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1. Einleitung
Das GPS (Abkürzung für Global Positioning System), was mit auf die ganze Erdoberfläche bezogenes System zur Ortsbestimmung übersetzt werden könnte, auch als NAVSTAR (Navigation System with Time and Ranking) bekannt, wobei das aus dem Lateinischen kommende Wort Navigation die Gesamtheit aller Maßnahmen zur Standortsbestimmung bei Wasser- Luft und Raumfahrzeugen beinhaltet, ist ein satellitengestütztes System, mit dessen Hilfe es möglich ist, jeden Ort der Erde nahezu genau zu bestimmen. Es wurde in den USA für militärische Zwecke seit 1973 entworfen. Die Anforderungen, die das GPS erfüllen sollte, bestanden darin, seinem Nutzer Informationen über seine Position, seine Geschwindigkeit und über die genaue Uhrzeit zu liefern. Das als NAVASTAR-GPS bezeichnete System sollte diese Informationen unabhängig davon berechnen können, ob sich der Benutzer auf einer festen Position befand oder in Bewegung war. Außerdem sollte es zu jeder Zeit, bei jedem Wetter, an jedem Ort einsatzbereit sein und somit eine große Zuverlässigkeit garantieren. Bis 1995 wurde so das GPS in drei Phasen entwickelt, das die genannten Anforderungen erfüllt.
Heute steht das System auch der zivilen Nutzung zu Verfügung, die Anwendungsbereiche sind vielfältig. Es findet Verwendung in der See- und Luftfahrt, wird in Fahrzeugen als Navigationshilfe und zur Auffindung gestohlener Fahrzeuge genutzt, erleichtert Landvermessungen und dient Bergsteigern der Bestimmung ihrer Routen. Allerdings muss ein direkter „Sichtkontakt“ zu den Satelliten bestehen, weshalb das GPS in Gebäuden beispielsweise unbrauchbar wird.
Mit dieser Facharbeit will ich versuchen zu beschreiben, wie das GPS die Positionsbestimmung berechnet. Schwerpunkt sind hierbei die mathematischen Gesichtspunkte. Zunächst werden die Bausteine des GPS erläutert, danach die Funktionsweise der Positionsberechnung unter Berücksichtigung der Probleme, die bei der Anwendung der mathematischen Theorien auftauchen, und der Lösungsansätze, um eine möglichst genaue Positionsbestimmung zu erzielen. Abschließend möchte ich noch einen Ausblick auf die verwendeten Bezugssysteme und ihre Funktion geben.
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1 erstellt, Positionsberechnung eines GPS-Empfängers simuliert wird. Ich gehe hierbei davon aus, dass die genaue Position der notwendigen Satelliten bekannt ist, was in der Realität nicht der Fall ist. Dort muss die Position der Satelliten zunächst über deren Bahninformationen bestimmt werden (siehe Punkt 2.1.1).
1 Maple ist ein Computeralgebrasystem, das zahlreiche mathematische Berechnungen durchführen
kann. Hierzu müssen die Rechenoperationen als Befehlszeile eingegeben werden. Werden mehrere
in einen logischen Zusammenhang gebrachte Befehlszeilen gespeichert, entsteht ein Worksheet
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2. Hauptteil
2.1. Bausteine des GPS 2.1.1 Das Weltraumsegment
Das GPS stützt sich auf die Datenübermittlung von Satelliten. Um zu
beträgt 55 Grad. Daraus ergibt sich eine gleichmäßige Anordnung der Umlaufbahnen um die Erde. Um zu jedem Zeitpunkt und vom jedem Punkt der Erde aus die Signale von vier Satelliten empfangen zu können, werden 21 Satelliten benötigt (vier Satelliten sind zur Positionsbestimmung notwendig, siehe Kapitel 2). Heute sind jedoch meistens 30 Satelliten aktiv, um eine höhere Einsatzsicherheit zu gewähren.
