Ephemeriden – Positionswerte und Koordinatensysteme

Ephemeride

Mithilfe von GPS-Technologie erhält jede Person die Möglichkeit eine einfache Ortung und Navigation selbst durchzuführen. Die Faktoren, die im Hintergrund dieses Systems entscheidend sind, bleiben dem Nutzer meist verborgen. Man muss sich für die Anwendung auch nicht zwingend mit der Technik an sich beschäftigen, wenn man die notwendige Hard- und Software besitzt. In diesem Zusammenhang spielen Ephemeriden eine große Rolle, sie sind zwingend notwendig, damit das GPS-System reibungslos funktioniert. 

Der Begriff Ephemeriden steht für die Aussage “für einen Tag“, dabei handelt es sich um Positionswerte astronomischer Objekte, die mit dem verwendeten Koordinatensystem in Verbindung stehen. Vor allem dann, wenn Satelliten eingesetzt werden, beschreiben diese Werte einen scheinbaren Ort, der Name sagt jedoch deutlich aus, dass sie in der Regel nur für einen Tag gelten. 

Die Berechnung wird mittels der Bahnelemente vorgenommen, mithilfe von Tabellen und aktuellen Positionswerten von Himmelskörpern an der Himmelskugel wie der Sonne, dem Mond, Kometen und weiteren Planeten. 

Zusammenhang der Ephemeride mit GPS und wie diese angewendet werden

Bei der Nutzung von Navigationssystemen wie GNSS oder auch GPS beschreiben diese Positionswerte die Umlaufbahn, diese Informationen sind ein wichtiger Bestandteil der Signale, die von Satelliten ausgesendet werden. Anhand dieser Daten bildet sich die Grundlage zur Berechnung der Empfängerposition. 

Auch eine Kollision zweier Körper im Sonnensystem kann mithilfe dieser Daten abgeschätzt werden, hierzu muss die zeitliche Entwicklung bekannt sein, aber auch die genaue Positionen der Körper. In diesem Zusammenhang wurden spezielle Kataloge entwickelt, um erhaltene Daten genauer bestimmen zu können. Sie können wie ein Lexikon angewendet werden, um weitere Informationen zu berechnen. 

Diese Daten sind besonders wichtig für sogenannte Erdbahnkreuzer, sie stellen eine mögliche Bedrohung dar, da sie auf dem Planeten einschlagen könnten. Ebenso spielen weitere Faktoren eine tragende Rolle: die exakte Uhrzeit und die Position der Himmelskörper bei Sonnenauf- und Untergang an einem spezifischen Ort. Dank einer exakten Berechnung kann auch die Effektivitätsrechnung von Solaranlagen korrekt ausgelegt werden, ebenso setzen Architekten dieses Wissen ein, um einen idealen Sonneneinfall für Gebäude zu ermitteln. 

Ephemeridenrechnung und was dahinter steckt

Eine Berechnung der Ephemeriden findet basierend auf tatsächlich beobachteten Positionen der Himmelskörper statt. Aber auch fortlaufende Werte sind notwendig, um hohe Aktualität zu gewährleisten, dazu berücksichtigt man eventuelle Störungen der Bahn. Daher setzt man spezielle Rechenmodelle ein, unter anderem die Planetentheorie, da diese den Grundpfeiler für die Störungstheorie bildet. 

Unterstützung des GPS-Systems und Nutzung

Diese Positionswerte werden auch von den Satelliten des GPS-Systems gesendet. Sie befinden sich im Weltall und senden in regelmäßigen Abständen ihre individuellen Signale. Diese kann das GPS-Gerät empfangen und entsprechend auswerten. Basierend darauf ist es dann möglich, dass der Nutzer seine eigene Position sehr exakt bestimmen und aufzeichnen kann. 

Zusätzlich senden GPS-Satelliten viele weitere Informationen, anhand derer kann der Nutzer dann zusätzlich Geschwindigkeiten bestimmen, Bewegungen oder genaue Routen zuverlässig sichern. 

Somit sind Positionswerte von großer Bedeutung und gewährleisten eine reibungslose Funktion vieler Geräte, die auf die Signale von Satelliten und präzise Berechnungen angewiesen sind. 

Tafelintervalle und Zeitbezug der Ephemeride

Tafelintervalle unterliegen vielen Schwankungen, besonders die Bahngeschwindigkeit und die Änderungsrate nehmen ihren Einfluss. Bei Fundamentalsternen und entfernten Planeten muss man mit rund 10 Tagen kalkulieren. Himmelskörper wie Mond, Sonne und innere Planeten werden mit rund 1-2 Tagen kalkuliert. 

Verwendung von GPS im Alltag

GPS-Tracker werden in unserem Alltag in vielen Bereichen eingesetzt, sie lassen sich nutzen, um Fahrzeuge, Wertegenstände und sogar Personen bis auf wenige Meter genau zu orten. So sorgen sie nicht nur für mehr Sicherheit, sondern auch für einen besseren Überblick. In mittelgroßen bis großen Unternehmen wird GPS oder Telematik überwiegend genutzt, um Touren zu planen und den Fuhrpark zu verwalten. Anhand bereits ermittelter Daten ist es dann möglich, in Zukunft besser zu planen und Optimierungen durchzuführen.