„Geocaching – moderne Schnitzeljagd und Schatzsuche mit Hilfe der Satellitennavigation“. So oder ähnlich hat jeder bestimmt schon mal dieses Hobby erklärt.
Habt Ihr Euch aber schon mal gefragt, wie denn überhaupt die Koordinaten im Display des GPS-Empfängers entstehen, was dazu an Grundlagen notwendig ist?
Falls ja, wird Euch dieses Wissen helfen, diesen Cache zu finden. Falls nein, wäre jetzt eine gute Gelegenheit dazu.
GPS – die Funktionsweise im groben Überblick
Die genaue Funktionsweise ist im Internet recht gut beschrieben, daher erwähne ich hier nur die Komponenten ein, die zur Lösung des Rätsels notwendig sind.
Die Randbedingungen hierbei sind: euklidische Geometrie auf der Ebene und 20° Temperatur. Die Rolle der Satelliten nehmen vier Kirchen im Umkreis ein, deren Geläut ist das ausgesendete Signal.
Almanach
Damit der Empfänger einen Überblick bekommt, welche Satelliten zur Zeit am Himmel sichtbar sind, stehen im Almanach die Bahndaten aller Satelliten, allerdings nur sehr grob. Wenn der Empfänger eine letzte gemessene Position kennt, kann er aus Zeit und Almanach recht schnell entscheiden, welche der 36 Satelliten sichtbar sind. Trifft dies nicht zu, z.B. direkt nach dem allerersten Einschalten, oder bei sehr großer Entfernung zur letzten bekannten Position (Flugreise), muß er ganz vorne anfangen und alle Satelliten durchtesten, bis er einen empfängt, um den Almanach einzulesen.
In diesem Zusammenhang bedeutet das für Euch: findet im Umkreis von maximal 3,2 km ab den o.g. Startkoordinaten die abgebildeten vier Kirchtürme. Alle notwendigen Punkte zur Konstruktion dieses Cache liegen innerhalb dieser Entfernung. Weiter außen liegende Punkte sind unrelevant.
Turm 1
 |
Turm 2
 |
Turm 3
 |
Turm 4
 |
| Die Abbildungen sind verkleinert, für Originalgröße siehe unten. |
Bahndaten
Jeder Satellit sendet seine genauen Bahndaten selbst aus.
Für Euch bedeutet dies: bestimmt nun jeweils die Position der vier „Satelliten“, die Ihr durch den Almanach gefunden habt – möglichst nah am Turm, aber noch auf den Wegen.
Bestimmung der Position
Jeder Satellit sendet regelmäßig eine eindeutige Kennung aus. Der Zeitpunkt der Aussendung wird über Atomuhren an Bord der Satelliten synchronisiert.
Da der GPS Empfänger aber nicht wissen kann, wann genau die Signale abgesendet werden, wertet er die Laufzeitunterschiede der Empfangssignale aus. Mit der genauen Position der einzelnen Satelliten am Himmel kann er dann diese Laufzeitunterschiede in Positionen umrechnen.
In diesem Fall heißt das: das Läuten der vier Glocken kommt zu unterschiedlichen Zeiten am Cache an:
Geläut 1 kommt 5146 ms nach Geläut 3 an.
Geläut 2 kommt 5378 ms nach Geläut 4 an.
EGNOS
Dies ist ein Zusatz zum System, über den Korrekturdaten übertragen werden, um Laufzeitfehler zu bereinigen, die in den oberen Atmosphärenschichten entstehen.
Diese Cache ist ebenfalls mit EGNOS ausgestattet: in der Nähe(*) jedes einzelnen Satelliten befindet sich ein Hinweisschild mit den jeweils drei letzten Ziffern von Rechts- und Hochwert der Gauß-Krüger Koordinaten, die ich zur Konstruktion benutzt habe. Wie bei GPS selbst, ist dieser Cache aber auch ohne die Korrektur durch EGNOS lösbar – nur eben etwas ungenauer.
Anzeige der Koordinaten am Display
Oder einfach nur zum Cache gehen, traden, loggen und die Aussicht genießen.
Logbuch und Stift bitte drin lassen. Falls die Bewertung (D/T) nicht paßt, bitte melden, ich nehme Korrekturvorschläge gerne an.
(*): an einem markanten Punkt, es können schon mal ein paar Meter sein.
Prüfe Deine Lösung