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GPS – Die Positionsbestimmung und Navigation mittels Satelliten

GPS – drei Buchstaben, die unser heutiges Leben in vielerlei Hinsicht erleichtern. Denken Sie nur an das Auto fahren. Während man früher in einer fremden Stadt eine Straßenkarte benötigte, um ans Ziel zu kommen, nutzt man heutzutage die Vorteile eines Navigationsgeräts, das mit Hilfe von GPS funktioniert. Dadurch kommt man garantiert am Zielort an. Was GPS bedeutet und wo es überall Verwendung findet, möchten wir Ihnen im Folgenden darstellen.

GPS – Positionsbestimmung und Zeitmessung

Die Abkürzung steht für Global Positioning System (globales Positionierungssystem). Mit Hilfe von Satelliten ist eine Positionsbestimmung und Zeitmessung möglich, denn jeder Satellit sendet Datum, Uhrzeit und die aktuelle Position an einen GPS-Empfänger, der diese auswertet. Zur genauen Bestimmung sind mindestens vier Satelliten nötig. Dadurch ist es möglich, die Position eines Empfängers zu bestimmen als auch seine Entfernung, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung. Man kann also ermitteln, wo man sich gerade befindet bzw. befand. 

Welche Anwendungsmöglichkeiten von GPS gibt es?

Diente GPS vor vielen Jahren noch ausschließlich der Positionsbestimmung und Navigation im militärischen Bereich, so hat sich dieses wichtigste Ortungsverfahren bereits sich in der ganzen Welt etabliert und wird in vielen Bereichen eingesetzt. Dazu zählen die See- als auch die Luftfahrt, das Transport- oder Vermessungswesen. Sogar elektronische Fußfesseln basieren auf GPS, so kann immer ermittelt werden, wo sich der Verurteilte gerade befindet. Immer häufiger findet GPS auch als Diebstahlsicherung u.a. in Autos Verwendung.

Zu Fuß oder mit dem Rad

Wenn Sie zu Fuß – in der Stadt oder beim Wandern - oder mit dem Rad unterwegs sind, können Sie ein GPS-Handgerät zur Navigation verwenden. Möchten Sie beispielsweise ganz sicher gehen, dass Sie nach der Wanderung wieder zurück zu Ihrem Auto finden, können Sie den Ausgangspunkt als Wegpunkt speichern. Ebenfalls können Sie sich über den bereits zurückgelegten Weg, Richtung oder Höhe informieren. In diesem Fall sollten Sie unbedingt darauf achten, dass die Antenne des Empfängers ununterbrochen und mit freier Sicht zum Himmel ausgerichtet ist. Empfehlenswert ist es daher, das Gerät auf der Schulter zum Beispiel am Rucksack festzumachen. GPS-Empfänger für Radfahrer besitzen eine Vorrichtung, um das Gerät am Rad zu befestigen.

Navigation im Auto

Navigationssysteme für Autos - ob fest eingebaut oder mobil - arbeiten mit einem eingebauten GPS-Empfänger zur Ermittlung der eigenen Position per Satellit. Diese wird mit dem umfangreichen Kartenmaterial (Landkarten oder Stadtpläne) im System abgeglichen und der für Sie kürzeste und schnellste Weg ermittelt. Um Staus zu vermeiden, ist es sehr hilfreich, ein TMC-Modul (Traffic Message Channel) an Bord zu haben. TMC ist ein digitaler Datendienst, der von Rundfunkstationen ausgestrahlt wird, um Stauinformationen auf Ihr Navigationssystem zu senden.
Im Gegensatz zu fest installierten oder ins Radio integrierten Navigationssystemen bieten die mobilen Geräte einen enormen Vorteil, sie sind auch vom Laien leicht und sicher zu installieren. Ebenso schnell können sie wieder entfernt werden, was dem Diebstahlschutz zugute kommt. Diese Geräte werden meist mit einem Saugnapf an der Windschutzscheibe oder auf dem Armaturenbrett angebracht. Die Stromversorgung erfolgt dann jeweils über einen integrierten Akku oder das mitgelieferte Kabel, welches an den Zigarettenanzünder angeschlossen wird. Mobile Navigationssysteme können zudem mit dem PC verbunden werden, um Datensicherungen durchzuführen, Updates einzuspielen und die am Computer mit spezieller Navigationssoftware geplante Routen auf das Gerät zu übertragen.
Übrigens können mobile Navigationssysteme auch zur modernen Schatzsuche -  Geocaching genannt – verwendet werden. Bei dieser modernen Schnitzeljagd versucht man durch das Lösen von Rätseln, an geographische Koordinaten zu gelangen und über GPS den gesuchten „Schatz“ (Cache) zu finden.

GPS-Maus – so werden Handy und PDA zum Navigationssystem

Ein weitere Möglichkeit, GPS-Daten zu empfangen, ist die GPS-Maus. Sie hat aber nichts mit einer herkömmlichen PC-Maus zu tun. Sie empfängt die Positionsdaten und überträgt sie auf mobile Geräte wie Handy, PDA oder Notebook. Voraussetzung dafür ist aber, dass das Endgerät mit einer entsprechenden Software ausgestattet ist. So können Sie mit geringem Aufwand Ihr PDA, Laptop oder Handy zum Navigationsgerät umrüsten. Anders als die gängigen GPS-Geräte verfügt die GPS-Maus weder über ein Display noch über Bedienmöglichkeiten in Form von Tasten etc. Per Kabel beispielsweise USB oder via Bluetooth werden Maus und Laptop, PDA bzw. Mobiltelefon verbunden. Den Strom erhält die Maus vom Endgerät selbst, über Akku (bei drahtlosen Modellen) oder ein Kabel, das mit dem Zigarettenanzünder im Fahrzeug verbunden wird. Die Bedienung des Navigationssystems erfolgt dann über Notebook, Handy bzw. PDA.

Welche Probleme gibt es beim GPS-Empfang?

Das hängt von einigen Dingen wie den Satelliten, dem Navigationssystem selbst und der verwendeten Technik, aber auch von den örtlichen Gegebenheiten ab. Damit GPS funktioniert, sind mindestens vier Satelliten notwendig. Für den Empfang benötigt das Gerät eine freie Sicht zum Himmel. Dies ist in Gebäuden nicht immer gegeben, denn die verwendeten Baustoffe und das Dämpfungsverhalten beeinflussen den Empfang. In Räumen mit großen Fenstern oder wenn Sie sich in der Nähe von Fenstern befinden, ist der GPS-Empfang möglich, aber nicht immer genau. Befinden Sie sich in einem Raum ohne Fenster oder im Keller, ist es praktisch unmöglich, GPS-Daten zu empfangen. Überfordert ist das GPS-Gerät auch, wenn Sie sich hinter einer metallbeschichteten Scheibe – Frontscheibe im Auto oder solche wie sie häufig in Zügen vorkommen - befinden.
Problematisch sind auch Häuserschluchten in der Innenstadt oder bei Wanderungen Schluchten in den Bergen sowie steile Hänge. Die Sicht auf den Himmel ist dabei derart eingeschränkt, dass nur noch Daten von weniger als drei Satelliten empfangen werden können. Durch diese schlechte Positionsbestimmung ist die Navigation nicht möglich. Ein weiteres Problem stellen die Belaubung in dichten Wäldern, Schneefälle oder Regen (wenn Sie sich unter einem Baum aufhalten), dar.
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