Was ist Zweifrequenz-GPS und warum nutzen Mobilfunkunternehmen es?

Es ist kein Geheimnis, dass eine unserer Lieblingsfunktionen die Möglichkeit ist, GPS für die Navigation zu nutzen, sei es direkt am Handgelenk oder über das Smartphone. Aber das GPS ist bereits sehr präzise. Wozu also das Dual-Frequenzband-GPS?

WAS IST DUAL-FREQUENZBAND-GPS?

Die Abbiegehinweise in Ihrer Navigations-App sind das Ergebnis eines GPS-Signals, das von einem Satelliten empfangen wird. Wie alle elektronischen Signale arbeitet auch das GPS mit einem bestimmten Frequenzsystem. Der Frequenzbereich, in dem das Signal arbeitet, wird als Frequenzband bezeichnet, und es gibt mehrere Frequenzbänder. Heute arbeiten die meisten GPS-Systeme auf einem einzigen Frequenzband – dem so genannten L1-Band (mehr dazu später).

Um die Genauigkeit der Ortung zu erhöhen, kann ein Gerät gebaut werden, das ein zusätzliches Frequenzband verwendet. Dies wird als Zweifrequenz-GPS bezeichnet.

Schauen wir uns den Unterschied zwischen Single- und Dual-Frequency-GPS im Detail an.

EINZEL- VS. DUAL-FREQUENZ-GPS

Der wichtigste Unterschied besteht darin, dass ein herkömmliches Einfrequenz-GPS eine Genauigkeit von bis zu 5 Metern bietet, während ein Zweifrequenz-GPS eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erreichen kann.

Wie bereits erwähnt, verwenden die meisten Einfrequenzgeräte seit Jahren das L1-Band. Die größte Einschränkung des L1-Bandes besteht darin, dass das Signal keine hohen Objekte, atmosphärische Verzerrungen oder sogar dichtes Blattwerk auf dem Weg umgehen kann. Dies führt zu Ungenauigkeiten.

WIE FUNKTIONIERT DAS PRÄZISIONS-DOPPELFREQUENZ-GPS?

Das Hauptziel eines Zweifrequenzsystems besteht darin, die Qualität des Eingangssignals zu verbessern, indem Rauschen reduziert und Fehler beseitigt werden. Ein wichtiger Fehler, der die Signalverarbeitung behindert, ist der so genannte Mehrwegfehler

Was sind Mehrweg-Fehler?

Wenn Sie Navigationsdaten anfordern, verwenden Sie Ihre Uhr (oder Ihr Telefon) als Empfänger, der Signale und Informationen von einem Satelliten, dem Sender, anfordert. Nun muss das Signal vom Satelliten (Sender) zu Ihrem Gerät (Empfänger) gelangen.

Der Weg zwischen den beiden ist nicht eindeutig, und es liegen viele Objekte dazwischen, von größeren Objekten wie Wolkenkratzern bis hin zu kleineren Objekten wie Partikeln in der Ionosphäre. Das Signal wird von diesen Objekten reflektiert und bildet mehrere Signalwege. Diese reflektierten, neuen Signalwege enthalten keine nützlichen Informationen.

Dies führt zu Fehlern in den empfangenen Informationen, die als Mehrwegfehler bezeichnet werden und behoben werden müssen.

Wie stärkt das L5-Frequenzband die GPS-Signale?

Das L5-Band hat viele Vorteile gegenüber dem L1-Band, wie z. B. höhere Leistung und höhere Genauigkeit, aber ein Hauptvorteil ist seine Fähigkeit, unerwünschte reflektierte Signale zu erkennen, die durch Mehrwegfehler verursacht werden. Sobald die L1- und L5-Bänder in Betrieb sind, identifizieren sie unerwünschte Signale und stellen sicher, dass sie die Ausgangsinformationen am Empfänger nicht beeinflussen.

Ein weiterer Parameter, den wir kennen müssen, ist die Spanrate – die Anzahl der Impulse pro Sekunde, die gesendet oder empfangen werden. Die Spanrate der L5-Signalbänder ist fast zehnmal so hoch wie die der L1-Signalbänder. Die Fähigkeit zur Fehlerreduzierung ist direkt proportional zur Spanrate. Daher werden Fehler und Rauschen um das Zehnfache reduziert, wenn ein L5-Band verwendet wird.

BRAUCHEN SIE EIN ZWEIFREQUENZ-GPS-GERÄT?

Das Ziel eines Zweibandsystems ist es, die Genauigkeit der GPS-Daten zu verbessern. Aber seien wir ehrlich, es gibt nicht viele Nutzer, die sich über die derzeitige Einband-GPS-Technologie beschweren. Für wen ist das System also gedacht?

Ein renommiertes Mobilfunkunternehmen gab uns während der Einführungsveranstaltung ein anschauliches Beispiel: den Chicago-Marathon. Auf der Strecke des Marathons gibt es viele Wolkenkratzer, und wie bereits erwähnt, kann dies zu Ungenauigkeiten im GPS-Signal führen. Wenn Sie ein Abenteurer sind und sich oft in die Wildnis wagen oder in Gegenden leben, in denen es kaum Verbindungen gibt, ist das Zweifrequenzsystem genau das Richtige für Sie. Darüber hinaus, Ein top bewerteten mobilen Unternehmen auch eine Notfall-SOS via Satellit-Funktion für Ihre Sicherheit freigegeben.

Da diese Funktion auch bei der neuen Modellreihe vorhanden ist, sind wir sicher, dass ein weiterer Anwendungsfall die Verwendung dieses Systems zur sicheren Steuerung und Landung von Drohnen sein kann. Mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich können Sie Ihre Drohnen genau überwachen und positionieren.

Jetzt müssen wir abwarten, bis diese Geräte in der Praxis getestet werden, um zu sehen, wie sich das neue GPS verhält und ob es in mehr Situationen helfen kann, als wir uns vorstellen können.