1. Im Jahr 2005 betrug das
Marktvolumen 60 Milliarden Euro.2
Die Geschichte der Satellitennavigation begann bereits 40 Jahre bevor Bill Clinton das GPSStörsignal
abschaffte. 1960 startete der erste Navigationssatellit Transit 1B ins All. Das
Ereignis markierte den Startpunkt des Navy Navigation Satellite Systems, das von der USMarine
zur Zielführung von Raketen entwickelt worden war. Da das Pioniersystem nicht in der
Lage war, Positionen genau genug zu bestimmen, brachte das US-Verteidigungsministerium
in den 1980er-Jahren ein Nachfolgesystem auf den Weg: Das Global Positioning System
(GPS) wird noch heute zur Positionsbestimmung verwendet.
1 Geräte und Dienste; Quelle: http://www.bmvbs.de/Verkehr/Internationale-Verkehrspolitik/Galileo-,3057.953102/Galileo-daseuropaeische-
Satel.htm
2 Quelle: http://www.landtag-bw.de/WP14/Drucksachen/1000/14_1911_d.pdf

24 Satelliten auf sechs Umlaufbahnen
Zwar wurde die Satellitennavigation bereits 1983 für die zivile Nutzung freigegeben, wovon
vor allem Transport- und Telekommunikationsunternehmen profitierten. Auch für die
Wissenschaft und vor allem für Entwickler ergaben sich damit Chancen. Durch das Störsignal
des US-Militärs ließen sich die Positionen jedoch weniger genau bestimmen als eigentlich
technisch möglich. Mit einer Abweichung von etwa 100 Metern lieferte die GPS-Technologie
für die mobile Navigation daher noch erheblich ungenauere Angaben als Autofahrer heute
gewohnt sind. Dennoch war bereits die Zeit vor Clintons Beschluss wegbereitend. „Vor allem
in den 1990er-Jahren wurden wichtige Meilensteine für die spätere rasante Entwicklung
gesetzt“, sagt Navigationsexperte Angenvoort. NAVIGON etwa brachte 1996 die erste
dynamische GPS-Navigation, den ,Autopilot’, heraus. Vier Jahre später kam das erste mobile
Navigationssystem für Pocket PC P1. „Die Verbesserung des GPS-Signals im Jahr 2000 war
dann die Initialzündung für mobile Navigationsanwendungen, wie wir sie heute kennen.“
Der aktuelle Stand der Navigation
Nun konnten die Entwickler von Navigationsgeräten die technischen Möglichkeiten der
Satellitentechnik voll nutzen. In der Zwischenzeit hat sich viel getan: Immer leistungsfähigere,
GPS-basierte Navigationslösungen wurden entwickelt. Mittlerweile können Geräte wie die von
NAVIGON bei der Routenplanung sogar auf Echtzeitinformationen aus dem Internet
zurückgreifen: ob aktuelle Staumeldungen, Unterstützung bei der Parkplatzsuche oder
Vernetzung mit Freunden. Inzwischen gehört ein GPS-Empfänger auch bei vielen
Smartphones bereits zur Standardausstattung.
Die Zukunft bleibt spannend – Verlässlichkeit wichtigstes Kriterium
Trotz vieler innovativer Erfindungen ist die Zukunft der Satellitennavigation auch 50 Jahre
nach dem Start des ersten Navigationssatelliten Transit 1B weiterhin vielversprechend: 2013
soll das europäische Pendant zum amerikanischen GPS-System in Betrieb gehen. „Galileo“
ist ein Gemeinschaftsprojekt der Europäischen Union und der Europäischen
Weltraumorganisation (ESA) sowie verschiedener nichteuropäischer Länder wie China oder
Saudi-Arabien. Das System ähnelt dem amerikanischen GPS, wird voraussichtlich aber noch
genauer arbeiten mit minimalen Abweichungen zwischen vier Metern und wenigen
Zentimetern. Wichtigstes Kriterium, so Navigationsexperte Angenvoort, werde auch in Zukunft
die Verlässlichkeit der Ortungssysteme bleiben: „Neben einer möglichst präzisen
Ortsbestimmung steht für NAVIGON dabei vor allem eine zuverlässige Verfügbarkeit der
Navigation im Vordergrund. Darüber hinaus arbeiten wir ständig daran, unsere Anwendungen
mit Hilfe der Satellitentechnik noch flexibler und komfortabler zu gestalten.“
Drei Punkte für die Ortsbestimmung
Für die Ortung eines GPS-Empfängers werden drei Satelliten* benötigt. Damit diese Anzahl
zu jedem Zeitpunkt an jedem Ort der Welt verfügbar ist, kreisen 24 Satelliten und einige
Reservesatelliten in mehr als 20.000 Kilometern Höhe um die Erde. Die Satelliten senden
ohne Unterbrechung ein Signal mit ihrem aktuellen Standort und der Uhrzeit. Ein GPSEmpfänger
ermittelt mit Hilfe einer eingebauten Uhr die Laufzeit des Signals und kann damit
die eigene Position und Geschwindigkeit berechnen. Mithilfe der Entfernungsmessung von
drei Punkten, der sogenannten Trilateration, lässt sich die Position exakt bestimmen. Das
Signal des ersten Satelliten ermittelt die Position des Empfängers auf dem Längengrad,
während ein zweiter den dazugehörigen Breitengrad erkennt. Da die integrierte Uhr des
Empfängers nicht genau genug ist, um die Laufzeiten der Signale exakt zu messen, wird mit
Hilfe des dritten Satelliten der Laufzeitfehler berechnet und so die genaue Position bestimmt.
* Dies gilt für die Bestimmung im zweidimensionalen Raum. Soll zusätzlich auch die dritte Dimension, zum
Beispiel die Flughöhe eines Flugzeugs, bestimmt werden, sind mindestens vier Satelliten notwendig
NAVIGON momentan in dem Forschungsprojekt „Sister“ daran, Live-Kartenupdates und
Sonderziel-Updates per Satellitensignal zur ermöglichen.
[Infokasten]
Weitere Informationen zu NAVIGON erhalten Sie unter www.navigon.com