Warum ist es wichtig, dass die Umlaufbahnen der Planeten elliptisch sind?

Warum elliptische Planetenbahnen für die Positionsbestimmung unerlässlich sind

Die Planetenbahnen im Sonnensystem sind nicht kreisförmig, sondern elliptisch. Diese Abweichung von der perfekten Kreisform spielt eine entscheidende Rolle bei der Funktionsweise globaler Ortungssysteme (GNSS).

Notwendigkeit mehrerer Satelliten

GNSS-Systeme wie GPS, GLONASS und Galileo verwenden Satelliten, die die Erde in präzisen Umlaufbahnen umkreisen. Um eine genaue Positionsbestimmung zu ermöglichen, müssen mindestens vier Satelliten gleichzeitig sichtbar sein. Diese Anforderung kann nur erfüllt werden, weil die Umlaufbahnen der Satelliten elliptisch sind.

Variabilität der Bahnen

Die elliptische Form der Planetenbahnen führt dazu, dass sich die Satelliten in verschiedenen Höhen und Geschwindigkeiten bewegen. Dadurch ändert sich ständig die geometrische Anordnung der Satelliten relativ zur Erde.

Diese Variabilität ermöglicht es, dass zu jeder Zeit mindestens vier Satelliten sichtbar sind. Selbst wenn einige Satelliten unter dem Horizont verschwinden, bleiben andere in Sichtweite und stellen so eine durchgehende Positionsbestimmung sicher.

Präzise Entfernungsberechnung

Die elliptischen Umlaufbahnen ermöglichen auch eine präzise Berechnung der Entfernung zwischen den Satelliten und dem Empfänger. Die Entfernung kann anhand der Laufzeit des Signals bestimmt werden, das vom Satelliten gesendet und vom Empfänger empfangen wird.

Durch die Kenntnis der Entfernung und der geometrischen Anordnung der Satelliten kann der Empfänger seine Position auf der Erdoberfläche mit hoher Genauigkeit bestimmen.

Vorteile elliptischer Planetenbahnen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die elliptischen Planetenbahnen für die Funktionsweise von GNSS-Systemen aus folgenden Gründen unerlässlich sind:

• Sie ermöglichen es, dass mindestens vier Satelliten zu jeder Zeit sichtbar sind
• Sie bewirken eine ständige Variabilität in der geometrischen Anordnung der Satelliten
• Sie erleichtern präzise Entfernungsberechnungen

Ohne elliptische Planetenbahnen wäre eine genaue und zuverlässige Positionsbestimmung durch GNSS-Systeme nicht möglich.