Funktionsweise von GPS-Empfängern – Trilateration und Triangulation

GPS-Empfänger verwenden Trilateration

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr GPS-Empfänger funktioniert? Sie verwenden eine Technik namens Trilateration.

Obwohl GPS-Empfänger oft mit der Triangulation (die Winkel misst) verwechselt werden, arbeiten sie in Wirklichkeit gar nicht mit Winkeln.

Bei der Trilateration werden Entfernungen gemessen.

Schauen wir uns dies etwas genauer an.

Trilateration misst Entfernungen, nicht Winkel

Wie bestimmt das GPS-System Ihren Standort mithilfe der Trilateration?

Stellen wir uns ein einfaches zweidimensionales Beispiel vor: Wir haben drei GPS-Satelliten mit jeweils einer bekannten Position im Raum.

trilateration gps satellites

Alles, was die Satelliten tun, ist, ein Signal auszusenden, das Ihr GPS-Empfänger mit einer bestimmten Zeit und Entfernung empfangen kann.

Der erste Satellit sendet beispielsweise ein Signal aus, das schließlich auf Ihren GPS-Empfänger trifft. Wir kennen den Winkel nicht, aber wir kennen die Entfernung. Deshalb bildet diese Entfernung einen Kreis, der in alle Richtungen gleich ist.

Das bedeutet, dass Ihre GPS-Position überall auf diesem Kreis in diesem bestimmten Radius liegen könnte.

trilateration satellite broadcast

Was passiert, wenn Ihr GPS ein zweites Signal empfängt?

Auch diese Entfernung wird gleichmäßig in alle Richtungen ausgestrahlt, bis sie auf Ihren GPS-Empfänger trifft. Das bedeutet, dass die Entfernung überall auf diesem Kreis liegen kann.

Aber dieses Mal haben wir zwei bekannte Entfernungen von zwei Satelliten. Bei zwei Signalen könnte die genaue Position an jedem der beiden Punkte liegen, an denen sich die Kreise schneiden.

Da wir einen dritten Satelliten haben, zeigt er uns den wahren Standort, an dem sich alle drei Kreise schneiden.

Mit Hilfe von drei Entfernungen kann die Trilateration einen genauen Standort bestimmen. Jeder Satellit befindet sich in der Mitte einer Kugel, und der Schnittpunkt aller Kreise ist die Position des GPS-Empfängers.

Wenn sich die Position des GPS-Empfängers ändert, ändert sich auch der Radius der einzelnen Kreise (Entfernungen).

In unserer dreidimensionalen Welt ist es jedoch so, dass die GPS-Satelliten ihre Signale als eine Kugel ausstrahlen.

Jeder Satellit befindet sich im Zentrum einer Kugel.

Der Schnittpunkt aller Kugeln bestimmt die Position des GPS-Empfängers.

Triangulation misst Winkel, nicht Entfernungen

Vermesser hingegen verwenden die Triangulation, um unbekannte Entfernungen zu messen. Dazu legen sie eine Basislinie fest.

Von jedem Punkt aus messen Vermessungsingenieure mit Instrumenten wie Theodoliten die Winkel der entfernten Punkte. GPS-Daten können Ihnen eine Fülle von Informationen liefern, die Sie bei der Bewältigung Ihrer individuellen geschäftlichen Herausforderungen unterstützen.

Die offensichtlichste und häufigste Herausforderung besteht darin, einen Überblick über die aktuellen und historischen Standorte Ihrer Flotte zu erhalten. Der nächste Schritt wäre die Betrachtung von Daten wie Geschwindigkeitsüberschreitungen, Leerlauf, unbefugte Nutzung, Auftragsprüfung oder tatsächlich geleistete im Vergleich zu behaupteten Arbeitsstunden, sowie die Bereitstellung einer genauen Möglichkeit, mit der Wartung Schritt zu halten.

Die Möglichkeiten sind endlos, und deshalb ist es wichtig, dass Sie sich über Ihre Herausforderungen im Klaren sind, damit Sie wissen, was Sie von einem Anbieter für mobiles Asset Management erwarten können.

Wer nutzt GPS-Tracking?

Wie bereits erwähnt, ist die GPS-Ortung praktisch überall zu finden, von unseren Handys über Flugzeuge bis hin zu Schiffen.

Und sie hat sich über die Punkte auf einer Karte hinaus entwickelt. Eine wichtige Anwendung für diese Technologie ist das Flottenmanagement.


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