GNSS vs. GPS-Technologie: Kennen Sie die Hauptunterschiede

GNSS und GPS arbeiten Hand in Hand, um Genauigkeit und Effizienz zu verbessern.

Das heutige Navigationssystem ist aus dem Leben eines jeden nicht mehr wegzudenken. Diese Technologien werden in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt, um genauere Messwerte zu erhalten.

Moderne Navigationstechnik hilft nicht nur, Entfernungen und Winkel ideal zu messen, sondern nutzt diese Maße auch exklusiv in verschiedenen Branchen.

Die Kartierungs- und Vermessungsindustrie gehört zu den ersten, die die GPS-Technologie einsetzen, die genauer und schneller ist und weniger Personal erfordert.

Bodensteuerung und Drohnen werden häufig von Erdbauunternehmen eingesetzt, um Baustellen zu mehr Effizienz und Produktivität zu führen.

Obwohl die Satellitennavigation ursprünglich für militärische Anwendungen verwendet wurde, sind die Anwendungsfälle dieser Technologien in der heutigen Zeit größer geworden. Es umfasst private und öffentliche Sektoren in mehreren Marktsegmenten wie Bauwesen, Wissenschaft und mehr.

Die meisten von Ihnen sind vielleicht mit GPS vertraut. Sie können viel Zeit verbringen, während Sie einen unbekannten Ort erkunden. GNSS ist jedoch ein weniger verwendeter Begriff.

In diesem Artikel mache ich Sie mit GNSS vertraut und gehe auf die Unterschiede zwischen GPS und GNSS ein. Am Ende besprechen wir, was für Ihren Anwendungsfall flexibler, zuverlässiger und genauer ist.

Auf geht’s!

Was ist GNSS?

GNSS steht für Global Navigation Satellite System, in dem verschiedene Länder viele Satelliten betreiben. Dies geschieht, um Signale aus dem Weltraum bereitzustellen und Zeit- und Positionsdaten an die auf der Erde befindlichen GNSS-Empfänger zu übertragen. Die Empfänger verwenden diese Daten weiter, um Ihren genauen Standort zu bestimmen.

Die zahlreichen Satelliten, die die Erde umkreisen, sind als Konstellationen bekannt; Daher bezieht sich GNSS auch auf die Konstellation von Satelliten. Es kann im Transportwesen, in Raumstationen, im Schienenverkehr, im Nahverkehr, auf der Straße, im Seeverkehr, in der Luftfahrt usw. verwendet werden.

Navigation, Positionierung und Timing sind in der Landvermessung, Notfallmaßnahmen, im Bergbau, in der Präzisionslandwirtschaft, im Finanzwesen, bei der Strafverfolgung, in der wissenschaftlichen Forschung, in der Telekommunikation und mehr von entscheidender Bedeutung. Die Leistung von GNSS kann durch regionale satellitengestützte Erweiterungssysteme wie den European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) verbessert werden.

Beispiele für GNSS: NAVSTAR GPS in den USA, Galileo in Europa, das Navigationssatellitensystem BeiDou in China und Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) in Russland.

EGNOS trägt dazu bei, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von GPS-Informationen zu verbessern, indem Daten über die Integrität der Signale bereitgestellt und Signalmessfehler korrigiert werden. Nun, die tatsächliche Leistung wird anhand von vier Hauptkriterien bewertet:

• Genauigkeit: Dies ist die Differenz zwischen der gemessenen Geschwindigkeit, Zeit oder Position und der tatsächlichen Geschwindigkeit, Zeit oder Position.
• Kontinuität: Gibt an, ob ein System ohne Unterbrechung funktioniert oder nicht.
• Integrität: Die Fähigkeit eines Systems, einen Vertrauensschwellenwert für die Positionsdaten und einen Alarm zu bieten, wird in diesem Zusammenhang als Integrität bezeichnet.
• Verfügbarkeit: Der prozentuale Zeitanteil, den ein Signal benötigt, um Genauigkeits-, Kontinuitäts- und Integritätskriterien zu erfüllen, wird in diesem Zusammenhang als „Verfügbarkeit“ bezeichnet.

