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Quelle: e-recht24.de

Koordinatensysteme und GPS

Dieses E-Learning Modul will in Grundlagen der Standortbestimmung mit GPS einführen, wobei u.a. mehrere Themenbereiche abgedeckt werden:

    Funktionsprinzip des Global Positioning Systems
    Geodätische Grundlagen
    Koordinatensysteme der Landesvermessungen
    Koordinatenumrechnungen

Diese Einführung bereitet Grundlagen zur Arbeit mit Koordinatensystemen auf, die vor allem bei der mobilen Datenerfassung sowie in Geoinformationssystemen genutzt werden können.

Positionsberechnung

Bei der Positionsberechnung liegen zunächst vier Unbekannte vor:

\(\Large X_e\) - X-Empfängerkoordinate in einem kartes. Koordinatensystem

\(\Large Y_e\) - Y-Empfängerkoordinate in einem kartes. Koordinatensystem

\(\Large Z_e\) - Z-Empfängerkoordinate in einem kartes. Koordinatensystem

\(\Large \Delta t\) - Ungenauigkeit der Quarzuhr des Empfängers

Somit muss ein Gleichungssystem mit vier Unbekannten aufgestellt werden. Zur Standortbestimmung werden daher mindestens vier Pseudoentfernungen zu verschiedenen Satelliten benötigt:

\(\Large {[(\Delta T_1+\Delta t)c]}^2=(X_1-X_e)^2+(Y_1-Y_e)^2+(Z_1-Z_e)^2\)
\(\Large {[(\Delta T_2+\Delta t)c]}^2=(X_2-X_e)^2+(Y_2-Y_e)^2+(Z_2-Z_e)^2\)
\(\Large {[(\Delta T_3+\Delta t)c]}^2=(X_3-X_e)^2+(Y_3-Y_e)^2+(Z_3-Z_e)^2\)
\(\Large {[(\Delta T_4+\Delta t)c]}^2=(X_4-X_e)^2+(Y_4-Y_e)^2+(Z_4-Z_e)^2\)

Dabei sind:

\(\Large \Delta T_1,\Delta T_2,\Delta T_3,\Delta T_4\) die gemessenen Laufzeiten der Satellitensignale

\(\Large c\) die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals im Vakuum

\(\Large (X_1,Y_1,Z_1),(X_2,Y_2,Z_2),(X_3,Y_3,Z_3),(X_4,Y_4,Z_4)\)
die bekannten Koordinaten der Satelliten die mit den Satellitensignalen übertragen werden

\(\Large (X_e,Y_e,Z_e)\) die unbekannten Koordinaten des Empfängers

\(\Large \Delta t\) der unbekannte Zeitfehler des Empfängers

Das nichtlineare Gleichungssystem liefert die Grundlage zur Berechnung der Empfängerkoordinaten. Dabei sind zumeist mehr als vier Satelliten zu berücksichtigen, so dass das Gleichungssystem überbestimmt ist und Ausgleichsrechnungen durchgeführt werden. Nach Abschluss der Rechnungen liegen die Koordinaten des Standortes des Empfängers in einem kartesischen Koordinatensystem vor, in dessen Ursprung das Massezentrum der Erde liegt.

Diese Informationen müssen in ein Benutzer-Koordinatensystem umgerechnet werden.

Einleitung und Ziele

Hinweis:
Ein GPS-Modul im Kontext "Mobile Umweltbildung", das in Teilen auf diesem basiert / aufbaut, finden Sie in den Materialien der Webpräsenz des DBU-Projektes qualimobil.

Näher gebracht werden Grundlagen der Standortbestimmung mit GPS, wobei mehrere Themenbereiche abgedeckt werden:

Funktionsprinzip des Global Positioning Systems
Geodätische Grundlagen
Koordinatensysteme der Landesvermessungen
Koordinatenumrechnungen

Diese Einführung bereitet Grundlagen zur Arbeit mit Koordinatensystemen auf, die vor allem bei der mobilen Datenerfassung sowie in Geoinformationssystemen genutzt werden können.

Diese Inhalte basieren auf dem E-Learning Modul GPS und Koordinatensysteme des Projektes FerGI.

Weitere Informationen: iapg.jade-hs.de/fergi

Herbstakademie 2013 - Uni Osnabrück / IGF / Ursulaschule

Willkommen auf der Projektseite von "Kurs 3: Geographie: Grundlagen der Geoinformatik" im Rahmen der Herbstakademie 2013 der Universität Osnabrück durchgeführt vom ehemaligen Institut für Geoinformatik und Fernerkundung und vom Gymnasium Ursulaschule Osnabrück. Diese Seiten stellen einen Rückblick dar mit Materialien und Ergebnissen.

Herzlichen Dank an alle, die teilgenommen haben!

Teilnehmer/innen der Herbstakademie 2013

Die Herbstakademie Osnabrück ist eine Kooperation zur Förderung besonders begabter, motivierter und leistungsfähiger Schülerinnen und Schüler, die von den beteiligten Schulen, Universität und Hochschule Osnabrück sowie der Stadt Osnabrück und dem Landkreis Osnabrück getragen wird.

Quelle: Zentrale Studienberatung Osnabrück

Kursleitung:
Prof. Dr. de Lange, Universität Osnabrück - Christian Plass - André Hermes, Ursulaschule Osnabrück