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2024-12-17T14:46:59Z

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Die '''GPS-Zeit''' (GPST) ist das [[Zeitsystem]] der Navigationssatelliten des [[Global Positioning System]]s (GPS). Sie ist definiert als [[Internationale Atomzeit]] (TAI) minus 19 Sekunden. Die Überwachung und aufgrund der Drift der Atomuhren stetig notwendige Korrektur erfolgt durch Abgleich mit der Bodenstation des [[United States Naval Observatory]]<ref>https://www.usno.navy.mil/USNO/time/gps/usno-gps-time-transfer</ref>.

Im Rahmen des GPS-Systems wird die GPS-Zeit bzw. ihre Elemente zu folgenden Zwecken geliefert bzw. genutzt:
* Sie ist notwendig, um die Position zu bestimmen, wobei lediglich die TOW (Time-of-Week, s. u.) verwendet wird (Details siehe [[GPS-Technik]]).
* Die Zeitinformationen können zusätzlich als [[Zeitnormal]] verwendet werden.
* Anhand der Position kann unter Verwendung einer [[Zeitzone]]ndatenbank die Ortszeit errechnet werden.


== Unterschied zu UTC ==
{| class="wikitable" style="float:right; margin-left:1em; text-align:left; vertical-align:top;"
! Wann? || colspan=2 | Die GPS-Zeit beträgt
|-
| am 6. Januar 1980 || UTC {{0}}+0 s || [[Internationale Atomzeit|TAI]] −19 s
|-
| style="vertical-align:top;" | von 1981 bis 1998 || UTC {{0}}+1 ... +12 s<br>''Schaltsekunde<br> alle 1...2 Jahre'' || style="vertical-align:top;" | TAI −19 s
|-
| ab 1. Januar 1999 || UTC +13 s || TAI −19 s
|-
| ab 1. Januar 2006 || UTC +14 s || TAI −19 s
|-
| ab 1. Januar 2009 || UTC +15 s || TAI −19 s
|-
| ab 1. Juli 2012 || UTC +16 s || TAI −19 s
|-
| ab 1. Juli 2015 || UTC +17 s || TAI −19 s
|-
| ab 1. Januar 2017 || UTC +18 s || TAI −19 s
|}
Die GPS-Zeit startete am 6. Januar 1980 um 00:00:00 (siehe auch [[GPS-Woche]]) und war damals identisch mit der [[Koordinierte Weltzeit|Koordinierten Weltzeit]] (UTC). Die UTC hatte zu diesem Zeitpunkt eine Differenz zur [[Internationale Atomzeit|Internationalen Atomzeit]] (TAI) von 19 Sekunden. Seitdem wurde in die UTC alle 1–6 Jahre eine [[Schaltsekunde]] eingefügt, um die Weltzeit mit der [[Erdrotation]] in ausreichender Übereinstimmung zu halten. Diese Schaltsekunde wird bei der GPS-Zeit ''nicht'' berücksichtigt.

== Elemente der GPS-Zeitangabe ==

Die GPS-Zeit wird mit den Nutzdaten kodiert übertragen. Diese beinhalten zeitbezogen die ''[[GPS-Woche]]'' (10 Bits, Zählung von 0 bis 1023) und die ''Time-of-Week (TOW)'', also die Zeit, die seit Beginn der aktuellen GPS-Woche verstrichen ist (Angabe nicht in Sekunden, sondern in 1,5-Sekunden-Schritten, 19 Bits, 0–402199).

Da ein vollständiger Subframe aber alle 6 Sekunden übertragen wird, kann auf 4 Schritte verzichtet werden, sodass nur 17 bit übertragen werden. Durch die Begrenzung des Wochenzählers auf 1023 lässt sich die GPS-Zeit ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Informationen nur innerhalb eines Zeitraumes von 19,7 Jahren bestimmen („[[GPS-End-of-Week-Rollover|Roll-Over]]“).

Zusätzlich wird die aktuelle ''Differenz der GPS-Zeit zur UTC'' in einem eigenen Datenfeld übertragen. [[GPS-Empfänger]] können damit auch die UTC-Uhrzeit berechnen. Wenn die Laufzeit des Satellitensignals genau bestimmt wird, garantiert das GPS-System eine Abweichung von UTC von maximal einer Mikrosekunde.

== Siehe auch ==
* [[Galileo System Time]]
* [[Ephemeridenzeit]]
* [[Zeitzeichensender]]

== Literatur ==
* [[Günter Seeber]]: ''[https://books.google.de/books?id=o5ieyewvj9YC&pg=RA1-PA36&dq=GPS-Zeit&hl=de#v=onepage&q=GPS-Zeit&f=false Satellitengeodäsie. Grundlagen, Methoden und Anwendungen]''. de Gruyter-Verlag, Berlin u. a. 1989, ISBN 3-11-010082-7, S. 36ff.
* [[Albert Schödlbauer]]: ''Geodätische Astronomie. Grundlagen und Konzepte''. de Gruyter-Verlag, Berlin u. a. 2000, ISBN 3-11-015148-0, S. 363–364.

== Weblinks ==
* [ftp://maia.usno.navy.mil/ser7/ser7.dat IERS-Zeitbulletin]
* [https://www.ptb.de/cms/fachabteilungen/abt4/fb-44/ag-441/darstellung-der-gesetzlichen-zeit/atomzeitskalen.html Atomzeitskalen], Informationen der [[Physikalisch-Technische Bundesanstalt|PTB]]
* [https://ivvgeo.uni-muenster.de/vorlesung/GPS_Script/zeitsysteme_systeme.html Uni Münster GPS in den Geowissenschaften]

== Einzelnachweise ==

<references />

{{DEFAULTSORT:Gpszeit}}
[[Kategorie:Zeitnormal]]
[[Kategorie:Global Positioning System]]

[[en:GPS time#Timekeeping]]

GPS-Zeit - Versionsgeschichte

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