GPS-Information

Knapp 30 GPS-Satelliten umkreisen die Erde in einer Bahnhöhe von etwa 20.000 km in einer Bahnneigung von 55° etwa einmal täglich und senden dabei ihre Position. Die Bahnen sind dabei nur annähernd perfekt ellipsoidisch wegen Massevariationen der Erde, Anziehungskräften von Erde und Mond, der Reibung der Atmosphäre und sogar dem Strahlendruck der Sonne. Sie werden daher immer für Bogenstücke im voraus berechnet und als "broadcast ephermeries" regelmäßig ausgestrahlt, damit der GPS-Empfänger sie in einem Almanach speichern kann.

Durch hochgenau Atomuhren an Board kennen sie ausserdem ihre Uhrzeit und man kann so messen, wie lange das Funksignal zur eigenen Position braucht. Durch mindestens drei bis vier Messungen kann man mit einem überbestimmten Bogenschnitt (einigermassen kompliziertes geodätisches Verfahren) wo man sich auf der Erde befindet.

Da einige Schmutzeffekte dazukommen - angefangen von der Zeitdehnung bei der hohen Geschwindigkeit als ganz praktische Auswirkung der Relativitätstheorie bis hin zu Laufzeitschwankungen in verschiedenen Luftschichten der Atmosphäre - wird die Genauigkeit dabei nicht besonders hoch sein, aber üblicherweise gut genug für die meisten praktischen Anwendungen, insbesonder Kfz-Navigation und GPS-Tracking und GPS-Logging.

Das Ergebnis wird um so besser, desto mehr Signale von verschiedenen Satelliten ausgeglichen werden können und auch desto besser diese über den Himmel verteilt sind. Mit diesen Angaben bestimmt der GPS-Empfänger dann auch einen "EPE", einen "estimated positioning error", oder als noch aussagekräftigeres Maß den "HDOP" (horizontal dilution of precision) und den "VDOP" (vertical dilution of precision).