Ephemeriden
Jun
GPS-Systeme ermöglichen dem Nutzer eine leichte Ortung und Navigation, was hierzu jedoch im Hintergrund geschieht, bleibt dem Anwender meist verborgen. Ephemeriden spielen in diesem Zusammenhang eine große Rolle und sind für ein funktionierendes GPS-System zwingend notwendig.
Der Begriff Ephemeriden bedeutet soviel wie “für einen Tag”, es handelt sich hierbei um Positionswerte astronomischer Objekte im Bezug auf das verwendete Koordinatensystem. Bei Satelliten beschreiben Ephemeriden die scheinbare Umlaufbahn, der Name drückt aus, dass solche Positionsangaben in der Regel jeweils für einen Tag gemacht. Die Berechnung findet mittels Bahnelementen statt, mithilfe von Tabellen und aktuellen Positionswerden von Sonne, Mond, Planeten und Kometen.
Bedeutung von Ephemeriden für GPS und Anwendung
Bei Navigationssystemen wie GPS oder GNSS beschreiben Ephemeriden die Umlaufbahn, diese Daten sind Bestandteil des von jedem Satelliten ausgestrahlten Signals. Diese Daten werden anschließend als Grundlage zur Berechnung der Empfängerposition verwendet.
Für die Abschätzung einer Kollision zweier Körper im Sonnensystem ist es erforderlich, die Positionen der Körper und die zeitliche Entwicklung genau zu kennen. Daher werden solche Kataloge für Asteroiden angelegt, um deren meist nur unzulänglich bekannte Bahndaten genauer bestimmen zu können. Das ist vor allem wichtig für Erdbahnkreuzer, da ein Einschlag auf der Erde eine Bedrohung darstellt. Eine besondere Bedeutung unter anderem für Fotografen hat die Uhrzeit und Position des Sonnenauf- und Untergangs an einem speziell gewählten Ort, diese ist für viele Personen ebenfalls von Interesse. Mithilfe dieser Berechnung kann auch die Effektivitätsberechnung von Solaranlagen ausgelegt werden. Auch Architekten nutzen diese Daten zur Abschätzung des Sonneneinfalls in ein Gebäude.
Die Ephemeridenrechnung
Basierend auf tatsächlich beobachteten Positionen von Himmelskörpern und der Gravitationstheorie findet die Berechnung von Ephemeriden statt. Um fortlaufen aktuelle Werte zu erhalten, werden zu erwartende Störungen der Bahn mit berücksichtigt. Aufgrund dessen werden spezielle Rechenmodelle aufgestellt, beispielsweise die Planetentheorie, diese ermittelt die Störungstheorie.
Zeitbezug und Tafelintervalle von Ephemeriden
Die Bahngeschwindigkeit und Änderungsrate beeinflussen die Tafelintervalle maßgeblich, bei Fundamentalsternen und entfernte Planeten sind es rund 10 Tage, Bei Mond, Sonne und inneren Planeten rechnet man mit rund 1-2 Tagen.
Unterstützung des GPS-Systems
Ephemeriden werden auch von den Satelliten des GPS-Systems gesendet. GPS-Satelliten senden viele Informationen in regelmäßigen Abständen, diese werden von GPS-Trackern empfangen, anhand dieser Daten wird die eigene Position und jede weitere Bewegung zuverlässig berechnet. Ephemeriden sind also von großer Bedeutung für eine korrekte Positionsbestimmung und notwendig für die Funktion eines GPS-Systems.
