GPS-Empfänger – Funktionsweise und Verwendungszweck

Die Nutzung des GPS-Satellitensystems ist nur möglich, wenn der Anwender über einen entsprechenden Empfänger verfügt. Hierbei handelt es sich meist um ein kleines handliches Gerät, welches die Signale der GPS-Satelliten empfangen kann, um die aktuelle Position zu ermitteln. Diese Informationen werden dann an ein entsprechendes Endgerät gesendet und können ausgewertet werden.

Funktionsweise von GPS

Das Satellitensystem GPS ist ein globales Netzwerk aus Satelliten, die konstant ein Signal aussenden, welches weltweit auf der Erde empfangen werden kann. Durch die Zeitdifferenz dieses Signals werden Entfernungen und Richtungen berechnet, somit kann man dieses System zur Ortung anwenden. Die genausten Ergebnisse erhält der Anwender bei einer Nutzung im Freien, dicke Wände oder Garagen bieten selten ein ausreichend klares Signal. Die Anwendung im Gebirge, in Wäldern oder in Großstädten liefert ebenfalls kein exaktes Ergebnis, da Gebäude, Berge oder Wälder das Signal und somit das Ergebnis der Berechnung verfälschen können. Besonders guter GPS-Empfang ist vor allem bei freier Sicht gegeben.

GPS-Empfänger werden meist im Rahmen einer Ortung nötig und müssen hierzu mit einem Endgerät kommunizieren, dies sind meist Mobilfunkgeräte. Um eine Position zu ermitteln wird der GPS-Empfänger, oft in Form eines GPS-Trackers am gewünschten Ort oder Gegenstand platziert. Dieser Empfänger wird nun mit einem Endgerät vernetzt, dieses erhält dann die Ergebnisse der Ortungen.

Verwendung von GPS-Empfängern

GPS-Empfänger, oder auch GPS-Tracker genannt, können nicht nur zur Positionsbestimmung von Personen, Tieren oder Gegenständen angewendet werden. Der Einsatz von Geräten zur Ortung kann auch dem Diebstahlschutz oder der Verfolgung von Fahrzeugen dienen. Kleine Tracker und Empfänger werden im entsprechenden Fahrzeug platziert und ermöglichen somit eine umfassende Kontrolle.

Besonders bei Sportlern werden GPS-Empfänger häufig angewendet, sie ermöglichen eine genaue Auswertung zurückgelegter Strecken, anhand dieser können Fitness-Fans ihre persönlichen Ziele selbst setzen und verfolgen. Wanderer profitieren von der Anwendung von GPS-Empfängern im Rahmen der Routenführung, der kleine Empfänger kann stets genau wiedergeben, wo man sich aktuell befindet, somit kann schnell die beste Route ermittelt werden. Speziell beim Geocaching, einer modernen Form der Schnitzeljagd, werden GPS-Geräte genutzt, sie sind sogar Voraussetzung, mithilfe von GPS-Koordinaten wird der Nutzer zum Standort des Verstecks geführt.

Unterschiedliche Empfängerklassen

Die Hersteller bieten Interessierten unterschiedliche Produkte und Modelle, je nach Anwendungsgebiet. Die bekannteste Form ist das klassische Navigationsgerät, welches auf Fahrradtouren oder im Auto mitgeführt wird, die Route für den Fahrer ermittelt und der reinen Navigation dient. Diese Navigationsgeräte können extern mitgenommen werden, sind aber in modernen Fahrzeugen meist integriert. Im Gegensatz zu kleinen GPS-Empfangsgeräten verfügen Navigationssysteme über ein Display, der dem Nutzer eine elektronische Karte zur Verfügung stellt. Kleine Geräte verzichten auf diese Visualisierung, sie bieten keine digitale Karte und benötigen zusätzlich ein Endgerät, beispielsweise ein Tablet oder andere Mobilfunkgeräte. Besonders kleine Empfänger, auch GPS-Maus genannt, verfügen über keine Benutzeroberfläche. Die GPS-Maus speichert fortlaufende Positionsdaten und kann diese via Bluetooth an ein externes Gerät zur Verarbeitung senden, dieses kann die GNSS-Daten anschließend aufbereiten und auswerten.

