Heiße, kalte und warme Starts

Ein Kaltstart bedeutet, bei null anzufangen – ohne Informationen über ungefähre Koordinaten, Satellitenalmanache, Datum oder Ähnliches. Ein Warmstart erfolgt, wenn all diese Daten verfügbar sind. Ein Heißstart geht noch einen Schritt weiter – er beinhaltet auch Ephemeridendaten.

Die Startzeit wird vom Einschalten bis zur Verfügbarkeit der Anwendung gemessen. Ein Kaltstart dauert üblicherweise etwa 30 Sekunden, ein Warmstart 5–15 Sekunden und ein Heißstart nur 1–2 Sekunden. Daher ist die Minimierung der Startzeit ein häufiges Ziel.

Idealerweise sollte man immer mit aktuellen Ephemeriden beginnen. Der Haken dabei: Ephemeridendaten sind nur etwa vier Stunden gültig, mit einigen Tricks vielleicht 24 Stunden. Daher ist es nicht sinnvoll, sie lange zu speichern. Woher bekommt man also aktuelle Ephemeriden? Natürlich aus dem Internet. Hier kommen AGPS- und AGNSS-Systeme ins Spiel – sie laden aktuelle Ephemeriden und präzise Zeitangaben über das Internet herunter.

Da Heißstarts eine Internetverbindung erfordern, wie sieht es mit Warmstarts aus? Das ist möglich, wenn man Almanache (die 1–2 Monate gültig sind) zusammen mit ungefähren Koordinaten und dem Jahr (die nicht so schnell veralten) speichert. Aber hier liegt das Problem: Wann soll der Receiver die Almanache speichern? Geschieht es beim Herunterfahren, muss der Receiver vor dem Abschalten benachrichtigt werden – oder er benötigt eine Notstromversorgung, um die Daten zu speichern. Die Alternative ist, die Daten regelmäßig zu speichern, was einen speziellen Speicher erfordert.

Häufiges Schreiben erfordert einen batteriegepufferten statischen Speicher, da die meisten Flash-Speicher bei häufigem Überschreiben an Leistung verlieren. Deshalb verwenden manche Empfänger Flash-Speicher und benötigen keine Backup-Batterie, während andere statischen Speicher verwenden, der eine solche Batterie benötigt.

Kaltstartprobleme

Es gibt auch ein ungewöhnliches Problem mit Warmstarts: Wenn Sie den Empfänger ausschalten und ihn dann mehr als 300 km weit bewegen, bevor Sie ihn wieder einschalten, kann der Startvorgang sehr lange dauern. Der Grund: Die gespeicherte Position ist stark abgewichen. Daher empfiehlt sich nach einem Standortwechsel ein Kaltstart. Die meisten Empfänger verfügen über Befehle, um einen Kaltstart zu erzwingen.

Arten der Notstromversorgung

Empfänger verwenden Lithiumbatterien oder Superkondensatoren (auch Ultrakondensatoren genannt) zur Notstromversorgung. Platinen ohne diese Komponenten nutzen entweder Flash-Speicher oder unterstützen lediglich Kaltstarts.

Lithium-Batterien

Einige Platinen verfügen über einen Halter für Lithium-Knopfzellen wie MC621, SC621 oder V364. Diese Zellen sind als wiederaufladbare und nicht wiederaufladbare Varianten erhältlich. Nicht wiederaufladbare Zellen halten je nach Luftfeuchtigkeit, Batteriequalität (Leckstrom) und Stromverbrauch des Empfängers 1–2 Jahre. Wiederaufladbare Zellen werden im Betrieb des Empfängers aufgeladen und halten typischerweise 5–10 Jahre.

Ein großer Nachteil von Lithiumbatterien: Sie können nicht in großen Mengen per Luftfracht transportiert werden. Lithium ist brennbar und lässt sich nicht mit Wasser löschen. Deshalb liefern wir die Empfänger ohne Batterien – die Kunden kaufen diese vor Ort.

Die Alternative: Superkondensatoren

Superkondensatoren müssen auch nach 10 Jahren nicht ausgetauscht werden. Sie lassen sich problemlos per Luftfracht transportieren – sogar in großen Mengen – und sind leichter zu löten. Deshalb setzen wir sie anstelle von Batterien ein.

Hochleistungskondensatoren sind jedoch groß – oft größer als die Platine selbst. Daher verwenden wir kompakte Kondensatoren mit geringerer Kapazität. Auf kleinen Platinen speichern sie genügend Energie für 30–60 Minuten – ausreichend für einen schnellen Neustart oder eine Stromunterbrechung. Auf größeren Platinen sind die Kondensatoren größer und halten 1–2 Tage – genug, um das System über Nacht herunterzufahren.

Beim Kauf einer Platine sollte man also prüfen, was sie verwendet: einen Batteriehalter oder einen Superkondensator.

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