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Wie funktioniert eigentlich GPS und was hat das mit Mathe zu tun?

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Quelle: CAMMP

Im GPS-Modul erhalten die Schülerinnen und Schüler Einblicke in die Funktionsweise von Navigationssatellitensystemen zur Positionsbestimmung, welche durch die eigene Alltagsanwendung im Auto, auf dem Fahrrad, im Smartphone oder sogar in der Kamera besonders interessant für die Jugendlichen ist. GPS arbeitet mit Hilfe von Satelliten, die in einer Höhe von bis zu 20 000 km um die Erde kreisen. Die Satelliten sind mit einer Atomuhr versehen und senden fortwährend die jeweils aktuelle Uhrzeit zur Erde. GPS-Geräte empfangen diese Information und können damit ihre eigene Position errechnen.

In dem Modul beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der Positionsberechnung in GPS-Geräten und deren Optimierung. Dazu arbeiten sie in Kleingruppen unter Verwendung einfacher MATLAB-Programme.

Das Modul ist handlungsorientiert gestaltet, da die Schülerinnen und Schüler ihre eigene Position mit Hilfe von GPS-Rohdaten aufnehmen, um diese dann selbst berechnen zu können. Fachliche Kompetenzen aus den Bereichen der Analysis, Trigonometrie und Algebra werden in besonderem Maße geschult.

Empfohlen wird dieses Modul für Mathematikkurse der Oberstufe, die sich zum Durchführungszeitpunkt des CAMMP days mit Vektoren im Raum beschäftigen oder für Physikleistungskurse, die in diesem Modul eine Anwendung der Relativitätstheorie erkunden können. So dient das Modul als Ergänzung zum Unterricht. Das Modul ist jedoch auch ohne das Verständnis des Vektorbegriffs durchführbar.

Dauer: ab 5 Stunden (inkl. Mittagspause)
Inhalte: Gleichungssysteme, Tangentengleichungen im dreidimensionalen Raum, Ausgleichsrechnung
Vorwissen: Aufstellen von Geradengleichungen
Teilnehmer: Mathematikkurse der Oberstufe
Erstellt von: Pascal Richter, Christina Roeckerath, Markus Wiener
Anmeldung: Termine können individuell per E-Mail vereinbart werden.