Navigationssysteme

WAHRSCHEINLICH weiß jeder, wie schwer es sein kann, den Weg durch eine fremde Stadt zu finden. Doch was ist mit einem Seefahrer, der einen endlosen Ozean überqueren muss? Wie findet er ohne Orientierungspunkte den Weg? Solange er weder seine Position kennt noch weiß, in welcher Richtung sein Ziel liegt, nützt ihm ein Kompass allein auch nicht viel. Erst nach der Erfindung des Sextanten und des Schiffschronometers in den 1730er-Jahren war es Seeleuten möglich, ihre genaue Position zu bestimmen und den Kurs auf einer Seekarte einzutragen. Allerdings erforderte jede einzelne Standortbestimmung stundenlange Berechnungen.

Wer heute mit dem Fahrzeug unterwegs ist, kann sich in vielen Ländern von einem relativ preiswerten GPS-Gerät leiten lassen, das mit einem satellitengestützten Navigationssystem verbunden ist. Man tippt einfach ein, wohin man möchte; das Gerät zeigt dann auf einem Bildschirm an, wo man sich befindet, und führt einen an das gewünschte Ziel. Doch wie funktioniert das Ganze?

Für die Satellitennavigation werden die Signale von ungefähr 30 verschiedenen Satelliten ausgewertet, die ständig ihre exakte Position und auf wenige Milliardstelsekunden genau die Zeit angeben. Sobald das GPS-Gerät mit einigen Satelliten Verbindung bekommt, misst es, wie lange das Signal vom Satelliten bis zum Empfänger benötigt. Anhand dieser Information kann es dann die aktuelle Position bestimmen. Der Laie kann nur erahnen, wie kompliziert die daran beteiligten Rechenvorgänge sind! In Sekundenschnelle berechnet das Gerät die Entfernung zu drei Satelliten, die nicht nur Tausende von Kilometern entfernt sind, sondern sich auch noch jede Sekunde viele Kilometer weit in unterschiedliche Richtungen bewegen.

Die Professoren Bradford Parkinson und Ivan Getting entwickelten das GPS bereits Anfang der 1960er-Jahre. Ursprünglich für militärische Zwecke gedacht, ist es seit 1996 für jedermann voll verfügbar. Ein GPS-Empfänger ist ein Wunderwerk der Computertechnik. War das aber wirklich das erste Navigationssystem?

[Bildnachweis auf Seite 8]

Globe: Based on NASA photo