Die GNSS-Technologie benötigt mindestens vier Satelliten, um Ihren Standort durch komplizierte Trilaterationsberechnungen zu berechnen. Heutzutage definieren drei Segmente Satelliten im Weltraum.

Diese gelten als wichtige Bestandteile der GNSS-Technologie:

• Raumsegment: Das Raumsegment definiert die Sternbilder, die zwischen 20.000 und 37.000 km über der Erdoberfläche kreisen.
• Kontrollsegment: Das Kontrollsegment ist das Netzwerk von Daten-Upload-Stationen, Überwachungsstationen und Hauptkontrollstationen auf der ganzen Welt.
• Benutzersegment: Das Benutzersegment beschreibt die Ausrüstung, die Signale vom Satelliten empfängt und basierend auf der Umlaufbahnposition der Satelliten und der Zeit eine Position ausgibt.

Was ist GPS?

Global Positioning System (GPS) ist ein Funknavigationssystem, das in der Luft, an Land und auf See verwendet wird, um den genauen Standort, die Geschwindigkeit, die Zeit und mehr unabhängig von den Wetterbedingungen zu bestimmen.

GPS wurde erstmals 1978 als Prototyp vom US-Verteidigungsministerium entwickelt. Es wurde 1993 mit einer ganzen Konstellation von 24 Satelliten vollständig in Betrieb genommen.

GPS gehört der Regierung der Vereinigten Staaten und wird von der US Space Force betrieben. Von GPS profitieren nicht nur Militärs, sondern auch kommerzielle oder zivile Nutzer weltweit. Obwohl die USA das GPS entwickelt haben und kontrollieren, ist es für jeden mit einem GPS-Empfänger zugänglich.

GPS ist eine Art von GNSS-Technologie, die Zeit- und Geolokalisierungsdaten an den GPS-Empfänger liefert. Es benötigt keinen Benutzer, um die Daten zu übertragen, sondern funktioniert flexibel auf jedem Gerät mit einer guten Internetverbindung.

In der Technologie hat das Vorantreiben neuer Konzepte für alle oberste Priorität. Die technologischen Anforderungen an das bestehende System führen also zu einer Modernisierung des GPS. Es implementiert das Betriebsleitsystem der nächsten Generation und GPS-Block-IIIA-Satelliten.

GPS besteht aus drei Teilen – Satelliten, Empfängern und Bodenstationen. Gehen wir die Funktionalitäten der einzelnen durch:

• Satelliten: Sie wirken wie Sterne in den Sternbildern und senden Signale aus.
• Bodenstationen: Sie verwenden das Radar, um sicherzustellen, dass sich die Satelliten in der Position befinden, die wir vermuten.
• Empfänger: Dies ist ein Gerät, das Sie in Ihrem Telefon, Auto usw. finden können und das ausnahmslos nach Signalen von Satelliten sucht. Darüber hinaus bestimmt es, wie weit Sie von dem Ort entfernt sind, über den Sie etwas wissen möchten.

GNSS vs. GPS: Funktioniert

Wie funktioniert GNSS?

GNSS variiert in Design und Alter, aber der Betrieb ist derselbe. Der Satellit sendet zwei Wellen im L-Band, dh L1 und L2. Diese Trägerwellen übertragen Daten vom Satelliten zur Erde.

GNSS-Empfänger bestehen aus zwei Teilen – einer ist eine Antenne und der andere eine Verarbeitungseinheit. Das Funktionsprinzip beider Geräte ist unkompliziert. Die Antenne empfängt Signale von den Satelliten, während die Verarbeitungseinheit die Signale erfasst. Es benötigt mindestens vier Satelliten, um genaue Informationen zur Positionsbestimmung zu sammeln.

