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 Von der Bottnischen See bis ins Kattegat – Der Klimageschichte der Ostsee auf der Spur
28.03.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Einfluss der Sonne auf den Klimawandel erstmals beziffert
27.03.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten