"Hier muss man mit einem Mythos aufräumen", erklärt Dr. Werner Schulz, der für das IT-Beratungsunternehmen LogicaCMG namhafte Automobilhersteller in Sachen Navigationstechnik berät. "Die Satelliten des Global Positioning System (GPS) wissen` keineswegs, wo sich ein Empfänger befindet. Ebenso wenig hatten früher Sterne oder Leuchttürme in der Seefahrt eine Ahnung davon, wo ein Schiff gerade war. An dem Prinzip hat sich kaum etwas geändert: Ein GPS-Empfänger benutzt die von den Satelliten ungezielt ausgesendeten Signale wie ein Seefahrer, der mithilfe eines Sextanten den Winkel zwischen den Sternen berechnet, um die eigene Position zu bestimmen."Welche Informationen beinhalten die Signale? "Die Satelliten senden drei Informationen aus. Erstens, um welchen Satelliten es sich handelt. Zweitens, wo er sich gerade befindet. Den größten Aufwand bereitet jedoch die dritte, entscheidende Information: die aktuelle Zeit. Das GPS-Gerät muss nämlich zur Positionsbestimmung messen, wie lange das Funksignal braucht, um vom Satelliten zum Empfänger zu kommen. Diese Messung der Laufzeit muss außerordentlich präzise sein, da sich die Signale mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und jede Ungenauigkeit die Präzision der Ortsbestimmung beeinträchtigt.
Das Herz des Systems sind deshalb sehr aufwendige Atomuhren. Umgekehrt kann man, etwa zu militärischen Zwecken, auch gezielte Ungenauigkeiten erzeugen, indem man die in das System eingespeisten Zeitangaben minimal verändert." Das Navigationsgerät misst seinen Abstand zu den Satelliten? "Ja. Man braucht mindestens drei, deren Signal man gut empfängt, um eine Position im dreidimensionalen Raum zu bestimmen. Jeder kennt ja das Prinzip des Koordinatensystems aus der Schule. Ein Navigationsgerät ist ein kleiner Rechner, der genau das macht, was den Schülern im Geometrieunterricht zugemutet wird. Die errechneten Koordinaten sind zunächst nur im Gerät vorhanden und werden zu lokal gespeicherten Informationen in Beziehung gesetzt, etwa zum Kartenmaterial in einem Pkw-Navigationsgerät. Für andere Anwendungen, etwa zur Fahrzeugverfolgung bei Logistikunternehmen, muss es die Daten nach außen funken."
Es gibt aber mehr als drei Satelliten? "Im GPS-System umkreisen etwa 30 Satelliten die Erde. Auf freiem Feld können typischerweise fünf bis acht Satelliten empfangen werden. Auch das ist wie früher: Man muss einen Satelliten praktisch sehen` können, um eine Positionsbestimmung durchzuführen. Das eigentliche Wunder ist aber die Funktechnik, die heute so weit fortgeschritten ist, dass man keine riesigen Antennen mehr braucht, sondern die Signale der Satelliten mit winzigen Empfängern empfangen kann, die sogar in eine Jackentasche passen."