Wie findet ein GPS-Gerät präzise seinen Standort auf der Erde? Diese Arbeit geht über die bloße Theorie hinaus und beleuchtet die mathematischen Prozesse, die hinter der Positionsbestimmung stecken. Von der Berechnung der GPS-Koordinatensysteme bis hin zur Berücksichtigung atmosphärischer Einflüsse wird Schritt für Schritt erklärt, wie globale Navigationstechnologien funktionieren. Dabei werden auch die Störungsquellen wie Satellitenfehler, Ausbreitungsfehler und den Empfängerfehler analysiert, die die GPS-Genauigkeit beeinträchtigen können.
Ergänzt wird die theoretische Analyse am Ende durch spannende Experimente, die die Genauigkeit moderner GPS-Sensoren in der Praxis überprüfen. Dieses Werk verbindet komplexe Wissenschaft mit anschaulichen Beispielen. Eine unverzichtbare Lektüre für Technikinteressierte und Neugierige, die den Geheimnissen des GPS auf den Grund gehen wollen.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Funktionsweise des GPS
- 2.1 Segmente
- 2.1.1 Weltraumsegment
- 2.1.2 Kontrollsegment
- 2.1.3 Benutzersegment
- 2.2 Positionsbestimmung
- 2.2.1 Positionsbestimmung im 2D-Raum
- 2.2.2 Korrektur des Uhrenfehlers im Empfängergerät
- 2.2.3 Positionsbestimmung im 3D-Raum
- 2.3 Bezugssysteme
- 2.4 Störungen
- 2.4.1 Satellitenfehler
- 2.4.2 Ausbreitungsfehler
- 2.4.3 Empfängerfehler
- 2.1 Segmente
- 3 Experimente
- 3.1 Exkurs: Koordinatensysteme
- 3.1.1 Geographische Koordinaten
- 3.1.2 Kartesische Koordinaten
- 3.2 Ermittlung der absoluten Genauigkeit des Empfängers
- 3.3 Ermittlung der relativen Positionsgenauigkeit
- 3.4 Ermittlung von Streckenlängen
- 3.1 Exkurs: Koordinatensysteme
- 4 Schluss
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Seminararbeit zielt darauf ab, die Funktionsweise des Global Positioning Systems (GPS) zu erläutern und die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu analysieren. Dabei werden sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Experimente betrachtet.
- Funktionsweise des GPS-Systems
- Positionsbestimmung im 2D und 3D Raum
- Einflussfaktoren und Störungen auf die Genauigkeit
- Analyse der Genauigkeit durch Experimente
- Bezugssysteme in der Positionsbestimmung
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik des GPS ein und erläutert dessen Bedeutung als weltweit wichtige Technologie zur Positionsbestimmung. Sie hebt die anfängliche, auf militärische Zwecke beschränkte Nutzung hervor und beschreibt die Entwicklung hin zur zivilen Nutzung mit verbesserter Genauigkeit seit dem Jahr 2000. Die Einleitung skizziert den Aufbau der Seminararbeit: Erläuterung der Funktionsweise des GPS, Betrachtung relevanter Störfaktoren und die praktische Umsetzung der Theorie anhand von Experimenten zur Genauigkeitsanalyse.
2 Funktionsweise des GPS: Dieses Kapitel beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise des GPS-Systems. Es unterteilt das System in drei Segmente: das Weltraumsegment mit den Satelliten, das Kontrollsegment für die Datenüberwachung und -korrektur, und das Benutzersegment mit den GPS-Empfängern. Die Positionsbestimmung wird detailliert erklärt, beginnend mit der zweidimensionalen Trilateration und ihrer Erweiterung auf drei Dimensionen. Es werden die verwendeten Bezugssysteme und mögliche Störfaktoren (Satellitenfehler, Ausbreitungsfehler, Empfängerfehler) erläutert. Der Fokus liegt auf dem Verständnis der Signalübertragung, der Datenverarbeitung und den Herausforderungen bei der präzisen Positionsbestimmung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Thema der Seminararbeit?
Die Seminararbeit behandelt die Funktionsweise des Global Positioning Systems (GPS) und analysiert die Genauigkeit der Positionsbestimmung. Es werden sowohl theoretische Grundlagen als auch praktische Experimente betrachtet.
Welche Themen werden in der Seminararbeit behandelt?
Die Seminararbeit behandelt folgende Themen: Funktionsweise des GPS-Systems, Positionsbestimmung im 2D und 3D Raum, Einflussfaktoren und Störungen auf die Genauigkeit, Analyse der Genauigkeit durch Experimente und Bezugssysteme in der Positionsbestimmung.
Was ist der Inhalt des ersten Kapitels (Einleitung)?
Die Einleitung führt in die Thematik des GPS ein und erläutert dessen Bedeutung als weltweit wichtige Technologie zur Positionsbestimmung. Sie beschreibt die Entwicklung von militärischer zur zivilen Nutzung und skizziert den Aufbau der Seminararbeit.
Was ist der Inhalt des zweiten Kapitels (Funktionsweise des GPS)?
Dieses Kapitel beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise des GPS-Systems, unterteilt in Weltraumsegment, Kontrollsegment und Benutzersegment. Die Positionsbestimmung (2D und 3D) wird detailliert erklärt, ebenso die verwendeten Bezugssysteme und Störfaktoren.
Welche Segmente werden im GPS-System unterschieden?
Es werden drei Segmente unterschieden: das Weltraumsegment (Satelliten), das Kontrollsegment (Datenüberwachung und -korrektur) und das Benutzersegment (GPS-Empfänger).
Welche Störfaktoren können die Genauigkeit des GPS beeinflussen?
Mögliche Störfaktoren sind Satellitenfehler, Ausbreitungsfehler und Empfängerfehler.
Welche Experimente werden in der Seminararbeit durchgeführt?
Die Experimente umfassen die Ermittlung der absoluten Genauigkeit des Empfängers, die Ermittlung der relativen Positionsgenauigkeit und die Ermittlung von Streckenlängen.
Welche Koordinatensysteme werden im Exkurs behandelt?
Es werden geographische und kartesische Koordinaten behandelt.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2020, Die mathematische Funktionsweise und Genauigkeit des GPS-Sensors, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1523643
