#acl All:read,write
= GpsDemonstrator =

== Einleitung ==

Der Versuchsaufbau reproduziert die Positionsbestimmung durch den Empfang von Signalen von bekannten Orten (zu bekannten Zeiten) auf ein beobachtbares Raumgebiet. Drei Lautsprecher, die oberhalb der Ecken eines Tisches fixiert sind, erfüllen die Funktion der Satelliten im GPS. Sie senden akustische Signale bekannter Frequenz (in unserem Versuchsaufbau ca. 3 kHz) in Richtung der Tischfläche aus. Zu Beginn jeder Messung startet ein Controller einen Timer und gibt einen „Knackimpuls“ an den ersten Lautsprecher. Dieser Impuls wird vor der Ausgabe stromverstärkt. Aufgenommen wird das Signal von einem mobilen Mikrofon, es entspricht dem GPS-Empfängergerät. Das verstärkte Mikrofonsignal erreicht den Controller und stoppt daraufhin den Timer. So entsteht die erste Laufzeitmessung. Der Controller wartet nun 200 Millisekunden, damit es zu keinen unerwünschten Störungen der Signalempfänge kommt (verursacht z. B. durch Reflexion des Schalls an Wänden). Anschließend verfährt der Controller analog mit den beiden anderen Lautsprechern. Sind alle drei Laufzeiten gemessen, werden mithilfe der Schallgeschwindigkeit die Laufwege und die Koordinaten der Tischebene berechnet und auf ein LCD-Display ausgegeben. Nach einem Zyklus der Signalgebung wartet der Controller wiederum 0,6 Sekunden und startet einen neuen Durchlauf.



== Analogien ==


||<:> '''Eigenschaft''' ||<:> '''Analogiesystem''' ||<:> '''Originalsystem''' ||
||<:> '''Wellentyp''' ||<:> Schallwellen ||<:> Elektromagnetische Wellen ||
||<:> '''Frequenz''' ||<:> 3,076 kHz ||<:> 1220-1600 MHz ||
||<:> '''Sender''' ||<:> Lautsprecher ||<:> Satellitenantenne ||
||<:> '''Geographie''' ||<:> Tischebene(auch dreidimensional) ||<:> Erde ||
||<:> '''Empfänger''' ||<:> Mikrophon ||<:> GPS-Empfangsgerät ||
||<:> '''Anzahl der Signalgeber''' ||<:> 3 (für die Standortbestimmung in der Ebene genügen 2 Signale.) ||<:> ca. 30 (für die Standortbestimmung genügen 4 Signale.) ||
||<:> '''Takt der Signalaussendung''' ||<:> 0,2 s zwischen zwei Lautsprechersignalen eines Zyklus; 0,6 s zwischen den Zyklen ||<:> 0,002 s ||
||<:> '''Position der Signalgeber''' ||<:> ortsfest ||<:> beweglich ||
||<:> '''Signalverarbeitung''' ||<:> Aussenden und Empfangen der 3 Signale nacheinander (seriell) ||<:> Gleichzeitiges Senden und Empfangen der Signale (parallel) ||
||<:> '''Abstand zwischen Sender und Empfänger''' ||<:> ca. 1m ||<:> ca. 20.000 km ||
||<:> '''Genauigkeit der Positionsbestimmung''' ||<:> 1 cm ||<:> 1 m ||
||<:> '''Synchronisation''' ||<:> über eine „äußere“ Uhr ||<:> über das Senden eines zusätzlichen Signals ||



== Schaltplan ==

{{attachment:Schaltplan.jpg}}

== Anhänge ==


{{attachment:Versuchsaufbau.jpg}}