GNSS-Satelliten umkreisen die Erde alle 11 Stunden, 58 Minuten und 2 Sekunden. Jeder Satellit ist in der Lage, verschlüsselte Signale zu übertragen, die einen stabilen Zeitstempel und Umlaufbahndetails enthalten. Die Signale enthalten Informationen, die ein Empfänger benötigt, um die Standorte der Satelliten zu berechnen und für eine genaue Positionierung entsprechend anzupassen.

Der Empfänger berechnet die Zeitdifferenz zwischen der Signalempfangszeit und der Sendung, um die genaue Entfernung zu berechnen. Es gibt Ergebnisse in Form von Höhe, Längengrad und Breitengrad.

Wie funktioniert GPS?

GPS arbeitet mit einer Trilaterationstechnik, die Signale von Satelliten sammelt, um dem Benutzer Ausgangsstandortinformationen bereitzustellen. Satelliten, die die Erde umkreisen, senden Signale, die von dem GPS-lesbaren Gerät gelesen und interpretiert werden sollen, das sich in der Nähe oder auf der Erdoberfläche befindet.

Das GPS-Gerät muss für eine genaue Position Signale von mindestens vier Satelliten lesen. Jeder Satellit umkreist die Erde zweimal täglich und sendet ein einzigartiges Signal, Zeit und Bahnparameter.

Da ein GPS-Gerät Informationen über die Entfernung zum Satelliten liefert, ist ein einzelner Satellit nicht in der Lage, einen genauen Standort bereitzustellen.

Wie GNSS-Konstellationen umfasst auch GPS drei Segmente: Raum, Steuerung und Benutzer.

• Weltraumsegment: Das Weltraumsegment besteht aus mehr als 30 Satelliten im Orbit, die von der US Space Force betrieben werden. Diese Satelliten können Funksignale aussenden, um Stationen auf der Erde zu überwachen und zu steuern.
• Steuersegment: Das GPS-Steuersegment umfasst Backup, mehrere Überwachungsstationen, dedizierte Bodenantennen und weltweite Hauptsteuerung. Dadurch wird sichergestellt, dass die GPS-Satelliten gut funktionieren und in der richtigen Position kreisen.
• Benutzersegment: Das Benutzersegment bezieht sich auf alle, die sich auf GPS-Satelliten verlassen, um Position, Navigation und Zeit zu messen.

GNSS vs. GPS: Vorteile und Einschränkungen

Vorteile von GNSS

Jetzt kennen wir den Begriff GNSS, der drei oder mehr Satelliten aus verschiedenen Ländern umfasst, um Ihnen korrekte und genaue Informationen zu liefern. Hier sind einige der Vorteile von GNSS:

• Alle globalen Navigationssysteme sind jederzeit verfügbar. Wenn einer aufgrund atmosphärischer Bedingungen nicht funktioniert, hilft ein anderer auf die gleiche Weise. Daher bietet GNSS den Empfängern mehr Verfügbarkeit und Zugang zu den Signalen.
• Sie erhalten genaue Timing-Daten, die weiter verwendet werden, um ein hochpräzises IoT-Netzwerk zu entwickeln.
• Da es sich um eine Konstellation von Satelliten handelt, verbessert es die Navigationslösung und verbessert TTFF, was Time to First Fix bedeutet.
• Es spart Geld und Zeit, indem es Standortgenauigkeit an Ihr Gerät liefert.
• Sie erhalten ununterbrochene Konnektivität an jedem Ort, z. B. in ausgedehnten Wäldern, Höhlen, dicht besiedelten Orten usw.
• GNSS-Empfänger entfernen den ausgefallenen Satelliten automatisch aus der Navigationsliste, um Ihnen die beste Lösung zu bieten.