Die Geschwindigkeit, mit der die Satelliten in einer Höhe von 20.200 km entlang der Orbits kreisen, beträgt 3,9 km/h. Dies führt dazu, dass ein Satellit die Erde in 11 Stunden und 58 Minuten umkreist. Somit erlangt ein Satellit nach zwei Erdumkreisungen wieder die gleiche Position zum Erdkörper. Die Satelliten sind mit präzisen und hochgenauen Atomuhren ausgestattet, die in einem Zeitraum von einer Millionen Jahre lediglich um eine Sekunde ungenau werden. Die Präzision der Uhren ist erforderlich, herkömmliche Uhren hingegen sind zu ungenau. Ein Zeitfehler von nur einer tausendstel Sekunde hätte einen Distanzfehler von ca. 300 Metern zur Folge.
Da das GPS militärischen und zivilen Zwecken dient, senden die Satelliten zwei Signale aus, ein präzises verschlüsseltes, das nur dem Militär zugänglich ist und ein unverschlüsseltes, das allerdings verfälschte Angaben enthält, um einen Missbrauch des Systems zu verhindern. Das Signal, welches dem GPS-Empfänger
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unter anderem Uhren- und Bahninformationen der Satelliten, mit denen der Empfänger die Satellitenposition bestimmen kann.
2.1.2 Das Benutzersegment
Das Benutzersegment wird von den GPS-Empfängern gebildet. Wie bereits erklärt, empfangen die GPS-Empfänger die Daten der Satelliten und berechnen daraus ihre Position. Da die in den Satelliten eingesetzten Atomuhren sehr schwer, teuer (100.000 Dollar pro Uhr) und gefährlich sind, werden sie in den GPS-Empfängern nicht angewandt. Diese sind mit gängigen Quarzuhren ausgestattet. Es gibt verschiedene GPS-Empfänger. Die meisten Geräte, die dem Privatbenutzer zum Verkauf stehen, können die Daten von 12 Satelliten auswerten und daraus die Position berechnen. Die Genauigkeit reicht für den Privatbereich aus. Es gibt aber darüber hinaus GPS-Empfänger, die für den militärischen Einsatz oder für Vermessungszwecke entwickelt wurden. Aufgrund komplexerer Rechenmethoden und einer höhern Rechengeschwindigkeit kommen sie zu einem schnelleren und genaueren Ergebnis.
2.1.3 Das Kontrollsegment
Die Möglichkeit der Einwirkung von Fehlern durch äußere Einflüsse ist sehr groß, was zu falschen Messergebnissen führt (siehe Punkt 2.4). Deshalb wurde ein Kontrollsegment eingerichtet, dass die Daten der Satelliten auswertet und kontrolliert. Es besteht aus einer Hauptstation, 4 Kontroll- und 3 Verbindungsstationen. Dabei sind die Kontrollstationen auf der Erde so errichtet, dass jeder Satellit pro Tag Sichtkontakt zu 4 Kontrollstationen erhält. Der Sinn besteht darin, dass das Ortungsverfahren umgedreht wird, um dem Benutzer des GPS eine höhere Genauigkeit zu ermöglichen. Es wird nicht mit Hilfe der Satelliten ein Punkt auf der Erde, sondern mit bekannten Punkten der Erde (Kontrollstationen) die Position eines Satelliten bestimmt. Der Satellit berechnet die Entfernung zu den vier Kontrollstationen und sendet diese Daten zu der Hauptstation. Diese kennt die genaue Position der Kontrollstationen und kann somit die Position der Satelliten berechnen. Diese berechnete Position wird dann mit den Daten über die Position verglichen, die die Satelliten an die
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Satelliten an die GPS-Empfänger ausgestrahlte Signal korrigiert.
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2.2 Anwendung mathematischer Berechnungen auf das GPS 2.2.1 Die zweidimensionale Punktbestimmung
Meine Erläuterungen beziehen sich im folgenden Kapitel zunächst auf den zweidimensionalen- und werden dann auf den dreidimensionalen Raum übertragen und ausgeweitet.
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T ebenfalls R als
und der Länge der Strecke
RT
als Radius
r
3
konstruieren. Punkt
T
befindet sich auf dem einzigen Schnittpunkt der drei Kreislinien (Abb. A3). Somit kann der gemeinsame Schnittpunkt
T
über die Punkte
P, Q
und
R
mit Hilfe der angegebenen Koordinaten der Punkte
P, Q
und
R
und der Kreisradien
r
1
, r
2
und
r
3
berechnet werden.