Eine weitere Version sind GPS-Logger, diese speichern ebenfalls alle Koordinaten im Rahmen der zurückgelegten Strecke und können über eine entsprechende Schnittstelle ausgelesen werden, hierzu ist ebenfalls ein externes Gerät notwendig. Besonders exakte Ortungen sind mit Präzisionsgeräten möglich, diese verfügen über mindestens eine externe Antenne und ermitteln Positionsdaten von besonderer Genauigkeit. Mit Nachberechnungen und korrigierenden Signalen ist eine Genauigkeit bis auf einen Zentimeter möglich, hierzu verwenden diese Geräte Signale aller verfügbaren GNSS-Satelliten.

All diese Geräte nutzen das zur zivilen Nutzung freigegebene Signal, kurz L1. Das amerikanische GPS-System wurde anfangs für die militärische Nutzung eingeführt, ebenso wie das russische Satellitensystem. Militärische Geräte können zusätzlich ein weiteres Signal nutzen, der Schlüssel für die Dekodierung ist jedoch nur US-Streitkräften vorbehalten.

Ortung von Tieren, Gegenständen und Personen

Eine weitere Möglichkeit der Nutzung ist die Ortung von Personen, hier ist jedoch einiges zu beachten, da die Personenortung stets der Zustimmung der Person bedarf. Personenortungen finden vor allem bei kleinen Kindern oder Senioren Anwendung, diese Maßnahme ermöglicht Freiräume und Privatsphäre, bietet jedoch den Betroffenen und Angehörigen zusätzliche Sicherheit.

Kleine Empfänger können zur Ortung von Tieren angewendet werden, beispielsweise Katzen, Hunde oder Pferde. Hierzu sind spezielle GPS-Tracker erhältlich, die meist am Halsband oder Geschirr des Tieres angebracht werden, sie sind besonders leicht und stören nicht im Alltag.

Diese GPS-Tracker benötigen zwingend ein zusätzliches Endgerät für die Nutzung, auf dem die zugehörige App installiert wird. Hier muss sich der Nutzer mit seiner E-Mail-Adresse registrieren und kann jede gewünschte Einstellung selbstständig anpassen.

Meist können hier neben der reinen Ortung noch weitere Alarme eingestellt werden, beispielsweise kann ein Radius festgelegt oder eine virtuelle Grenze gezogen werden. Wird ein solcher Alarm ausgelöst, erstellt die App eine entsprechende Meldung und warnt den Nutzer. So hat der Anwender die Möglichkeit Gefahrenzonen zu markieren und in Notsituationen entsprechend zu handeln, zusätzlich erfolgt eine Benachrichtigung via E-Mail.

Vorteile GNSS-Empfänger

GNSS-Empfänger bieten dem Nutzer verschiedene Vorteile und können in vielen Lebenslagen zur Positionsbestimmung angewendet werden. Moderne Geräte sind besonders klein und leicht, jedoch auch sehr robust und können somit auf Spaziergängen und im Freien genutzt werden. Unter guten Voraussetzungen liefern auch günstige Geräte genaue Daten, diese stehen dem Nutzer unmittelbar zur Verfügung und können schnell ausgewertet werden. Dank der kompakten Größe und dem geringen Gewicht können sie jederzeit mitgeführt und genutzt werden. Vor dem Kauf muss zusätzlich die Stromversorgung geprüft werden, einige Geräte verfügen über einen Akku, der regelmäßig aufgeladen werden muss, fest verbaute Geräte stehen in direkter Verbindung zum Strom, beispielsweise zum Tracking in Fahrzeugen.