Wie funktioniert GNSS?

Die Abkürzung GNSS steht für Global Navigation Satellite System und bezeichnet jegliches Satellitennavigationssystem, das dazu dient, eine Position mit globaler Reichweite zu bestimmen. GNSS sendet Navigationsdaten in Form von Signalen unterschiedlicher Frequenzen, wodurch der Satellit die exakte geographische Lage des Signals feststellen kann. Diese Satelliten zeichnen sich durch ihre hohe Präzision aus und werden verwendet, um den aktuellen Standort zu ermitteln, indem die Koordinaten des Signals genau bestimmt werden. Die Satelliten senden Signale aus und empfangen Navigationsdaten von der Quelle zurück. Zudem wird die Zeit, die das Signal für den Hin- und Rückweg benötigt, berechnet, sodass der Satellit die Position des Signal sendenden Gerätes ermitteln kann. Eine der Hauptanwendungen von GNSS ist GPS, das es Nutzern ermöglicht, diese Satelliten zu nutzen und ihren Standort zu bestimmen, was insbesondere bei Reisen durch Städte und Straßen von Vorteil ist. GNSS wird auch in der Forschung eingesetzt. Lassen Sie uns nun die Funktionsweise von GNSS genauer untersuchen und die damit verbundenen Vorteile beleuchten. Weiterhin werden in diesem Artikel GNSS-Geräte und GNSS-WLAN thematisiert.

Funktionsweise von GNSS

Im Folgenden werden die einzelnen Schritte der Funktionsweise von GNSS erläutert sowie die Details zum GNSS-WLAN, ergänzt durch nützliche Abbildungen für ein besseres Verständnis.

Was sind GNSS-Geräte?

GNSS, das Globale Navigationssatellitensystem, bezeichnet eine Konstellation von Satelliten, die Signale übertragen, um die genaue Position von Geräten oder Personen auf der Erde zu bestimmen. Hierbei werden Signale unterschiedlicher Frequenzen zum Standort des Empfängers gesendet, die dieser zurücksendet. Diese Signale werden dann analysiert, um die Position des Empfängers mit hoher Genauigkeit zu berechnen. GNSS-Geräte werden häufig im GPS eingesetzt, um Menschen bei Reisen und der Standortbestimmung zu unterstützen. Sie spielen aber auch in anderen wichtigen Bereichen eine entscheidende Rolle, wie etwa in der Luft- und Raumfahrt, der Telekommunikation, der Strafverfolgung und bei Notfalldiensten.

Ist GNSS ein Sensor?

Ja, GNSS ist ein System, das Satelliten nutzt, die die Erde umkreisen, um die Position von auf der Erde empfangenen Signalen zu bestimmen. GNSS ist eine Gruppe von Satelliten, die die Erde umrunden und Signale aussenden, welche von Sensoren empfangen werden, die in verschiedenen Geräten verbaut sind, die GNSS-Dienste nutzen. GNSS-Sensoren sind heutzutage in vielen Geräten integriert, da sie Standortdienste anbieten und bei der Bewegungsverfolgung und -aufzeichnung behilflich sind.

Die drei Segmente von GNSS

GNSS besteht aus drei Hauptsegmenten, die jeweils einen spezifischen Anwendungsbereich haben. Diese Segmente sind für eine vollständige und korrekte Nutzung der GNSS-Funktionen unerlässlich. Die drei Segmente sind:

• Raumsegment: Das Raumsegment besteht aus einer Konstellation von 24 aktiven Satelliten, die ausschließlich Einwegsignale senden, welche zur Positions- und Zeitbestimmung dienen.

• Kontrollsegment: Das Kontrollsegment ist verantwortlich für die korrekte Nutzung der Satelliten. Es steht in ständiger Verbindung mit zahlreichen weltweit aufgebauten Überwachungs- und Kontrollstationen, die die Position der Satelliten kontinuierlich beobachten und bei Bedarf Befehle zur Korrektur der Satellitenposition geben. Es überwacht zudem die Navigationsdaten und ist für die Wartung der Satelliten zuständig.

