Wie funktioniert ein Garmin GPS-System?

Die Empfänger des Garmin Global Positioning System arbeiten mit GPS-Satelliten, die die Erde umkreisen. Diese Satelliten umkreisen die Erde zweimal täglich und senden Signale zurück. Seit 2008 befinden sich 24 GPS-Satelliten im Orbit. Die Umlaufbahnen wurden so angeordnet, dass zu jeder Zeit mindestens vier Satelliten für GPS-Empfänger sichtbar sind. Der Garmin GPS-Empfänger nimmt die Satellitensignale auf und verwendet sie, um den Standort des Benutzers durch einen Prozess namens Trilateration zu triangulieren. Wenn Sie wissen, dass Sie 24 km von Satellit A entfernt sind, könnten Sie sich überall in einer Kugel mit einem Radius von 24 km befinden. Aber wenn Sie wissen, dass Sie 10 Meilen von Satellit B entfernt sind, haben Sie jetzt eine zweite Kugel, die mit der Kugel von Satellit A konvergieren muss. Um eine weitere Triangulation durchzuführen, fügen Sie eine dritte Kugel hinzu, die besagt, dass Sie sich 10 Meilen von Satellit C entfernt befinden. Sie wissen jetzt, dass Sie sich irgendwo in diesem kleinen Bereich befinden, in dem diese drei Sphären zusammenlaufen.

Wenn das Garmin GPS die Informationen von den Satelliten empfängt, vergleicht es sowohl die Sendezeit des Signals (jeweils Satellit hat eine Atomuhr) mit der Uhrzeit, zu der das GPS das Signal empfangen hat, um zu berechnen, wie weit der Satellit derzeit entfernt ist ist. Das GPS muss das Signal von mindestens drei Satelliten empfangen, um seinen Längen- und Breitengrad zu berechnen. Um eine 3D-Position (Höhe) zu berechnen, muss sich das GPS in das Signal eines vierten Satelliten einklinken. Sobald der Empfänger in der Lage ist, den Standort des Benutzers zu bestimmen, kann er die Geschwindigkeit berechnen, mit der der Benutzer unterwegs ist Aktualisiert ständig seine Position mit den Satelliten und berechnet, wie weit der Benutzer wie lange gereist ist Zeit. Wenn der Benutzer einen Zielort eingibt, kann der Empfänger die Entfernung zum Ziel und die Zeit zum Ziel basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit des Benutzers berechnen. Ein Empfänger kann einem Benutzer sogar sagen, wann Sonnenauf- und -untergang an seinem aktuellen Standort stattfinden, da Empfänger wie der Garmin Nuvi mit einer Datenbank mit Sonnenauf- und -untergangszeiten programmiert sind.

Die meisten Garmin-GPS-Systeme sind sehr genau, da sie ein paralleles Mehrkanal-Design haben, das es ihnen ermöglicht, zu sperren beim ersten Einschalten auf ein Satellitensignal umzuschalten und es ihnen zu ermöglichen, diese Verriegelung auch dann aufrechtzuerhalten, wenn sie von hohen Gebäuden umgeben sind oder Bäume. Garmin GPS-Systeme sind in der Regel auf einen Bereich von 15 Metern genau. Garmin GPS-Systeme mit Wide Area Augmentation Systems können auf weniger als drei Meter genau sein. Auch Differential-GPS, das die GPS-Signale korrigiert, kann auf drei bis fünf Meter genau sein. Bestimmte atmosphärische Bedingungen können bei einem GPS-Empfänger zu Ungenauigkeiten führen. Dazu gehören Verzögerungen in der Ionosphäre und Troposphäre, die durch ein verlangsamtes Signal verursacht werden, wenn der Satellit die Atmosphäre durchquert. Das GPS-System verfügt über eine integrierte Maßnahme zur Korrektur dieses Zeitverzögerungsfehlers. Die Anzahl der sichtbaren Satelliten kann sich ebenfalls auf die Genauigkeit auswirken – dichtes Laub und elektronische Interferenzen können dazu führen, dass das GPS weniger Satelliten sieht.