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Globales Positionssystem (GPS), GPS-Empfänger und Geocaching
Globales Positionssystem (GPS):
Das Globale Positionssystem (engl. Global Positioning System, abgekürzt GPS) dient der Positionsbestimmung und Navigation sowohl auf der Erde als auch in der Luft durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten. Die im Erdorbit kreisenden Satelliten teilen über Funk ihre genaue Position und Uhrzeit mit. Zur Positionsbestimmung muss ein Empfänger die Signale von mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen. Im Gerät werden dann die jeweiligen Signallaufzeiten (von den Satelliten zur Empfangsantenne) errechnet. Daraus werden dann die aktuelle Position (inklusive der Höhe) und die genaue Empfängeruhrzeit ermittelt.
Bei einer Flughöhe von ca. 25.000 km wird eine Konstellation von 24 bis 30 Satelliten verwendet. Damit soll sichergestellt werden, dass die Empfangsgeräte – auch bei nicht vollkommen freier Sicht zum Horizont – möglichst immer Signale von mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen können.
GPS ist nur eines von mehreren vorhandenen Navigationssatellitensystemen. Allerdings ist es derzeit am weitesten verbreitet und ausgereift. So sind Empfänger für andere Systeme fast immer Multigeräte, die auch die Ortung über GPS ermöglichen. Häufig wird der Begriff GPS in der Öffentlichkeit als Sammelbezeichnung für alle Systeme gebraucht (wie Tempo für Papiertaschentuch).
GPS-Empfänger / -Navigation:
Ein Empfänger ist ein elektronisches Gerät, welches anhand von Satellitensignalen an jedem Punkt der Erde die ungefähre Position (bei Handgeräten mit einer Genauigkeit von ca. 2-20 m) bestimmen kann. Werden GPS-Empfänger mit einer elektronischen Karte kombiniert, spricht man von einem GPS-Navigationssystem.
Die Koordinaten werden üblicherweise in Länge und Breite angegeben. Dabei steht der Längen- bzw. Breitengrad am Anfang, meist gefolgt von der genaueren Angabe von (Bogen-)Minute bzw. Sekunde (z.B. im Format N12°34.678 W123°45.678).
Um diese (Bogen-)Minute bzw. Sekunde in Meter Angaben umzurechnen, muss zwischen geographischer Länge und Breite unterschieden werden.
Bei Längengraden (also in Nord-Süd-Richtung) wird als Erdumfang etwa 40.000 km angenommen. Hier entspricht eine Bogenminute einer Strecke von 40.000 km/360°/60' = 1851,851 m (= eine Nautische Meile). Die Sekunde wären entsprechend 30,86 m.
Bei Breitengraden (also in West-Ost-Richtung) ist zu beachten, dass der Erdumfang vom Äquator zu den Polen hin abnimmt. Der Erdumfang beträgt am Äquator ca. 40.078 km (somit der Radius ca. 6.378 km). Dementsprechend beträgt der Radius ober- und unterhalb des Äquators 6.378 km * cos (Breitengrad).
Für Deutschland ergeben sich aus der Lage zwischen 47° und 55° nördlicher Breite folgende Werte:
Breitengrad Längenminute Längensekunde
N47° 1.265 m 21,08 m
N51° 1.167 m 19,45 m
N55° 1.064 m 17,73 m
Ähnlich wie fürs Autofahren nicht der komplette Einblick in Motoren- und Fahrzeugtechnik erforderlich ist, kann GPS und ein GPS-Empfänger selbstverständlich auch fürs Geocaching genutzt werden, ohne alle (technischen) Details zu wissen oder zu verstehen.
Wichtig ist, einen Wegpunkt (engl. "waypoint") eingeben und die daraufhin angezeigte Richtung lesen zu können. So kann vom aktuellen Standort zu einem anderen Ort navigiert werden.
Obwohl ein einfacher Empfänger reicht, sind GPS-Geräte auch mit Zusatzfunktionen ausgestattet wie topografische Karten, eingebautem Kompass, Sprachnavigation, Straßenkarten und Routensuchfunktionen. Manche davon dienen mehr der Bequemlichkeit, andere erleichtern die Orientierung im Gelände.
Nahezu jeder -Empfänger verfügt über einen Energiesparmodus, bei dem der Empfänger periodisch für kurze Zeit ein- und einige 100 ms lang ausgeschaltet wird. In der kurzen Zeit in der der Empfänger eingeschaltet ist, muss ein zuverlässiges Satellitensignal vorhanden sein. Unter Bäumen und in der Stadt ist dies selten der Fall. Daher sollte man den Sparmodus ausschalten, wenn das -Gerät keine oder nur eine unzuverlässige Position anzeigt, speziell im Wald bei der Suche in unmittelbarer Nähe des Caches.
Geocaching:
Geocaching ist eine moderne Form von Schatzsuche, (Stadtteil-)Rallye oder Schnitzeljagd. Es ist eine in den letzten Jahren kontinuierlich wachsende Freizeitbeschäftigung – allein im Stadtgebiet Braunschweig sind über 500 sog. "Caches" (engl.: verborgene Lager) registriert.
Ausgestattet mit einem satellitengestütztem Positionsgerät, dem GPS-Empfänger, und den Koordinaten eines "Schatzes" (meist aus dem Internet) kann man Behälter finden, die jemand anderes an – oft ungewöhnlichen – Plätzen versteckt hat.
Dabei reicht das Spektrum von leicht erreichbaren Einzeldosen über sog. „Multis, bei denen es einer Kette von Stationen mit Hinweisen - bspw. mit Rätseln, Beobachtungsfragen oder einfach nur neuen Koordinaten – mit dem eigentlichen Versteck („Final) an deren Ende zu folgen gilt, bis hin zu Caches, die nur mit Spezialausrüstung (zum Klettern, Tauchen oder mit Fahrzeugen wie Booten) zu erreichen oder vorher Nachforschungen und erhebliche Knobelei am Schreibtisch zum Herausfinden der Startkoordinaten erfordern.
So kann das Finden eines Caches eine Sache von Minuten oder wochenlanger Vorbereitung sein.
Auch die Größe der zu findenden Behälter variiert stark von Daumennagel großen „Nanos bis hin zu „Large, größeren Kisten mit viel Platz.
Caches werden üblicherweise anhand des Schwierigkeitsgrades der Wegstrecke und des Geländes (Terrain) sowie des Schwierigkeitsgrades der Aufgaben (Difficulty) bewertet, um den ungefähren Aufwand für die Suche anzudeuten. Höchstbewertung ist jeweils die fünf.
Quellen und Geocaching-Seiten im Netz (z.T. mit gutem Ăśberblick):
www.geocaching.de
www.geocaching.com
www.opencaching.de
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