• Benutzersegment: Das Benutzersegment ist für den am weitesten verbreiteten GNSS-Dienst verantwortlich, dem GPS. Es ermöglicht dem Nutzer, seinen Standort durch die Übertragung von Signalen an die Satelliten zu bestimmen.

Wie funktioniert GNSS genau?

Das Global Navigation Satellite System (GNSS) ist ein Netzwerk von Satelliten, die sich in definierten Umlaufbahnen um die Erde bewegen und Signale unterschiedlicher Frequenzen aussenden, um Positions- und Zeitdaten zu gewinnen. Die Funktionsweise von GNSS basiert auf dem Prinzip der gesendeten und empfangenen Signale. Die Satelliten senden Signale auf verschiedenen Frequenzen, wobei die Verwendung mehrerer Frequenzen die Präzision und Zuverlässigkeit der Ergebnisse nachweislich verbessert. Diese Signale werden von einem GNSS-Sensor oder einem Empfänger empfangen, der diese Signale aufnimmt und ein Signal an den GNSS-Satelliten im All zurücksendet. Anschließend werden diese Signale analysiert, um Positions- und Zeitdaten des Empfängers zu bestimmen.

Die Ergebnisse von GNSS haben in den vergangenen Jahren durch technologische Fortschritte und verbesserte Signalstärken erheblich an Genauigkeit gewonnen.

Welche Frequenzen nutzt GNSS?

GNSS sendet Signale auf verschiedenen Frequenzen, um die Position eines Nutzers zu bestimmen. Die Nutzung von mehreren Frequenzen erhöht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse im Vergleich zu einer einzigen Frequenz signifikant. GNSS verwendet unterschiedliche Frequenzsignale für verschiedene Zwecke.

Beispiele für GPS-Frequenzen:

• Das L1-Signal liegt bei ungefähr 1575,42 MHz.

• Das L5-Signal liegt bei etwa 1176,45 MHz.

Ähnlich verhält es sich beim GLONASS-System:

• Das Signal L1 liegt zwischen 1598,0625 und 1609,3125 MHz.

• Das L3-OC-Signal liegt bei ungefähr 1202,025 MHz.

Nachdem Sie nun die Funktionsweise von GNSS kennen, erfahren Sie im Folgenden mehr über das GNSS-WLAN.

Wo wird GNSS häufig eingesetzt?

Ursprünglich war GNSS für militärische Zwecke vorgesehen. Durch technologische Fortschritte und die wirtschaftliche Übertragung von Signalen von Geräten zu Satelliten hat sich der Anwendungsbereich von GNSS weltweit auf viele Bereiche ausgeweitet. Viele persönliche, wissenschaftliche und öffentliche Aktivitäten sind auf dieses System angewiesen, da es präzise und zuverlässige Daten zur Positions- und Zeitbestimmung liefert. Es wird häufig in Bereichen wie GPS, Telekommunikation, Strafverfolgung, geologische Untersuchungen, Bergbau und bei Notfallmaßnahmen eingesetzt. GNSS ermöglicht die Datenübertragung von und zu den abgelegensten Gebieten und unterstützt so zahlreiche Forschungsarbeiten.

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Wer steuert GNSS?

GNSS-Dienste werden von verschiedenen Organisationen weltweit bereitgestellt und gewartet, die von den Regierungen der jeweiligen Länder betrieben werden. IRNSS ist eine indische Organisation, die ein lokales GNSS betreibt, welches bei der korrekten Kartierung des Landes hilft. Es deckt das indische Staatsgebiet und einen Umkreis von etwa 1500 km um die indischen Grenzen herum ab.

Andere bedeutende Organisationen, die GNSS betreiben, sind Galileo in Europa, das amerikanische NAVSTAR Global Positioning System (GPS) und das chinesische BeiDou-Navigationssatellitensystem.

Warum ist GNSS wichtig?

