Egal ob du am Wochenende mit deinen Eltern einen Ausflug machst, ihr deine Großeltern in der Nachbarstadt besucht oder einfach schauen wollt, ob es Stau auf eurer Strecke gibt- mit einem Navigationsgerät ist das alles meist kein Problem. Doch wie funktioniert eigentlich ein Navi?
Woher kennt das Gerät den Weg zum Zoo?
Wenn du mit deiner Familie zum ersten Mal mit dem Auto zum Zoo fährst, wisst ihr vielleicht nicht, ob ihr erst rechts, dann links und wieder links fahren müsst oder nur geradeaus. Ihr könntet eine Landkarte zur Hilfe nehmen, auf der die Straßen eingezeichnet sind, und mit dem Finger den Weg zum Zoo abfahren. Das ist aber etwas umständlich und ihr könnt euch die Strecke vielleicht nicht so gut merken. Einfacher geht es mit einem Navigationsgerät – kurz Navi genannt.
Navis zeigen euch den Weg
Vielleicht habt ihr in eurem Auto auch ein Navigationsgerät. In neuen Autos sind Navigationsgeräte gleich mit eingebaut. Sie funktionieren ganz einfach: Ihr tippt euer Fahrziel ein, beispielsweise Elefantenweg 1, und auf einem kleinen Bildschirm wird euch der Weg dorthin angezeigt. Es gibt sogar eine Stimme, die euch während der Fahrt begleitet und euch erklärt, wie ihr fahren sollt. Die sagt dann zum Beispiel: „Fahren Sie hundert Meter, dann links abbiegen.“ Die Stimme sagt euch auch, wenn ihr euch verfahren habt. „Bitte wenden“, hört man dann manchmal. Navis sind sehr praktisch. Doch, woher weiß das Gerät eigentlich, wo der „Elefantenweg 1“ ist und wie ihr dorthin kommt?
Satelliten im Weltall liefern Daten
Navigationsgeräte sind kleine Computer. Sie haben eine Landkarte gespeichert und können den Weg zum Zoo berechnen. Dazu brauchen sie Signale von Satelliten oben im Weltall. Diese Satelliten sind Teil des GPS – die Abkürzung für die englische Bezeichnung „Global Positioning System“ ist. Das bedeutet auf Deutsch etwa „weltweites System zur Positionsbestimmung“. Zum GPS gehören über zwanzig Satelliten, die in ungefähr 20.000 Kilometern im Weltall um die Erde kreisen. Jeder Satellit sendet unaufhörlich Signale zur Erde. Zum einen sendet er, wo er sich gerade auf seiner Flugbahn um die Erde befindet. Zum anderen schickt der Satellit die aktuelle Uhrzeit durchs All.
Navis sind Rechenkünstler
Mit einem Chip empfängt das Navigationsgerät die Signale von diesem und von anderen Satelliten. Je weiter ein Satellit von dem Navi entfernt ist, desto länger brauchen seine Signale, um beim Chip anzukommen. Der Computer im Navi errechnet dann den Unterschied von der gesendeten Satelliten-Uhrzeit zur eigenen Computer-Uhrzeit. Dann ist klar, wie lange das Signal unterwegs war. Damit ist auch klar, wie weit der Satellit vom Navi entfernt ist oder umgekehrt, wie weit das Navi beziehungsweise das Auto vom Satelliten weg ist. Wenn der Navi-Computer auf diese Weise alle Satelliten-Signale auswertet, kann er hieraus mit Hilfe der gespeicherten Landkarte genau berechnen, wo das Auto gerade steht. Oder auch fährt, denn mit den Daten, die die ganze Zeit von den Satelliten beim Navi eintreffen, könnt ihr auch die Fahrgeschwindigkeit bestimmen. Und ihr könnt mit Hilfe der eingespeicherten Landkarte den Weg von A, wo ihr losfahrt, nach B, wo ihr mit dem Auto hinfahren möchtet, errechnen lassen. Das ist dann die Route, die auf dem Bildschirm erscheint. Ein Sprachprogramm übersetzt dann den Weg in eine Computerstimme.
Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.
Stand: Dezember 2015
Bilder: Mercedes-Benz Group AG
Bild Satellit: shutterstock.com / Mechanik