L2-Signal

Neben dem freien L1-Signal wird von den GPS-Satelliten auch ein weiteres militärisches L2-Signal gesendet, dass von dem amerikanischen, deutschen und britischen Militär mit einen Schlüssel dekodiert werden kann.

Die Auswertung des L2-Signals ist aber für geodätische Zwecke nicht erforderlich. Allein die Tatsache, dass eine andere Trägerfrequenz verwendet wird, macht das Signal von seinem Inhalt unabhängig schon interessant.

Bei der Auswertung von Phasen-Beobachtungen kann die Methode der Nutzung der Phasendifferenzen der Trägerwellen verwendet werden. Zivile GPS-Empfänger verwenden nur die L1-Frequenz mit 1575,42 MHz (Wellenlänge: 19,05 cm), die L2-Frequenz mit 1227.60 MHz (Wellenlänge: 24,45 cm) kann zwar nicht ausgewertet, aber empfangen werden. Wenn nun die ganzzahligen Vielfachen (ambiguities) der Trägerwellen L1 und L2 bestimmt wurden, kann man über die Phasendifferenz eine genauen Strecke zwischen Satellit und Empfänger berechnen.

Dabei ist die Bestimmung dieser Mehrdeutigkeiten das zentrale Problem. Prinzipiell funktioniert das über die Bildung von Linearkombinationen der Wellenlänge der L1- und L2-Trägerphasen. Erst dann ermöglicht die Auswertung der Trägerphasenmessungen die Bestimmung von sehr genauen Strecken!

Der Einfluß der Ionosphäre in 50 km bis 1000 km Höhe ist ebenfalls mit dem L2-Signal oder genauer seiner Trägerfrequenz zu elimieren. Der Einfluß hängt vpn der Elektronendichte und ab und steht in Zusammenhang mit der Sonnenaktivität und dem Magnetfeld der Erden. In der Ionosphäre ist aber für Mikrowellen der Refraktionseinfluß auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit proportional der Wellenlänge. Mit zwei Frequenzen ist dieser Einfluß bestimmbar und kann daher rechnerich eliminiert werden.