Mit Satelliten navigieren

Navigation per Satellit
Die Illustration zeigt einen Satelliten des GPS-Systems
Credit:

NASA

Von GPS zu Galileo

Ein Tag ohne Satellitennavigation ist kaum noch vorstellbar. Das Navigationssystem im Auto würde die Route nicht mehr anzeigen. Schiffe müssten im Hafen liegen. Das Öl würde knapp, da große Tanker den Weg nur schwer finden. Flugzeuge würden sich verspäten, weil sie auf alte Navigationsmethoden zurückgreifen müssten. Rettungsdienste würden den Weg zu Patienten nicht so schnell finden. Unsere Welt ist stark vom Verkehr abhängig – und der Verkehr von der Satellitennavigation. In 20.000 Kilometern Höhe bewegen sich die Satelliten des amerikanischen Global Positioning Systems (GPS) und auch des europäischen Galileo-Systems, damit wir unsere Position und unseren Weg finden – und das mit einer Genauigkeit von wenigen Metern.

Wie funktioniert ein Navigationssystem?

Navigationssystem
Der Schnittpunkt der drei Kugelschalen um die Satelliten ist die Position des Navigationsgerätes.
Credit:

Trex2001

Ein Navigationssatellit sendet ständig Signale zur Erde, wo sie von unseren „Navis" empfangen werden. Der Satellit kann uns – entgegen Darstellungen in manchen Spielfilmen – nicht orten. Erst die Kombination der Signale von mindestens vier Satelliten ermöglicht die exakte Positionsbestimmung. Das Prinzip ist denkbar einfach: Ähnlich der Entfernungsmessung eines Gewitters – bei der man die Zeit zwischen Blitz und Donner mit der Schallgeschwindigkeit multipliziert – messen Navigationsgeräte die Laufzeit des Signals vom Satelliten zum Empfänger. Die Ausbreitung erfolgt natürlich nicht mit Schall-, sondern Lichtgeschwindigkeit, das sind fast 300.000 Kilometer in der Sekunde! Für die genaue Zeitmessung haben die Satelliten keine einfache Stoppuhr an Bord – sie arbeiten mit modernsten Atomuhren. Diese messen die Zeit auf den fünf Billiardstel Bruchteil einer Sekunde genau.

Geocaching – Schnitzeljagd mit Satellitenunterstützung

Geocaching-Tour
Geocaching-Tour auf dem DLR-Gelände in Neustrelitz

Doch wie verlief die Navigation vor 500 Jahren? Wie konnten Schiffe bei Tag und bei Nacht den Kurs finden, ohne Land in der Nähe? Viele kennen sicher noch den Sextanten, einen Kompass, die Sterne oder auch Längen- und Breitengrade. Wie jedoch ohne die Hilfe eines modernen „Navis" der richtige Weg gefunden werden kann, weiß heute kaum noch jemand. Im DLR_School_Lab Neustrelitz begeben sich die Schülerinnen und Schüler auf eine Reise durch die Geschichte der Navigation. Alte Methoden von der Triangulation bis zum Umgang mit Sextanten werden ihnen vorgestellt. Sie lernen die verschiedenen Kartenbezugssysteme kennen und erfahren mehr über die Arbeitsweise der Satelliten! Nach der Vermittlung des erforderlichen Rüstzeuges wartet eine spannende Geocaching-Tour mit modernen Navigationsgeräten auf die Jugendlichen!

Kontakt

DLR_School_Lab Neustrelitz

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Kalkhorstweg 53, 17235 Neustrelitz