Es wird nun beschrieben, wie nach der allgemeinen Kreisgleichung = − + − 2 ) / ( 1 m M ) ( ) ( mit Mittelpunkt ein unbekannter Punkt über r m y m x
2 2 1
drei bekannte Punkte und deren Entfernungen zu dem unbekannten Punkt berechnet werden kann.
Gegeben sind die Koordinaten der Punkte P, Q, R und ihre Abstände zu Punkt T
= ) , ( r
3 2 1
m und 2 m die Koordinaten der Punkte P, Q und R als Mittelpunkte Wenn man für 1 = und für r die Abstände zu Punkt T ) , ( einsetzt, erhält man folgendes r
3 2 1
quadratisches Gleichungssystem:
Das Auflösen der Klammern nach der 2. Binomischen Formel + − = − 2 2 ) ( und die Zusammenfassung der Zahlen und Variablen b ab a b a ergibt:
Danach wird das Subtraktionsverfahren angewendet. Wird von der zweiten- die
− = − erste Gleichung subtrahiert, erhält man: 132 10 12 y x
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− = − x Subtrahiert man von der dritten- die erste Gleichung, erhält man . Es 60 10 gilt:
Folglich hat x den Wert 6. Setzt man in der zweiten Gleichung für x = 6, erhält man für y den Zahlenwert 6. Somit kann die Lösungsmenge des
= )} 6 , 6 {( L Gleichungssystems mit angegeben werden. Dies sind die Koordinaten ) 6 / 6 ( T des gesuchten Punktes:
2.2.2 Positionsbestimmung im dreidimensionalen Raum
Die Positionsbestimmung im dreidimensionalen- verläuft ähnlich wie im zweidimensionalen Raum. Kennt man die Entfernung eines bekannten zu einem unbekannten Punkt, befindet sich der unbekannte Punkt auf der Oberfläche einer Kugel, die die Entfernung als Radius und den bekannten Punkt als Mittelpunkt besitzt. Ist ein
weiterer Punkt mit seiner Entfernung zu dem unbekannten Punkt bekannt, kann die Position eingegrenzt werden. Der unbekannte Punkt kann sich nur in der Schnittmenge der beiden Kugeloberflächen befinden, die durch einen Kreis definiert wird. Eine dritte Kugel grenzt die Position noch weiter ein. Der unbekannte Punkt ist einer der beiden Schnittpunkte des Schnittkreises der ersten beiden Kugeloberflächen mit der Oberfläche der dritten Kugel. Dieses Prinzip findet beim GPS Anwendung. Der Empfänger berechnet über die Satellitensignale die Entfernung zu einem Satellit. Seine Position muss sich dann auf der Oberfläche der Kugel befinden, die die Entfernung zu dem Satellit als Radius und die Position des Satelliten als Mittelpunkt besitzt. Nach dem oben aufgeführten Vorgehen kann die Position des Empfängers berechnet werden, wenn drei Satellitenpositionen und die Abstände der einzelnen Satelliten zum Empfänger bekannt sind. Da man weiß, dass man sich auf der Erde und nicht im Universum aufhält, kann einer der beiden Schnittpunkte ausgeschlossen und die Position somit genau bestimmt werden (siehe Abb. A5).
