GPS – Global Positioning System einfach erklärt
GPS verrät Ihrem Navi, wo es sich gerade befindet – die Route berechnet das Gerät selbst. Dieser Glossarbeitrag erklärt, wie die Ortung funktioniert, wie genau sie ist und warum der Empfang manchmal abreißt.
Ob im Auto, auf dem Motorrad oder beim Wandern: Fast jedes Navigationsgerät muss zuerst eine einfache Frage beantworten: Wo bin ich gerade? Dafür ist meist GPS zuständig. Die Abkürzung steht für Global Positioning System, ein satellitengestütztes Ortungssystem der USA. Im Alltag wird der Begriff oft für die gesamte Satellitennavigation verwendet, obwohl heutige Geräte meist mehrere Systeme gleichzeitig nutzen. Hier erfahren Sie, wie die Technik arbeitet, was sie leisten kann und wo ihre Grenzen liegen.
Was GPS leistet und was nicht
GPS liefert vor allem Ihre Position, die Höhe und eine sehr genaue Uhrzeit. Aus den Positionsänderungen lassen sich außerdem Tempo und Fahrtrichtung ableiten. Alles Weitere übernimmt Ihr Navi oder Ihre App:
- Kartenmaterial: Erst die gespeicherten oder geladenen Karten machen aus Koordinaten eine Straße, einen Radweg oder einen Wanderpfad.
- Routenberechnung: Die Software ermittelt den Weg und berücksichtigt dabei zum Beispiel Ihr Fahrzeugprofil.
- Verkehrsinformationen: Staumeldungen stammen nicht von den Ortungssatelliten, sondern werden über Radio oder Mobilfunk empfangen.
Wichtig ist auch: Ein reiner GPS-Empfänger sendet nichts an die Satelliten. Er wertet nur deren Signale aus. Wird ein Standort an andere übermittelt, geschieht das über eine zusätzliche Verbindung, etwa per Mobilfunk.
So wird Ihre Position berechnet
Die GPS-Satelliten umkreisen die Erde in rund 20.000 Kilometern Höhe. Sie senden fortlaufend Signale aus, die unter anderem ihre Bahndaten und einen hochpräzisen Zeitstempel ihrer Atomuhren enthalten. Ihr Gerät misst, wie lange ein Signal bis zu ihm unterwegs war, und errechnet daraus die Entfernung zum jeweiligen Satelliten.
Mit den Abständen zu mehreren Satelliten lässt sich der eigene Standort eingrenzen. Für eine dreidimensionale Position braucht der Empfänger mindestens vier Satelliten. Der vierte ist nötig, weil die einfache Uhr im Navi längst nicht so genau läuft wie eine Atomuhr. Der Zeitfehler wird deshalb einfach mitberechnet. Das ist entscheidend, denn die Signale bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit: Schon winzige Abweichungen bei der Zeit würden die Position deutlich verfälschen.
GPS ist nicht allein am Himmel
Neben GPS gibt es weitere weltweit verfügbare Satellitensysteme. Der Oberbegriff dafür lautet GNSS (Global Navigation Satellite System).
| System | Betreiber |
|---|---|
| GPS | USA |
| Galileo | Europäische Union |
| GLONASS | Russland |
| BeiDou | China |
Viele aktuelle Empfänger können mehrere dieser Systeme kombinieren. Das bringt einen spürbaren Vorteil: Es stehen mehr Satelliten zur Auswahl, was besonders dort hilft, wo Teile des Himmels verdeckt sind. Welche Systeme ein Gerät tatsächlich unterstützt, verrät das Datenblatt. Achten Sie dort auf Angaben wie „GNSS“ oder „Multi-GNSS“.
Wie genau ist die Ortung?
Unter freiem Himmel liegt die Abweichung bei üblichen Navis und Smartphones oft im Bereich weniger Meter. Eine feste Zahl gibt es jedoch nicht, denn die Genauigkeit hängt von der Umgebung, der Satellitenposition und der Qualität von Antenne und Empfänger ab. Typische Störquellen sind:
- Tunnel und Parkhäuser: Hier kommen die Signale kaum oder gar nicht an. Manche Geräte und fest eingebaute Systeme schätzen die Position dann anhand zusätzlicher Sensoren oder Fahrzeugdaten weiter.
- Hochhausschluchten: Signale werden an Fassaden reflektiert und legen dadurch einen längeren Weg zurück. Die Position kann dann springen oder auf der Parallelstraße landen.
- Dichter Wald und enge Täler: Laub, Fels und Berghänge schwächen Signale oder verdecken Satelliten. Das ist vor allem beim Radfahren und Wandern relevant.
- Beschichtete Windschutzscheiben: Metallhaltige Beschichtungen, etwa bei wärmedämmendem Glas, können den Empfang abschwächen. Oft ist dafür ein ausgesparter Bereich vorgesehen. Im Zweifel hilft ein Blick in die Betriebsanleitung des Fahrzeugs.
Was das für die Praxis bedeutet
Sie müssen die Technik nicht im Detail kennen, um besser mit ihr zurechtzukommen. Diese Punkte helfen im Alltag:
- Geben Sie dem Gerät freie Sicht: Bringen Sie mobile Navis möglichst so an, dass die Antenne viel Himmel erfasst und zugleich Ihre Sicht nicht behindert wird.
- Haben Sie nach dem Einschalten etwas Geduld: Nach längerer Pause oder einem Ortswechsel kann die erste Standortbestimmung länger dauern. Smartphones nutzen dafür oft Hilfsdaten aus dem Internet.
- Halten Sie Software und Karten aktuell: Auch eine exakte Position nützt wenig, wenn die Karte neue Straßen oder geänderte Verkehrsführungen nicht kennt.
- Planen Sie draußen mit Reserve: Nehmen Sie auf anspruchsvollen Touren eine Offline-Karte und eine Lademöglichkeit mit. Häufige Positionsaufzeichnung kann den Akku stärker belasten.
Häufige Fragen
Kostet die GPS-Nutzung etwas?
Nein, für den Empfang der Satellitensignale fallen keine Gebühren an. Kosten können aber für Geräte, Karten-Abos, Zusatzdienste oder mobile Daten entstehen.
Funktioniert GPS ohne Internet?
Ja, die Ortung selbst braucht keine Internetverbindung. Damit die Navigation funktioniert, müssen die Karten jedoch auf dem Gerät gespeichert sein. Live-Verkehrsdaten benötigen in der Regel eine Datenverbindung.
Stört schlechtes Wetter den Empfang?
Regen und Wolken wirken sich im Alltag meist kaum aus. Häufiger sind Hindernisse wie Gebäude, Bäume oder Felswände die Ursache für ungenaue Positionen.
Warum zeigt das Navi manchmal die falsche Straße an?
Das passiert oft bei eng nebeneinanderliegenden Straßen, etwa an Autobahnkreuzen oder zwischen hohen Häusern. Schon eine kleine Abweichung reicht dann aus, damit die Software Sie der falschen Fahrbahn zuordnet. Meist korrigiert sich die Anzeige nach kurzer Strecke von selbst.