Einschränkungen von GNSS

Im Folgenden sind einige Einschränkungen von GNSS aufgeführt:

• Erweiterte Systeme werden jedes Mal benötigt, wenn Sie GNSS-Systeme verwenden, um Präzisionsanflüge zu unterstützen.
• Die vertikale Genauigkeit beträgt mehr als 10 Meter.
• Erweiterte Systeme werden eingesetzt, um die Anforderungen an Verfügbarkeit, Genauigkeit, Kontinuität und Integrität zu erfüllen.
• Betroffen sind Flugzeugbetreiber, Piloten, Flugsicherungsdienste, Aufsichtspersonal usw.
• Die Sicherheit der Navigation hängt von der Genauigkeit der Datenbanken ab.

Vorteile von GPS

• Es ist einfach zu bedienen
• Kostengünstig
• 100 % Abdeckung der Erde
• Aufgrund seiner Genauigkeit können Sie Kraftstoff sparen
• Sie können die GPS-Technologie verwenden, um Hotels, Tankstellen, Geschäfte usw. in der Nähe zu finden.
• Es ist einfach in Ihre Geräte zu integrieren
• Es bietet Ihnen das solide Tracking-System

Einschränkungen von GPS

• Der GPS-Chip entlädt den gesamten Akku Ihres Geräts.
• Es durchdringt keine festen Wände. Dies bedeutet, dass Benutzer die Technologie nicht in Innenräumen oder unter Wasser verwenden können.
• Die Genauigkeit hängt von der Signalqualität des Satelliten ab.
• Die Position variiert, wenn die Anzahl der Satelliten begrenzt ist.
• Bei geomagnetischen Stürmen oder anderen atmosphärischen Bedingungen können Sie nicht auf den Standort zugreifen.
• Die Landvermessungsausrüstung benötigt eine freie Sicht zum Himmel, um Signale zu empfangen.
• Manchmal zeigt Ihnen die Ungenauigkeit einen anderen ungültigen Weg oder Ort.

GNSS vs. GPS: Anwendungen

Anwendungen von GNSS

Die GNSS-Technologie wurde erstmals im 20. Jahrhundert entwickelt, um Militärangehörigen zu helfen. Mit der Zeit findet die Technologie ihren Weg in viele Anwendungen:

• Während der Herstellung werden Autos mit GNSS ausgestattet, das bewegliche Karten, Standort, Richtung, Geschwindigkeit, Restaurants in der Nähe und mehr anzeigt.
• Flugnavigationssysteme verwenden eine sich bewegende Kartenanzeige. Es ist auch mit dem Autopiloten für die Routennavigation verbunden.
• Schiffe und Boote verwenden GNSS, um Ozeane, Meere und Seen zu lokalisieren. Es wird auch in Booten für selbststeuernde Ausrüstung verwendet.
• Schwere Geräte, die im Bauwesen, in der Präzisionslandwirtschaft, im Bergbau usw. verwendet werden, verwenden GNSS-Technologie zur Führung von Maschinen.
• Radfahrer nutzen GNSS im Touren- und Rennsport.
• Kletterer, normale Fußgänger und Wanderer nutzen diese Technologie, um ihre Position zu kennen.
• GNSS-Technologie ist auch für Sehbehinderte verfügbar.
• Raumfahrzeuge verwenden diese Technologie als Navigationswerkzeug.

Anwendungen von GPS

GPS hat viele Anwendungen auf der ganzen Welt. Lassen Sie uns einige von ihnen herausfinden.

• Die Luftfahrtindustrie verwendet GPS, um den Passagieren und Piloten die Echtzeitposition des Flugzeugs bereitzustellen.
• Die Schifffahrtsindustrie bietet Schiffskapitänen genaue Navigationsanwendungen.
• Landwirte verwenden GPS-Empfänger auf ihren landwirtschaftlichen Geräten.
• Vermessung
• Militär
• Finanzdienstleistungen
• Telekommunikation
• Anleitung für schwere Fahrzeuge
• Soziale Aktivitäten
• Positionen lokalisieren
• Orte in der Nähe
• Schätze suchen
• Solo-Reisen

Usw.