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= (Weg = Geschwindigkeit * Zeit) berechnet. Da es sich bei den Signalen t v s *
der Satelliten um elektromagnetische Wellen handelt und bekannt ist, dass sich diese mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, kann die Distanz zwischen Empfänger und Satellit berechnet werden. Hierfür muss die Zeit bekannt sein, die zwischen Absende- und Ankunftszeit des Signals vergangen ist (Signallaufzeit). Die Absendezeit des Signals kann der GPS-Empfänger nach folgendem Vorgehen ermitteln: Sowohl Satellit als auch Empfänger sind darauf programmiert, zu jeder
Zeit einen speziellen, einmaligen Code zu generieren 1 . Dabei sind die zu einem bestimmten Zeitpunkt generierten Codes bei Satellit und Empfänger identisch. In dem Signal, das ein Satellit an den GPS-Empfänger schickt, ist der Code erhalten, der zu einem bestimmten Zeitpunkt generiert wurde. Wenn nun der GPS-Empfänger überprüft, wann er diesen Code generiert hat, ist die Absendezeit des Signals bekannt. Die Differenz zwischen Ankunftszeit und Absendezeit bildet die Signallaufzeit. Das folgende Beispiel soll dies verdeutlichen: „Ein Freund und Sie stehen auf gegenüberliegenden Seiten eines Sees. Sie vereinbaren auf ein Handzeichen hin, gleichzeitig und im selben Takt von ein bis zehn zu zählen. Jeder würde dann sich selbst eins, zwei, drei, … sagen hören und zeitversetzt auch seinen Freund. Wären Sie selbst beispielsweise bei drei, würden Sie ihren Freund erst eins sagen hören, obwohl dieser zeitgleich mit ihnen auch drei gesagt hat. Die Zeit, die vom Zeitpunkt an vergeht, da Sie selbst eins sagen und ihren Partner eins sagen hören, ist die Laufzeit, die das Signal benötigt, um
den See zu überqueren.“ 2
Mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit von 299.792,458 km/s und der Signallaufzeit kann nach der oben genannten Formel die Entfernung zwischen Satellit und Empfänger berechnet werden.
Wird davon ausgegangen, dass die Entfernung eindeutig gemessen werden kann, kann mit Hilfe der allgemeinen Kugelgleichung = − + − + − 2 ) ( ) ( ) ( r m z m y m x mit Mittelpunkt ) / ( m M für jede
3 2 1 3 2 1
Kugel eine Gleichung aufstellt werden. Der Mittelpunkt ist bekannt, da er der gegebenen Satellitenposition entspricht. Der Radius kann ebenfalls für die Variable r eingesetzt werden, da die Entfernung zum Satellit bestimmt wurde.
1 Generieren: eine bestimmte Zahlenfolge nach einer mathematischen Formel berechnen
2 Vgl. Fröhlich, H. und Grimm, S.: Punktbestimmung mit GPS für Einsteiger, Seite 26
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drei Gleichungen und drei Variablen, das eindeutig lösbar ist und dessen Lösung Zahlenwerte für die Variablen x, y und z angibt, die den Kugelschnittpunkten entsprechen:
2.2.3 Die Positionsbestimmung beim GPS in der Praxis Wie unter Punkt 2.2 erklärt, braucht man für eine genaue Positionsbestimmung die genaue Entfernung des Empfängers zu drei Satelliten. Dies ist in der Praxis nicht möglich, die Entfernungsmessung ist Fehleinflüssen ausgesetzt. Ein Fehleinfluss ist dadurch bedingt, dass die GPS-Empfänger, wie bereits erläutert, Quarzuhren enthalten. Quarzuhren gehen nicht genau, sodass der unter 2.3 genannte Code beim Empfänger nicht exakt zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Code im Satellit generiert wurde, sodass die Signallaufzeit verfälscht ist. Daraus resultiert, dass die berechneten Entfernungen nicht mehr der Realität entsprechen und sich somit die vom GPS - Empfänger aufgestellten Kugelgleichungen nicht mehr in einem Punkt schneiden. Die auf diese Weise berechneten Entfernungen werden als „pseudo-range“- Entfernungen, das heißt scheinbare Entfernungen bezeichnet.
Im Folgenden wird anhand eines zweidimensionalen Beispiels gezeigt, wie man den Zeitfehler erkennt. Wird davon ausgegangen, dass kein Zeitfehler vorliegt, wären für eine Positionsbestimmung zwei Satelliten ausreichend. Stellt man für die jeweiligen Satelliten nach Kapitel 2.2 Kreise auf, schneiden sich die zwei Kreise in zwei Punkten (gestrichelte Linien in Abb.6).
