Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

4.7. LOST AND FOUND: GPS-NAVSTAR 211
§ 683 SAR-Lupe wird zusammen mit dem GMES [364] von EuMetSat und den Aufnahmen
der französischen Helios [461] Spionagesatelliten kombiniert werden. Damit entsteht ein
mächtiges europäisches Aufklärungssystem im All – alles natürlich nur, wie auch schon das
Disaster Management im Interesse einer sichereren Welt [331]. Deutschland beteiligt sich
damit erstmals aktiv und offiziell an der Militarisierung des Weltraums – indirekte Beteiligungen
gibt es sicherlich schon viel länger. Auch wenn es nicht gerade die seriöseste Quelle
ist, [86] gibt einen kurzen Einblick in diese Thematik.
4.7 Lost and found: GPS-NavStar
§ 684 Das Global Positioning System (GPS [728]) ist nicht nur für die Positionsbestimmung
auf der Erde wichtig sondern auch für die Positionsbestimmung von Satelliten: was
nützt die Angabe der Höhe von SeaSat über dem Ozean zur Bestimmung des Geoids mit
einer Genauigkeit von 1 cm wenn die Position von SeaSat nur mit einer Genauigkeit von
150 m bekannt ist? Außerdem ist GPS vielleicht auch das am häufigsten zweckentfremdete
System: da Radiosignale durch den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre beeinflusst werden
und gleichzeitig die GPS-Signale genau bekannt sind (insbesondere ihr Timing) lässt sich
ein GPS-Empfänger auch zur Messung atmosphärischer Bedingungen missbrauchen. Dazu
zählen die Feuchte 7 und ihre Konsequenzen für die Wettervorhersage (z.B. [45, 243]) ebenso
wie die Ionisation der Atmosphäre (z.B. [14, 172]). Außerdem lässt sich ein ortsfester GPS
Empfänger zur Messung von Bodenbewegungen verwenden – auf diese Weise wurden die
Veränderungen der Yellowstone Caldera [715] vermessen.
§ 685 GPS wird durch ein Netz von 21 NavStar (NAvigations System with Time And Ranging,
[741]) Satelliten realisiert mit Flughöhen von 20 200 km und einer Inklination von
55 ◦ ; die ursprünglich geplante Inklination von 63 ◦ hätte eine Überdeckung auch der hohen
Breiten ermöglicht und das System damit wirklich global gemacht, die 55 ◦ wurden gewählt,
damit die NavStars auch vom Space Shuttle gestartet werden können. Die Einschränkung ist
rückwirkend bedauerlich, da ohnehin nicht vom Space Shuttle aus gestartet wurde und die
niedrige Inklination für Nutzer in höheren Breiten dazu führt, dass nicht in allen Richtungen
Satelliten detektiert werden können. Dadurch verringert ich einerseits die Genauigkeit des
Systems, andererseits können Hindernisse zwischen Satellit und Nutzer die Ortsbestimmung
unmöglich machen. 8
§ 686 Das NavStar-Programm wurde 1973 vom DoD initiiert, der erste Satellit startete 1978,
erst 1992 war das System vollständig. Seitdem werden immer wieder neue NavStar-Satelliten
gestartet (Anfang 2004 der 54., Ende 2007 der 61. [741] – eine Liste der jeweils aktiven
NavStars findet sich unter [267, 692]), da alte Satelliten ausfallen bzw. durch neuere Modelle
ersetzt werden.
§ 687 Den ursprünglichen GPS-Signale für den zivilen Gebrauch war eine Störung überlagert,
die die Genauigkeit in der Ortsbestimmung auf ca. 100 m reduzierte. Dieses Störsignal wurde
Mitte der 90er Jahre entfernt, so dass heutzutage auch für zivile Anwender eine Genauigkeit
im Bereich von einigen Metern (optimale Empfangsbedingungen) bis zu wenigen 10 m
(ungünstiger Empfang) erreicht werden kann. 9 Das gilt allerdings nur für die horizontale Position,
bei der vertikalen Position haben normale Empfänger Ungenauigkeiten im Bereich von
7 Die Messung der Luftfeuchte ist selbst in einer bemannten Wetterstation nicht trivial; mit Hilfe von GPS
lässt sich aber auch in unzugänglichen Gegenden (Himalaya) ein Netz von Messstationen aufbauen. Während
vom Boden aus ein Integral der Luftfeuchte gemessen wird, gilt diese Einschränkung im Himalaya kaum noch,
da die über dem Beobachtungsort liegende Luftsäule nicht mehr groß ist.
8 Ein Nutzer am südlichen Ufer eines in Ost–West-Richtung ausgerichteten Fjords hat keine Chance, irgendwelche
Satelliten mit seinem Empfänger zu sehen, da diese alle durch die Felswand abgeschattet sind.
Würden Satelliten bis in höhere Breiten fliegen, so könnte er zumindest einige sehen.
9 Wofern die USA nicht gerade damit beschäftigt sind, einen Schurkenstaat in seinem Benehmen einzunorden
und allen anderen, Schurken oder nicht, die Möglichkeit nehmen wollen, sich mit Hilfe von GPS genau
zu orientieren oder gar einzumischen.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008