Wie funktioniert ein GPS-Ortungssystem?

Global Positioning System (GPS) ist ein weltweites Funknavigationssystem, das aus einer Konstellation von 24 Satelliten und deren Bodenstationen besteht. Das Global Positioning System wird hauptsächlich vom U.S. Department of Defense (DOD) finanziert und kontrolliert. Das System wurde ursprünglich für den Betrieb des US-Militärs konzipiert. Heute gibt es aber auch viele zivile Nutzer von GPS auf der ganzen Welt. Den zivilen Nutzern ist es erlaubt, den Standard Positioning Service ohne jegliche Gebühren oder Einschränkungen zu nutzen.

Global Positioning System Tracking ist eine Methode, um herauszufinden, wo genau sich etwas befindet. Ein GPS-Tracking-System kann zum Beispiel in einem Fahrzeug, auf einem Mobiltelefon oder auf speziellen GPS-Geräten platziert werden, die entweder eine feste oder tragbare Einheit sein können. GPS funktioniert, indem es Informationen über den genauen Standort liefert. Es kann auch die Bewegung eines Fahrzeugs oder einer Person verfolgen. So kann ein GPS-Tracking-System zum Beispiel von einem Unternehmen verwendet werden, um die Route und den Fortschritt eines Lieferwagens zu überwachen, und von Eltern, um den Standort ihres Kindes zu überprüfen, oder sogar, um hochwertige Vermögenswerte beim Transport zu überwachen.

Ein GPS-Ortungssystem nutzt das GNSS-Netzwerk (Global Navigation Satellite System). Dieses Netzwerk umfasst eine Reihe von Satelliten, die Mikrowellensignale verwenden, die Funktionsweise ist ähnlich wie bei dem GPS Sender hier, um Informationen über Standort, Fahrzeuggeschwindigkeit, Zeit und Richtung zu liefern. Ein GPS-Ortungssystem kann also potenziell sowohl Echtzeit- als auch historische Navigationsdaten für jede Art von Fahrt liefern.

GPS liefert spezielle Satellitensignale, die von einem Empfänger verarbeitet werden. Diese GPS-Empfänger verfolgen nicht nur den genauen Standort, sondern können auch die Geschwindigkeit und die Zeit berechnen. Mit Hilfe von vier GPS-Satellitensignalen können die Positionen sogar in dreidimensionalen Ansichten errechnet werden. Das Weltraumsegment des Global Positioning System besteht aus 27 erdumkreisenden GPS-Satelliten. Es gibt 24 betriebsbereite und 3 zusätzliche (für den Fall, dass einer ausfällt) Satelliten, die sich alle 12 Stunden um die Erde bewegen und Funksignale aus dem Weltraum senden, die vom GPS-Empfänger empfangen werden.

Die Steuerung des Positionierungssystems besteht aus verschiedenen Überwachungsstationen, die über den gesamten Globus verteilt sind. Diese Überwachungsstationen helfen bei der Verfolgung der Signale von den GPS-Satelliten, die die Erde ständig umkreisen. Die Raumfahrzeuge senden Mikrowellen-Trägersignale aus. Die Benutzer von Global Positioning Systems verfügen über GPS-Empfänger, die diese Satellitensignale so umwandeln, dass man die tatsächliche Position, Geschwindigkeit und Zeit abschätzen kann.

Die Funktionsweise des Systems basiert auf einem einfachen mathematischen Prinzip, das Trilateration genannt wird. Die Trilateration wird in zwei Kategorien unterteilt: 2-D-Trilateration und 3-D-Trilateration. Um die einfache mathematische Berechnung durchführen zu können, muss der GPS-Empfänger zwei Dinge wissen. Erstens muss er die Position des Ortes kennen, der von mindestens drei Satelliten über dem Ort geortet werden soll. Zweitens muss er die Entfernung zwischen dem Ort und jedem dieser Raumfahrzeuge kennen. Geräte, die mit mehreren Empfängern ausgestattet sind, können die Signale von mehreren GPS-Satelliten gleichzeitig auffangen.

Ein GPS-Ortungssystem kann auf verschiedene Weisen funktionieren. Aus kommerzieller Sicht werden GPS-Geräte in der Regel zur Aufzeichnung der Position von Fahrzeugen auf ihren Fahrten verwendet. Einige Systeme speichern die Daten innerhalb des GPS-Trackingsystems selbst (bekannt als passives Tracking) und andere senden die Informationen regelmäßig über ein Modem innerhalb der GPS-Systemeinheit an eine zentrale Datenbank oder ein System (bekannt als aktives Tracking).

Ein passives GPS-Tracking-System überwacht den Standort und speichert seine Daten über Fahrten auf der Grundlage bestimmter Arten von Ereignissen. So kann diese Art von GPS-System beispielsweise Daten darüber aufzeichnen, wohin das Gerät in den letzten 12 Stunden gereist ist. Die Daten, die auf dieser Art von GPS-Trackingsystem gespeichert werden, werden normalerweise im internen Speicher oder auf einer Speicherkarte abgelegt, die dann zu einem späteren Zeitpunkt zur Analyse auf einen Computer heruntergeladen werden können. In einigen Fällen können die Daten automatisch zum drahtlosen Download an vorbestimmten Punkten/Zeiten gesendet werden oder an bestimmten Punkten während der Fahrt angefordert werden.

Ein aktives GPS-Tracking-System wird auch als Echtzeitsystem bezeichnet. Sobald die Informationen des GPS-Systems anfallen, werden sie automatisch und in Echtzeit an ein zentrales Tracking-Portal oder -System gesendet. Diese Art von System ist in der Regel eine bessere Option für kommerzielle Zwecke wie die Verfolgung von Flotten oder die Überwachung von Personen, wie z. B. Kindern oder älteren Menschen, da es einer Betreuungsperson erlaubt, genau zu wissen, wo sich die geliebten Personen befinden, ob sie pünktlich sind und ob sie sich während einer Reise dort befinden, wo sie sein sollen. Dies ist auch eine nützliche Möglichkeit, das Verhalten von Mitarbeitern bei der Ausübung ihrer Arbeit zu überwachen und interne Prozesse und Verfahren für Lieferflotten zu rationalisieren.

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