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resultierenden Kreise nach Kapitel 2.2 ebenfalls in zwei Punkten, von denen einer wieder ausgeschlossen werden kann (siehe Abb. 6). Es entsteht somit eine Empfängerposition B, die jedoch mit der wirklichen Position A nicht übereinstimmt. Die Messung würde wie eine Messung ohne Zeitfehler ablaufen, bei einer Messung mit zwei Satelliten wird der Zeitfehler nicht bemerkt.
Zeitfehler resultiert dagegen eine eindeutige Position, die entsprechenden Kreise schneiden sich in genau einem Punkt (gestrichelte Kreislinien). Um den Zeitfehler im dreidimensionalen Raum zu bemerken, muss ebenfalls eine weitere Messung berücksichtigt werden, ein weiterer Satellit ist erforderlich. Da die Uhren der Satelliten synchron laufen, ist die Differenz zwischen den berechneten und den tatsächlichen Entfernungen zum GPS Empfänger bei allen drei Satelliten gleich groß. Deshalb kann zu den berechneten Kugelradien eine
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Ungenauigkeit der Uhr im Empfänger entstanden ist, entspricht:
Hierbei handelt es sich um ein nicht lösbares Gleichungssystem, da es vier unbekannte Variablen, allerdings nur drei Gleichungen enthält. Deshalb sind die Daten eines vierten Satelliten notwendig, um die Position berechnen zu können. Das Gleichungssystem wird mit den ausgewerteten Daten eines vierten Satelliten, folgender Gleichung, ergänzt:
Mit der Lösung des Gleichungssystems erhält man die Empfängerkoordinaten, die für die Variable d als Entfernungsdifferenz gelten. Unter Berücksichtigung dieser Entfernungsdifferenz schneiden sich die Kugeln in einem Punkt, dessen Koordinaten die Zahlenwerte für x, y und z angeben, die sich aus der Lösung des Gleichungssystems ergeben.
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3. Koordinatensysteme
3.1 Das raumfeste und das erdfeste Koordinatensystem Zu ergänzen bleibt, dass die Berechnungen für das GPS-System nur auf der Grundlage der Erdvermessungsdaten in Koordinatensystemen funktionieren können. Auf diese möchte ich noch kurz eingehen. Da die Satelliten des GPS um die Erde kreisen und die Erde um ihre sich verändernd Achse rotiert, werden die Satellitenpositionen nicht in einem erdfesten, sondern in einem raumfesten Koordinatensystem beschrieben. Die nachfolgenden Berechnungen werden allerdings im erdfesten System durchgeführt.
Der Unterschied der beiden Systeme liegt darin, dass das erdfeste System die Rotation der Erde berücksichtigt, wobei das raumfeste System ein übergeordnetes, an den Umlauf der Erde um die Sonne gekoppeltes System ist. Geht man davon aus, dass sich ein GPS-Benutzer auf der Erde an einem beliebigen Punkt befindet und diesen Punkt über ein raumfestes Koordinatensystem beschreibt, würden sich die Koordinaten des Benutzers ständig ändern, da die Erde um ihre Achse rotiert. Die Koordinaten des GPS-Benutzers würden sich verändern, ohne dass er seine Position gewechselt hat. Da für solche Positionsangaben keine Anwendungsmöglichkeiten bestehen, benötigt der GPS-Benutzer Koordinaten, die sich auf ein erdfestes Koordinatensystem beziehen, somit eine Position auf der Erde feste Koordinaten hat. Dies erfordert eine Transformation zwischen den beiden Koordinatensystemen, welche insbesondere die Rotation der Erde berücksichtigt.