GNSS vs. GPS: Unterschiede

Wir alle kennen GPS als das ideale Tool, mit dem Sie jeden Ort, jedes Restaurant, jede Adresse und mehr finden können. Sie können sogar Ihren aktuellen oder Live-Standort mit anderen teilen. Über GPS können wir auf Standorte zugreifen, aber während einer Störung des Signals können Sie nicht auf Standort oder Informationen zugreifen.

GNSS ist ein Begriff mit ähnlichen Funktionen wie GPS, jedoch mit einem flexibleren und zuverlässigeren Zugriff auf die Standorte, selbst bei Störungen. Es umfasst GPS, Baidu, Galileo, GLONASS und andere Konstellationssysteme. Aus diesem Grund wird es als Internationales Multi-Konstellations-Satellitensystem bezeichnet. Man kann sagen, dass GNSS mehrere GPS-Satelliten aus verschiedenen Ländern verwendet, um den genauen Standort zu navigieren.

Lassen Sie uns die Hauptunterschiede zwischen den Technologien basierend auf einigen Aspekten genauer untersuchen.

Kriterien GNSSGPSOrbital AltitudeEs kombiniert die Umlaufbahnhöhe verschiedener Satelliten, z. B. 19.100 km für GLONASS und 20.200 für GPS.GPS-Satelliten fliegen weit über der Erdoberfläche in einer Höhe von 20.200 km oder 10.900 Seemeilen mit einem Zeitraum von 12 StundenPräzisionEs gibt genauere Informationen. Das Ergebnis erhalten Sie mit einer Genauigkeit im Zentimeter- oder Millimeterbereich. Es liefert weniger genaue Informationen, da es aufgrund von atmosphärischen Bedingungen, Signalblockaden usw. schwanken kann. Es zeichnet seine Genauigkeit bei 4,9 m bis 16 Fuß auf US, GLONASS aus Russland, Galileo aus Europa und BeiDou aus ChinaEs ist eine Art GNSS-System, das in den USA entwickelt wurde. SatellitenEs hat 31 Satelliten von GPS, 24 von GLONASS, 26 von Galileo und 48 von BeiDouIt hat 21 Satelliten orbitPeriodDie Perioden verschiedener Navigationssysteme sind:
GLONASS: 11 Stunden und 16 Minuten
Galileo: 14 Stunden und 5 Minuten
BeiDou: 12 Stunden und 38 Minuten
NAVIC: 23 Stunden und 56 Minuten Es fliegt in kreisförmigen Umlaufbahnen mit einem Zeitraum von 12 Stunden oder zweimal am Tag. Status Der Status der einzelnen Navigationssysteme ist unterschiedlich, z. B. GLONASS ist betriebsbereit, BeiDou hat 22 Betriebssatelliten und mehr. Der Status des GPS ist betriebsbereit Der Leistungspegel von GNSS beträgt 125 dBm und unterscheidet sich je nach Satelliten aus verschiedenen Ländern. Es ist konstant bis 125 dBm Signalstärke.

GNSS liefert genauere Daten, da es die kommenden Informationen von verschiedenen Satelliten verschiedener Länder kombiniert. Auf der anderen Seite ist GPS der spezifische Datenanbieter, der von der US-Regierung kontrolliert und verwaltet wird.

Fazit

GPS ist eine Art von GNSS, das das erste globale Navigationssatellitensystem war. Im Allgemeinen wird GPS oft verwendet, um ein Satellitennavigationssystem zu beschreiben. Beide sind in Bezug auf ihre Operationen gleich, unterscheiden sich jedoch in ihrem Arbeitsstil.

GNSS und GPS werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt, in denen Sie präzise und kontinuierlich verfügbare Zeit- und Positionsinformationen benötigen, wie z. B. Transport, Schifffahrt, mobile Kommunikation, Landwirtschaft, Leichtathletik und viele mehr.

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