Medien & Informatik · Klasse 5/6
Exkurs: Wie GPS funktioniert
Verlaufen in der fremden Stadt – und der blaue Punkt weiß Bescheid.
Aus dem Alltag
Der blaue Punkt
Auf der Klassenfahrt verliert Noah in der Altstadt seine Gruppe. Internet hat er keins mehr. Er öffnet die Karte, die er am Morgen heruntergeladen hat. Ein blauer Punkt zeigt genau, wo er steht – mitten auf dem Marktplatz. So findet er zurück. „Woher weiß das Handy das ohne Internet?“, fragt er später Ela.
Wie findet ein Handy heraus, wo es ist?
Deine Aufgabe: Vermutet zu zweit: Woher könnte das Handy seinen Ort kennen?
Erklärt
Uhren im Weltall
Satelliten
Rund 30 GPS-Satelliten kreisen in etwa 20.200 Kilometern Höhe um die Erde. Sie sind so verteilt, dass von fast überall mehrere am Himmel stehen.
Sie senden die Zeit
Jeder Satellit hat sehr genaue Uhren an Bord. Er sendet ständig: „So spät ist es bei mir, und hier bin ich.“
Laufzeit = Abstand
Das Signal reist mit Lichtgeschwindigkeit und braucht etwa 0,07 Sekunden bis zu dir. Das Handy vergleicht die Zeit im Signal mit seiner Uhr. So weiß es, wie weit der Satellit weg ist.
Kreise schneiden sich
Ein Abstand allein sagt nur: irgendwo auf einem Kreis. Mit mehreren Satelliten schneiden sich die Kreise an einer Stelle – dort bist du.
Nur empfangen
Das Handy sendet beim GPS nichts. Es hört nur zu. Darum geht es auch ohne Internet. In Gebäuden und Tiefgaragen kommen die schwachen Signale aber oft nicht an.
rund 30, in etwa 20.200 km Höhe.
Die Laufzeit des Signals verrät den Abstand.
Mehrere Abstände zusammen ergeben den Punkt.
Wie bei Noahs Computer?
Noahs Computer hat kein GPS – er steht ja immer am selben Platz auf dem Schreibtisch. Der Empfänger dafür steckt im Handy, oft mit auf dem Chip.
Tafelbild
Wo ist Noah?
So funktioniert das Tafelbild
- Du siehst: drei Satelliten am Himmel. Noah steht irgendwo am Boden – du siehst ihn erst, wenn das Handy ihn gefunden hat.
- Du kannst: die Satelliten einzeln zuschalten. Ihr Signal breitet sich aus, bis es Noah erreicht. Der Kreis bleibt stehen.
Ein Satellit
Schaltet einen Satelliten zu. Wo kann Noah überall sein?
Zwei Satelliten
Schaltet einen zweiten dazu. Wie viele Stellen kommen jetzt noch infrage?
Drei Satelliten
Schaltet den dritten dazu. Was passiert? Probiert danach „Noah geht woanders hin“.
Ohne JavaScript: Ein Satellit verrät nur einen Kreis, auf dem das Handy irgendwo liegt. Zwei Kreise schneiden sich an zwei Stellen. Mit dem dritten Kreis bleibt genau ein Punkt übrig – dort ist das Handy.
Was du gesehen hast
- Ein Satellit verrät nur den Abstand – also einen Kreis.
- Zwei Kreise schneiden sich an zwei Stellen.
- Mit dem dritten Kreis bleibt genau eine Stelle übrig.
Ganz genau genommen
Sichern
Ins Heft und zwei Aufgaben
GPS-Satelliten senden ständig ihre Uhrzeit und ihren Ort. Aus der Laufzeit der Signale berechnet das Handy, wo es ist.
Das Handy empfängt nur – es sendet nichts.
9. Exkurs: GPS
GPS- senden ständig ihre Uhrzeit und ihren Ort.
Aus der der Signale berechnet das Handy, wo es ist.
Das Handy nur. Es sendet nichts.
Die Lücken findest du in den Schritten und im Tafelbild.
Deine Aufgabe
So findet das Handy seinen Ort
Bring die Schritte in die richtige Reihenfolge.
Ich bringe die Schritte der GPS-Ortung in die richtige Reihenfolge.
Bring die Schritte in die richtige Reihenfolge.
Deine Aufgabe
GPS-Wissen
Entscheide bei jedem Satz: richtig oder falsch?
Ich weiß, wie GPS funktioniert und was es nicht kann.
Entscheide bei jedem Satz: richtig oder falsch?
Richtig oder falsch?
- Beim GPS schickt das Handy seinen Ort zu den Satelliten.
- GPS funktioniert auch ohne Internet.
- In einer Tiefgarage funktioniert GPS meist schlecht.
- Galileo ist das europäische Gegenstück zu GPS.