- 14 - 3.2Bezugssysteme Die Empfängerposition ist zunächst in
Kontinente fortgesetzt vorstellt. Daraus folgt, dass bei einer Beschreibung dieser Fläche keine Berge und Täler berücksichtigt werden. Um die Form der Erde
anzunähern, werden Ellipsoide 2 verwendet. Abbildung A9 zeigt auf den zweidimensionalen Raum übertragen den Versuch, den Erdkörper über ein Ellipsoid zu beschreiben. Wie erkennbar gibt es kein Ellipsoid (dargestellt durch die verschiedenen Ellipsen), das dem Erdkörper (dargestellt durch die gelb gefärbte Fläche) exakt entspricht. Das Bedeutendste beim GPS wird durch das
1 Kartesische Koordinaten: Koordinaten, die einen Punkt im Raum bezüglich zwei oder drei
Achsen beschreiben, die alle orthogonal zueinander sind
2 Ellipsoid: Ein Ellipsoid entsteht, wenn eine Ellipse um eine ihrer Achsen rotiert
3 Äquator: Verbindungslinie der Punkte, die auf der Oberfläche eines rotierenden Himmelskörpers
liegen und zu den Polen die gleiche Entfernung besitzen
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1 enthält. Äquatorebene und verläuft nach Osten. Die Z-Achse ist mit der Erdachse identisch (siehe Abb. A10).
Für die Angaben der elliptischen Breite B, Länge L und Höhe h bezüglich eines Ellipsoids gilt:
Um einen Punkt P, der auf der Erdoberfläche liegt zu beschreiben, wird diesem ein Punkt ' P auf dem entsprechenden Bezugsellipsoid zugewiesen. Der Winkel,
den die Ellipsoidnormale 2 , die durch ' P geht mit der Ebene des Äquators bildet, entspricht der Breite B des Punktes P.
Die Länge L des Punktes P wird durch den Winkel bestimmt, den die in die Äquatorebene projizierte Ellipsoidnormale durch ' P mit einer in dieser Ebene liegenden definierten Bezugsrichtung bildet. Die elliptische Höhe h des Punktes P entspricht der Länge der Strecke ' PP (siehe Abb. A11).
1 Nullmeridian: Halbkreis, der durch den Nord- und Südpol verläuft und senkrecht zum Äquator
steht
2 Ellipsoidnormale: Gerade, die durch einen Flächenpunkt verläuft und senkrecht zur
Tangentialebene steht. Die Tangentialebene ist eine Ebene, die eine gekrümmte Fläche in einem
Flächenpunkt berührt
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3. Schlussteil
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der GPS-Empfänger zunächst die Signale von Satelliten erhält, anhand derer er die Position des Satelliten errechnet. Außerdem wird über die Zeit, die das Signal vom Satelliten zum Empfänger braucht, die Entfernung zu den entsprechenden Satelliten berechnet. Sind diese Informationen von vier Satelliten bekannt, kann die Position des Empfängers bestimmt werden. Damit jedoch die Position zuzuordnen ist, erfolgt eine Umrechnung auf geografische Koordinaten. So kann beispielsweise anhand einer Landkarte oder Computersoftware durch die Ausgabe der Position des GPS-Empfängers feststellen werden, wo man sich befindet. Allerdings besteht eine Abhängigkeit zu den USA. Sie können das GPS für den zivilen Bereich jederzeit unbrauchbar machen, beispielsweise durch Informationsverfälschung der Signale, die dem zivilen Anwender zugänglich sind. Diese Störung des GPS war während des Irakkrieges erkennbar. Man konnte sich auf die Ausgabe nicht verlassen, der Einsatz für militärische Zwecke hatte Priorität. Hier eröffnet das GPS die Möglichkeit, Ziele exakt zu bombardieren. Es ist nicht mehr notwendig ganze Städte zu zerstören, um sicherzugehen, dass ein bestimmtes Ziel getroffen wurde.
Im zivilen Einsatz sorgt das GPS beispielsweise beim Autofahren für Sicherheit. Da das GPS die Navigation übernimmt, kann sich der Autofahrer auf das Fahren konzentrieren, die Unfallgefahr wird wesentlich gemindert. In der See- und Luftfahrt kann man aus Sicherheitsgründen auf die Navigation nicht mehr verzichten. Auch ist das GPS ein wirtschaftlicher Faktor, da heute Zeit Geld ist, und so zum Beispiel Spediteuren eine langwierige Suche von Zielen in fremden Städten erspart bleibt.
Insgesamt fand ich es sehr interessant mich damit zu beschäftigen, wie es mit 20200 km entfernten Satelliten möglich ist, eine Position auf der Erde nahezu genau zu bestimmen.
