Ausgabe 001Alltag
Woher weiß dein Handy, wo du bist?
„Dein Handy hört gerade Uhren im Weltall zu. Und ohne sie wüsstest du nicht, wo du bist.“
Kurz erklärt
Dein Handy sendet nichts – es hört nur zu. Über 30 GPS-Satelliten funken ununterbrochen Ort und Uhrzeit. Aus der Laufzeit der Signale berechnet dein Handy, wo du bist. Der Haken: Da oben geht die Zeit schneller. Jeden Tag 38 Mikrosekunden. Ohne Einsteins Relativitätstheorie wäre die Ortung nach einem Tag unbrauchbar.
Das ganze Skript zum Nachlesen
Dein Handy hört gerade Uhren im Weltall zu. Und ohne sie wüsstest du nicht, wo du bist.
Kein WLAN, kein Funkmast, mitten im Wald. Trotzdem zeigt dir dein Handy auf ein paar Meter genau, wo du stehst. Wie geht das?
Rund zwanzigtausend Kilometer über dir kreisen über dreißig GPS-Satelliten, jeder zweimal am Tag. Jeder hat Atomuhren an Bord. Ununterbrochen funkt er zwei Dinge: wo er ist und wie spät es ist.
Dein Handy sendet nichts. Es hört nur zu und vergleicht: Wann ging das Signal los, wann kam es an? Funk ist so schnell wie Licht und braucht knapp sieben Hundertstelsekunden bis zu dir. Also wird aus Zeit eine Strecke.
Mit vier Satelliten gleichzeitig rechnet dein Handy aus, an welchem Punkt alle Abstände zusammenpassen. Drei verraten den Ort, der vierte gleicht die ungenaue Uhr in deinem Handy aus. Genau dort bist du.
Aber es gibt einen Haken. Da oben vergeht die Zeit schneller als bei uns. Jeden Tag gehen die Satellitenuhren achtunddreißig Mikrosekunden vor.
Klingt nach nichts. Doch Funk legt in dieser Zeit rund elf Kilometer zurück. Ohne Korrektur wäre die Ortung schon nach einem Tag unbrauchbar.
Deshalb stellt man die Uhren schon vor dem Start ein winziges bisschen langsamer. Einstein sei Dank. Denn so hört dein Handy gerade Uhren im Weltall zu.
Quellen
über 30 GPS-Satelliten (aktuell 31 aktiv), ca. 20.200 km Höhe, 2 Umläufe pro Tag
Satelliten senden Position + Uhrzeit, Empfänger misst Laufzeit; 4 Satelliten (3 Ort + 1 Uhrfehler)
Grundprinzip der Satellitennavigation, beschrieben bei Ashby 2003
Satellitenuhren gehen netto ~38 µs/Tag vor (ART +45, SRT −7)
Ashby: Relativity in the Global Positioning System, Living Reviews in Relativity 2003 · Ashby, AAPT
Funk legt in 38 µs ~11 km zurück (Lichtgeschwindigkeit × 38 µs = 11,4 km)
eigene Rechnung
Uhren werden vor dem Start langsamer eingestellt
Signal braucht ~0,07 s (20.200 km ÷ 300.000 km/s = 0,067 s)
eigene Rechnung
Bilder aus der Ausgabe
Bildnachweise
- Nist-f1.jpg, gemeinfrei (NIST)
- NASA: Blue Marble 2012, gemeinfrei (NASA)
- GPS Block IIIA.jpg, gemeinfrei (US-Regierung)
- rawpixel: hand holds smartphone, CC0
- Flickr: Female Hand Holding Smartphone, CC0
- rawpixel: Vintage hand, pointing, CC0
- Delta IV GPS IIF-5 launch, gemeinfrei (US-Regierung)
- Tissot pocket watch, CC0
Collage, Grafik und Schnitt: PlutoYear. Die Stimme im Video ist KI-generiert (ElevenLabs).





















