Störende Echos in GPS-Signalen können selbst wertvolle Informationen liefern: Sie ermöglichen, den Schneefall auf der Erde nahezu in Echtzeit zu beobachten und sehr aktuelle Karten der Schneedecke zu erstellen. Meteorologen und Hydrologen könnten aus den Messungen zudem nützliche Daten für ihre Forschung gewinnen. Für flächendeckende Karten müssten nicht einmal zusätzliche Geräte aufgestellt werden ? GPS-Empfänger überwachen bereits große Gebiete und zeichnen geologische Aktivitäten oder Wetterdaten auf. Der Onlinedienst der Zeitschrift ?Science? berichtet über die Forschung von Kristine Larson von der Universität von Colorado in Boulder und ihren Kollegen.
Seit gut zwanzig Jahren benutzen Piloten, Kapitäne und Geografen das ?Global Positioning System? oder GPS zur Navigation, Positionsbestimmung oder, wie im Falle vieler Naturwissenschaftler, zur Kartierung verschiedenster Gebiete und Oberflächen. Die amerikanischen Forscher konnten daher auf ein dichtes Netz aus Satellitenempfängern zurückgreifen, die bereits über weite Teile der US-Westküste installiert sind. Die Empfänger registrieren feinste Veränderungen im Boden und liefern so Informationen über die Plattentektonik. Dabei handelt es sich um Verschiebungen einzelner Untergrundschichten im Millimeterbereich, die letztlich mit Erdbeben in Zusammenhang gebracht werden.
Solange wie die GPS-Technik nun schon angewendet wird, kämpfen die Wissenschaftler aber auch mit Störsignalen, erklärt Larson. Ein Teil der Satellitensignale treffe zuerst auf den Boden auf, werde zurückgeworfen und erst dann von den Empfängern registriert. Für die klassischen Anwendungsbereiche der GPS-Technik sind diese Echos unbrauchbar, sie erschweren sogar deren Auswertung. Die Forscher haben nun aber entdeckt, dass die Störsignale doch zu etwas gut sind: Aus ihnen kann sehr genau berechnet werden, wie dick die Schneedecke rund um die GPS-Empfänger ist.
Möglich macht das eine besondere Eigenschaft des Schnees: Er verlangsamt die Echos, und zwar umso mehr, je höher der Schnee liegt. Daraus können beispielsweise wichtige Informationen für Meteorologen abgeleitet werden. Diese werden sozusagen gratis mitgeliefert, da das GPS-System ja ohnehin schon installiert ist, erklären die Forscher.
?Dies ist ein klassischer Fall von einem Signal, das für eine Person nur ein Störfaktor ist, der anderen aber als Informationsgrundlage dient?, erklärt Mike Jackson vom UNAVCO, einem US-Netzwerk von Wissenschaftlern, die sich mit der auf GPS-Daten basierenden sogenannten Fernerkundung beschäftigen. Die Nutzung der Echo-Signale eröffne eine breite Palette an Möglichkeiten, wofür die GPS-Daten neben den bisher bekannten Zwecken noch eingesetzt werden könnten, so Jackson weiter. Zudem könnten mit den neuen Informationen die Echos generell gründlicher aus den GPS-Signalen gefiltert und Abweichungen besser korrigiert werden.
Science, Onlinedienst ddp/wissenschaft.de – Martina Bisculm