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A Literaturverzeichnis
Bücher:
1. Bauer, Manfred: Vermessung und Ortung mit Satelliten, Wichmann Verlag 2. Fröhlich, H. und Grimm, S: Punktbestimmung mit GPS für Einsteiger, Eigenverlag: Prof. Dr.-Ing. Hans Fröhlich, Lichweg 40, 53757 Sankt Augustin
Internet:
1. http://ivvgeo.uni-muenster.de/Vorlesung/GPS_Script 2. http://henked.de/maple/packages.htm 3. http://www.sintrade.ch/gpsfunktion00.html 4. http://www.cslg-pfabe.de/mobile/gps/gps_einfuehrung.htm 5. http://www.iota-es.de/federspiel/gps_artikel.html 6. http://www.lokna-rps.com/gpssystem.htm 7. http://home.arcor.de/maus_andreas/diplom/maus 8. http://www.kowoma.de/gps 9. http://www.nautisches-lexikon.de 10. http://home.arcor.de/m.panitzki
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B Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: http://www.kowoma.de/gps Abbilding 5:
http://www.lokna-rps.com/gpssystem.htm Abbildung 6: http://www.kowoma.de/gps Abbildung 7: http://www.kowoma.de/gps Abbildung 8:
http://home.arcor.de/m.panitzki/pics/pics_orientierung/pics_navigation Abbildung 9: http://www.kowoma.de/gps Abbildung 10:
Fröhlich, H. und Grimm, S: Punktbestimmung mit GPS für Einsteiger, Seite 46 Abbildung 11:
Fröhlich, H. und Grimm, S: Punktbestimmung mit GPS für Einsteiger, Seite 47
D Erklärung
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst und keine anderen als die im Literaturverzeichnis angegebenen Hilfsmittel verwendet habe.
Insbesondere versichere ich, dass ich alle wörtlichen und sinngemäßen Übernahmen aus anderen Werken als solche kenntlich gemacht habe.
______________ ______________ ______________ Ort Datum Unterschrift
Arbeit zitieren:
Christian Schmidt, 2005, Mathematische Positionsbestimmung anhand des GPS, München, GRIN Verlag GmbH
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Einbetten
DOI
Regelungskonzepte für die Beinregelung des Laufroboters Lauron IVb
Projektarbeit, 177 Seiten
Realisierung der Regelung eines Laborversuchs mit einem flexiblen Arm
Diplomarbeit, 76 Seiten
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Ernst Christian Julius Schering
Jambo
feine Arbeit.
verständliche Ausführungen, klare Gliederung, so muss eine Facharbeit sein
am Friday, September 16, 2005-
Jonas Stolzke
Problem bei 2.2.2.
Hallo,
Sie schrieben unter dem Punkt 2.2.2.
"Stellt man für drei Kugeln eine Gleichung auf, entsteht ein Gleichungssystem mit drei Gleichungen und drei Variablen, das eindeutig lösbar ist"
Nun ist meine Frage: Wie kann man dieses Gleichungssystem lösen?
Wenn man die Gleichung mit binomischen Formeln verändert und versucht nach einer der Variablen umzustellen, bleibt immer ein Faktor vor der Variablen stehen, wohingegen die Variable^2 ohne Faktor stehen bleibt und die beiden eine Summe bilden:
bsp.: nimmt man Ihre Bennenungen und würden die 1. Gleichung nach x auflösen, hätten wir folgendes Ergebnis:
x²-2x*x1=r1²-x1²-y²+2y*y1-y1²-z²+2z*z1-z1²
Wir wissen jetzt nicht, wie man das in die zweite Gleichung einfügen kann.
Über eine Antwort würde ich mich sehr freuen.
Mit freundlichen Grüßen
Jonas Stolzke
am Tuesday, October 07, 2008-
Jonas Stolzke
gleichungssystem lösen?.
hallo,
ich habe mal eine frage:
wie löse ich das gleichungssystem unter 2.2.2?
ansonsten sehr interessante und gut aufgebaute studienarbeit!
mfg jonas
am Wednesday, October 08, 2008-