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Satellitennavigation – Relativitätstheorie im täglichen Leben

Freitag, 25. November 2016, 20.00 Uhr
Prof. Dr. phil. nat. Urs Hugentobler, Fachgebiet Satellitengeodäsie, Technische Universität München
ZHAW, grosser Physikhörsaal, Technikumstrasse 9, 8400 Winterthur
Gastgesellschaften: Astronomische Gesellschaft Winterthur AGW, Swiss Engineering Winterthur-Schaffhausen

Die allgemeine Relativitätstheorie hat ihr hundertjähriges Jubiläum gefeiert. Seither wurde sie mit vielen Experimenten immer wieder bestätigt. Für unser tägliches Leben ist sie allerdings kaum relevant – mit einer Ausnahme: Jeder GPS-Empfänger berücksichtigt relativistische Korrekturen zur Bestimmung seiner Position, vom Smartphone zur Navigation auf der Strasse mit Metergenauigkeit bis zum Präzisions-Vermessungsgerät für die Landesvermessung oder zur Messung der Bewegung der tektonischen Platten im Millimeterbereich.

Die Positionierung mit Navigationssatelliten, dem amerikanischen GPS, dem russischen GLONASS, dem europäischen Galileo oder dem chinesischen Beidou beruht auf der präzisen Messung der Laufzeit von Mikrowellensignalen, welche von den Satelliten aus einer Höhe von rund 20’000 km ausgesendet werden. Atomuhren an Bord der Satelliten generieren Zeitzeichen und modulieren diese auf die ausgesendeten Signale. Die Empfänger registrieren die Ankunftszeit der Signale und vergleichen diese mit dem decodierten Zeitzeichen. Die Differenz von Ankunfts- und Aussendezeit ist die Signallaufzeit. Zentral ist das Konzept zur Synchronisation der Uhren.

Der Vortrag stellt das Konzept der Satellitennavigation vor, illustriert deren Nutzung zur präzisen Vermessung der Erde und untersucht die Frage, wie gut GPS funktionieren würde, wenn die Relativitätstheorie noch nicht entdeckt worden wäre.

Der Vortrag ist öffentlich und gratis. Gäste sind herzlich willkommen.

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