Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Korrektur-Hüte" machen GPS genauer

17.10.2006
Mit GPS kann man viel mehr machen, als Autos am Stau vorbei zu dirigieren: Forscher prüfen damit heute beispielsweise auch, ob Deutschland am Rheingraben tatsächlich langsam auseinanderreißt. Dazu müssen sie dem "Global Positioning System" jedoch noch die letzten Genauigkeitsreserven abringen - eine trickreiche Aufgabe.

Geodäten der Universität Bonn haben es in dieser Disziplin inzwischen zur Weltspitze gebracht. Seit 1999 diskutieren sie in Bonn einmal jährlich mit Herstellern, Experten anderer Unis und Anwendern die Fortschritte in der GPS-Kalibrierung.

Das kleine Örtchen Liblar im Rheinland ist gespalten: Der Ort driftet Jahr für Jahr ein paar Millimeter auseinander. Auf manchen Straßen tun sich meterlange Risse auf.

Wissenschaftler der Uni Bonn untersuchen in regelmäßigen Abständen, wie schnell Liblar auseinanderreißt. Doch wie misst man Geschwindigkeiten von ein paar Millimetern pro Jahr? "Wir nutzen dazu heute das Global Positioning System GPS", sagt Dr. Barbara Görres. GPS basiert auf Funksignalen, die von Satelliten in der Erdumlaufbahn ausgesandt werden. Aus den Signalen mehrerer Satelliten kann der Empfänger seine Position berechnen. Prinzipiell lässt sich so auch ganz einfach messen, wie schnell sich die Kölner und die Erfter Scholle in Liblar gegeneinander verschieben: Einfach an einer definierten Stelle eine GPS-Antenne aufbauen, mit Hilfe der Satellitensignale ihre Position bestimmen, mit der vom letzten Jahr vergleichen, fertig. Die Tücken stecken aber im Detail, wie die Bonner Geodätin weiß.

... mehr zu:
»Einstrahlwinkel »GPS »Liblar »Satellit

Hersteller eichen Pi mal Daumen

"Sehen Sie, das ist so eine GPS-Antenne", sagt sie und deutet auf ein Kunststoffgebilde vor ihr, das an eine große Tupperdose erinnert. Sie entfernt den Deckel und deutete auf eine handtellergroße helle Metallfläche. "Das hier ist die eigentliche Empfangsantenne. Die Schwierigkeit daran: sie ist nicht stabförmig - und damit beginnen die Probleme. Denn worauf beziehen sich die Positionsangaben, die der Empfänger liefert? Auf die linke obere Ecke der Antenne? Auf die rechte untere? Oder auf einen Punkt mittendrin?"

Wo dieses so genannte "Phasenzentrum" genau sitzt, weiß noch nicht einmal der Hersteller. "Die markieren es zwar Pi mal Daumen, aber wer sich darauf verlässt, läuft Gefahr, sich um mehrere Zentimeter zu vermessen", erklärt Görres. Dazu kommt eine weitere Schwierigkeit: Das Phasenzentrum wandert. Wenn der Satellit sich senkrecht über der Antenne befindet, ist es woanders, als wenn das Signal schräg einstrahlt. "Die Elektronik und das Gehäuse deformieren die Funkwellen, und das je nach Einstrahlwinkel unterschiedlich", erläutert die Geodätin. "Das führt dann zu unterschiedlichen Positionsberechnungen."

Die Bonner eichen ihre Geräte daher nach einer aufwändigen Methode. Dazu nutzen sie ein Speziallabor in Süddeutschland. Dort installieren sie einen Sender sowie die zu eichende GPS-Antenne. Diese zeichnet die Signale auf und wird dann um wenige Grad geschwenkt. Nach mehreren hundert Messungen wissen die Forscher so, wo das Phasenzentrum bei jedem Einstrahlwinkel liegt. Ergebnis ist ein hutförmiges dreidimensionales Kalibriermodell, um das die Positionsangaben jeweils korrigiert werden müssen.

Fast 80 GPS-Experten, Hersteller und Mitarbeiter von Vermessungsämtern kamen kürzlich wieder an der Uni Bonn zusammen, um neue Kalibrierungsmethoden zu diskutieren. "Wir haben seit 1999 enorme Fortschritte erzielt", sagt Görres nicht ohne Stolz. "Was die GPS-Eichung anbelangt, sind die deutschen Gruppen sicherlich an der Weltspitze." An Messungen im Millimeter-Bereich wäre damals noch nicht zu denken gewesen. Das Bonner Verfahren ist bereits in die internationalen Standards für GPS-Messungen eingeflossen. "In Zukunft werden wir noch genauer sein", erwartet Barbara Görres. "Dann können wir zum Beispiel messen, ob Europa wirklich am Rhein auseinanderbricht."

Kontakt:
Dr. Barbara Görres
Geodätisches Institut der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-3034
E-Mail: goerres@uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/
http://www.gib.uni-bonn.de

Weitere Berichte zu: Einstrahlwinkel GPS Liblar Satellit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie