Navigation einst und heute

Landgestützte Funkortungs- und Navigationssysteme für die Luft- und Seefahrt wurden vor allem während der Weltkriege entwickelt. Fortschritte in der Raumfahrttechnologie und der Halbleitertechnik revolutionierten schließlich die gesamte Navigation: 1960 nahm die US-Navy ein erstes, zunächst mit vier Satelliten arbeitendes Satellitennavigationssystem in Betrieb (TRANSIT). Seit 1993, seit dem Abschluss der Ausbauphase, versorgt das durch die USA installierte und betriebene satellitengestützte Navigationssystem „Global Positioning System“ (GPS) Nutzer auf der ganzen Welt mit Positionsangaben (geographische Länge, Breite und Höhe) und Zeitinformationen. Außerdem kann die Geschwindigkeit des Empfängers berechnet werden. Voraussetzung ist der Sichtkontakt zu mindestens vier der 24 installierten Satelliten. Grundlagen des GPS Die Satelliten senden aus ca. 20.000 km Höhe Daten mittels hochfrequenter Radiowellen zur Erde. Diese Informationen beinhalten die eigenen Orbitaldaten des sendenden Satelliten sowie die Umlaufdaten der anderen Satelliten und präzise Zeitsignale. Daraus ergibt sich die exakte Position des Satelliten. Das Ortungsverfahren des Global Positioning Systems beruht auf dem Prinzip der Entfernungsbestimmung durch Messung der Laufzeit von Signalen zwischen mehreren Bezugspunkten – den sendenden Satelliten, deren Position exakt bekannt ist – und dem Empfänger. Für die Lokalisierung des Empfängers sind drei Satelliten (Bezugspunkte) mit bekannter Position notwendig. Moderne GPS-Empfänger arbeiten mit zwölf (ältere mit acht) Kanälen. Vier werden für die eben beschriebene Positionsbestimmung genutzt, die restlichen dienen vereinfacht gesagt zusätzlichen Messungen zur Korrektur und Überwachung. Seit 2000 senden die Satelliten fortwährend Daten aus, die theoretisch eine Positionsbestimmung mit der Genauigkeit von +/- 3 m erlauben. Das US-Verteidigungsministerium ist allerdings in der Lage, die Signale so zu verfälschen, dass die Genauigkeit nur bei +/- 100 m oder weniger liegt. Dies wird insbesondere in militärischen Konfliktgebieten praktiziert.

GPS in der Praxis

Die GPS-Technik wird heute genutzt:

1. zur Positionsbestimmung (inkl. genauer Höhenangabe)
2. zur Navigation
3. zum Tracking (Aufzeichnung des zurückgelegten Wegs)
4. für die Kartographie
5. zur Zeitbestimmung

Begibt sich heute ein Reisender mit einem modernen GPS-Gerät auf den Weg, ist er in der Lage, unter freiem Himmel jederzeit und an jedem Ort der Welt seine exakte Position und die genaue Zeit zu bestimmen. Er kann außerdem je nach Ausstattung des Geräts seine zurückgelegte Route dokumentieren, zurück- oder nachfahren oder auf der Grundlage des im Gerät gespeicherten Kartenmaterials navigieren. In Kombination mit einem Funkgerät (sog. GPS-Handys) kann er außerdem im Rahmen der Reichweite des Funkgeräts die eigene Position an andere übermitteln.

GPS-Handgeräte

Die einfacheren (und preiswerteren) GPS-Handgeräte beschränken sich auf die Funktionen Positionsbestimmung und Tracking – der zurückgelegte Weg wird durch das Anlegen von Wegpunkten aufgezeichnet und kann z.B. mit Symbolen versehen werden, damit eine bzw. mehrere Routen weitere Male nachvollzogen werden können. Außerdem kann eine bestimmte Anzahl von Wegpunkten zu einer umkehrbaren Route verbunden werden, so dass man sich den Weg zum Ausgangspunkt zurück leiten lassen kann. Das „eTrex“ der Firma Garmin kostet beispielsweise 339 Euro.  Die nächste Geräte-Stufe kann mit externen Wegpunkt-Daten (Städtedatenbank, Points of Interest) zur Routenerstellung gefüttert werden. Dazu gehören z. B. weitere Geräte der „eTrex“- Familie ab 449 Euro. Die anspruchvollsten GPS-Geräte sind ganz auf die Kartendarstellung ausgerichtet. Waren Straßennavigationsgeräte längere Zeit den Luxuslimousinen vorbehalten, gibt es inzwischen auch Handgeräte, die z. B. Radfahrer oder Wanderer über Straßen, Nebenstraßen und sogar durch das Gelände navigieren. Zu diesem Zweck sind sie mit einer Basiskarte ausgestattet, i.d.R. einer Europakarte, die mindestens Informationen zu Grenzen, Überlandstraßen, Orten, Flüssen und Küstenlinien enthält.

Basiskarte oder Feindaten

Da den Radwanderer mehr als nur die Überlandstraßen interessieren, sollte er sich ein Gerät anschaffen, auf das zusätzliche regionale Feindaten gespielt werden können. Dafür sind gewisse Voraussetzungen zu erfüllen. Die Feindaten sind z. B. auf CD-ROM erhältlich und müssen via PC auf das Handgerät geladen werden. Die Speicherkapazität entscheidet dann über das Ausmaß des mit Feindaten abgedeckten Gebiets. Auf das „GPS V“ der Firma Garmin können in den 19 MB-Speicher z. B. ca. 15 % der Fläche Deutschlands geladen werden. Für dieses Gebiet sind dann bis hin zu unasphaltierten Feldwegen alle für den Radwanderer relevanten Informationen enthalten. Ein einfacheres GPS-Navigationsgerät mit Kartenfunktion ist z. B. das „eMap“ von Garmin. Mit 115 MB Speicher Grundausstattung kostet es 599 Euro. Die „Luxusklasse“ der GPS-Geräte mit Kartendarstellung zeigt nicht nur die Richtung zum Ziel an, sondern berechnet außerdem den Weg zum Ziel. Das „GPS V“ von Garmin zeigt Abzweigung für Abzweigung mit abgewinkelten Pfeilen an; ein Tonsignal informiert über die Annäherung an und das Erreichen der Abbiegung etc. Für diesen Luxus muss man allerdings 889 Euro berappen.