GNSS ermöglicht das Abrufen von Informationen durch Echtzeit-Tracking, Timing, Navigation und andere Aspekte der Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, die die Basis des IoT-Geräte-Managements bilden. Darüber hinaus ist die Bedeutung von GNSS wie folgt:

• Objektortung: GNSS kann einem IoT-Gerät erst Funktionen bereitstellen, nachdem es dieses geortet hat, indem das Gerät eine Verbindung zu mindestens drei sichtbaren Satelliten herstellt, um seine exakte Position mittels Trilateration zu ermitteln.

• Bestimmung der Geschwindigkeit: Da GNSS-Systeme kontinuierlich Signale aussenden, während sie den Planeten umkreisen, können GNSS-fähige Geräte ihre Geschwindigkeit permanent erfassen.

• Sicherstellung der IoT-Leistungspräzision: Die Trilateration wäre ohne die präzisen Atomuhren in GNSS-Systemen nicht möglich.

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Welche Vorteile bietet GNSS?

GNSS ist eine Konstellation von Satelliten, die Signale aussenden, um die Position und Zeit des Benutzers zu bestimmen. Die Verwendung von GNSS hat in den letzten Jahren aufgrund der technologischen Fortschritte in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens stetig zugenommen. Die Vorteile von GNSS lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Höhere Genauigkeit: GNSS verwendet Signale unterschiedlicher Frequenzen zur Verfolgung der Position verschiedener Objekte und liefert hochgenaue Ergebnisse mit minimaler Abweichung. Die GNSS-Signale werden nicht durch magnetische Wellen oder andere Widerstände beeinflusst, so dass das System eine konstante Genauigkeit liefern kann.

• Geschwindigkeit: GNSS liefert nicht nur präzise, sondern auch schnelle Ergebnisse, da Signale und Hochleistungscomputer zur Ergebnisberechnung eingesetzt werden. Dies macht GNSS zu einer der effizientesten und schnellsten Methoden der Datenerfassung. Zuvor war dieser Prozess sehr zeitaufwendig und verlangsamte den Forschungs- und Studienprozess erheblich. Mit GNSS erfordern solche Aufgaben nun einen deutlich geringeren Zeitaufwand.

• Kosteneffizienz: Die moderne Technologie hat die Nutzung des GNSS-Systems sehr kostengünstig gemacht. Da der gesamte Prozess automatisiert ist, ist es wesentlich günstiger als andere Methoden, um präzise Informationen über die Position und Zeit in drei Dimensionen zu erhalten.

Lesen Sie diesen Artikel von Anfang an, um mehr über die Funktionsweise von GNSS zu erfahren.

Welches GNSS ist derzeit am genauesten?

Die Genauigkeit von GNSS hat mit den technologischen Fortschritten im Laufe der Jahre erheblich zugenommen. Viele Länder haben ihr eigenes GNSS entwickelt, das sich als sehr präzise und zuverlässig erwiesen hat.

Das europäische GNSS, bekannt als Galileo, hat sich als eines der genauesten und zuverlässigsten Systeme etabliert. GLONASS, ein russisches Satellitensystem, zeigte in höheren Bergregionen höchste Genauigkeit.

Dennoch erweist sich Galileo als etwas zuverlässiger und somit als das aktuell genaueste GNSS der Welt. Galileo verwendet 24 Satelliten in 6 Orbitalebenen, die Signale senden, empfangen und verarbeiten, um die Resultate mit geringster Abweichung von der Realität zu liefern.

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Was ist GNSS-WLAN?

GNSS-WLAN hat die drahtlose Erfassung zuverlässiger Daten sehr vereinfacht. Diese innovativen Antennen vereinen GNSS und Dualband-Wi-Fi in einem einzigen robusten Paket für intelligente Transport-, industrielle IoT- und DSRC-Anwendungen. Das ist GNSS-WLAN.

Wir hoffen, Sie haben ein gutes Verständnis der Funktionsweise von GNSS und GNSS-WLAN gewonnen. Zögern Sie nicht, uns Ihre Fragen und Anregungen im Kommentarbereich mitzuteilen. Teilen Sie uns auch mit, welche Themen Sie in Zukunft gerne behandelt sehen möchten.