10 Ortungssysteme fürs Smartphone

Viele Apps sind sogenannte Location Based Services, die nur mit Ortung funktionieren, wie etwa die "Beautiful Widgets". So wird etwa das aktuelle Wetter nur angezeigt, wenn das Smartphone die Position kennt. Aber GPS funktioniert nicht immer.

Es gibt zehn verschiedene Systeme zur Positionsbestimmung, die entweder schon in Gebrauch sind oder noch entwickelt werden. Oft werden mehrere kombiniert, da eines einspringt, wenn ein anderes gerade ungenau arbeitet, wie IDG News berichtete.

1. GPS: GPS, das Global Positioning System, ist immer noch der Königsweg, wenn es um Ortungen geht. Es wurde vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und in den späten 90ern erstmals auch in Handys eingebaut. GPS benutzt ein Satellitennetz, die Ort und Zeit direkt aufs Smartphone übertragen. Mit drei Satelliten zeigt das Smartphone den Aufenthaltsort auf einer Karte an, mit vier Satelliten sogar die Höhe über dem Meeresspiegel. Jedes Navigationsgerät läuft über GPS.

Andere Regierungen entwickeln ähnliche Systeme zur Positionsbestimmung, nutzen aber ihre eigenen Satelliten. Aus Russland kommt GLONASS, in China wird gerade Compass getestet. Und aus Europa sind Galileo, aus Japan das Quasi-Zenith Satellite System auf dem Weg. Derzeit arbeiten Chip-Hersteller daran, Prozessoren für mehrere Satelliten-Systeme zu entwickeln. Das kann die Ortung vereinfachen, wenn ein Satellitensystem gerade schwächelt.

Schnellere Ortung dank Assisted GPS

Denn GPS funktioniert nur mit drei Satelliten optimal. In der Stadt ist der Empfang durch hohe Gebäude oft gestört. Lange Wartezeiten sind die Regel, bis das Smartphone Kontakt zu den Satelliten hat. Assisted GPS schafft Abhilfe.

2. Assisted GPS: Ein Grund für die lange Wartezeit: Hat das Smartphone Kontakt zu den Satelliten aufgenommen, muss es die Standortdaten der Satelliten für die nächsten vier Stunden herunterladen. Nicht so bei Assisted GPS: Über spezielle Trägerfrequenzen können Daten über das Mobilfunk- oder WiFi-Netz gesendet werden. Das könne die Einwahlzeit von 45 auf 15 Sekunden verkürzen, so CEO Guylain Roy-MacHabee von RX Networks. Vielleicht geht es aber in Zukunft noch schneller mit Synthetischem GPS.

Berechnet alles im Voraus: Synthetisches GPS

3. Synthetisches GPS: Synthetisches GPS wartet nicht, bis der Satellit die Standortdaten preisgibt: Das Smartphone berechnet die Position von Satelliten über Tage oder Wochen im Voraus. Diese Funktion wurde ursprünglich für große Datenzentren entworfen, kann aber zunehmend auch von Smartphones genutzt werden, sagt Roy-MacHabee. Mithilfe dieser Daten kann eine Smartphone innerhalb von zwei Sekunden seine Position bestimmen.

Diese drei Technologien benötigen aber immer noch Satellitenzugang für die Ortung. Das muss nicht sein. Es gibt Alternativen zu GPS-basierten Systemen.

4. Zellortung: Über Trägerfrequenzen, sogenannte Carrier, konnte man das Handy schon vor GPS orten. Mit Carriern berechnet man, welche Funkzelle das Handy benutzt und wie weit sie von anderen Funkzellen entfernt sind. Je kleiner die Funkzelle ist, desto präziser ist auch die Ortung. Im städtischen Bereich ist die Positionsbestimmung metergenau, in ländlichen Gebieten kann das aber aufgrund großer Funkzellen durchaus problematisch sein.

Positionsbestimmung mit WiFi

5. WiFi: WiFi-Ortung funktioniert ähnlich wie die Funkzellortung, ist aber deutlich präziser. Es gibt zwei Arten der WiFi-Ortung. Die wichtigere: RSSI (Received Signal Strength Indication). Es benutzt die Empfangsfeldstärke des Smartphones, gemessen an den nächsten Zugangspunkten zum Netzwerk. Jede Datenbank wird dabei geographisch verortet. Über die Signalstärke ermittelt RSSI die Entfernung zum nächsten Zugangspunkt, sogar bis auf mehrere Meter genau.

Die andere Möglichkeit heißt Wireless Fingerprinting. Sie funktioniert über die WiFi-Profile bestimmter Orte. Diese Ortungsmöglichkeit funktioniert dann am besten, wenn der Anwender den Ort selbst häufig aufsucht. Das Smartphone erstellt einen WiFi-Fingerabdruck, wenn man das erste Mal dorthin geht. Dies kann sogar auf mehrere Meter genau sein. Aber nicht überall hat das Smartphone Zugriff auf WiFi-Netze.

Ortung auch ohne Netzzugriff

6. Inertialsensoren: Sie springen ein, wenn kein WiFi vorhanden ist. Die meisten Smartphones haben drei sogenannte Inertialsensoren: einen Kompass für die Richtung, ein Beschleunigungssensor, der die Geschwindigkeit ermittelt und ein Gyrometer, der registriert, wann das Smartphone sich dreht.

Zwar funktioniert diese Ortung nur kurzfristig: Nur wenige Minuten können diese drei Sensoren zusammen die Position ohne anderen Input bestimmen. Das ist etwa in einem Tunnel hilfreich, wenn das GPS ausgefallen ist. Die Inertialsensoren springen also dann ein, wenn die anderen Ortungssysteme schwach werden.

Ortung per Barometer

7. Barometer: Auf der Straße kein Problem, aber drinnen kann es einen Unterschied machen, auf welchem Stockwerk man gerade ist. Eigentlich kein Problem für GPS - nur ist in Gebäuden der Empfang oft schlecht. Da kann das Barometer helfen: Es misst die Höhe über dem Meeresspiegel, denn die Luft wird dünner, je höher man ist.

Einige Smartphones haben schon Chips, die den Atmosphärendruck messen. Ganz allein funktioniere diese Technik aber nicht, sagt Roy-MacHabee von RX. Dafür muss das Smartphone lokale Wetterdaten und die Bedingungen im Gebäude, wie etwa die Heizung oder Klimaanlage kennen. Barometer funktionieren also am Besten in Kombination mit anderen Ortungssystemen.

Ultraschall-Ortung belohnt Kunden

Die eigene Position ist nicht nur für den Smartphone-Nutzer interessant. Auch Firmen wollen die Ortung nutzen, um ihre Kunden gezielter ansprechen zu können.

8. Ultraschall: Für einige Anwendungen reicht es schon aus, dass man einen Raum betritt. Das funktioniert über RFID (Radio-Frequency Identification) im Smartphone. Es gibt schon Hersteller, die mit diesem System die Ladentreue von Kunden belohnen. Mit Ultraschallwellen erkennt ein Gerät, ob ein bestimmtes Smartphone gerade den Laden betreten hat. Über eine App bekommt der Kunde schon allein für seine Anwesenheit Punkte gutgeschrieben. Die Reichweite beträgt etwa 46 Meter, ist aber auf das Ladeninnere beschränkt.

9. Bluetooth Beacons: Mit Bluetooth Beacons kann die Position sehr genau ermittelt werden. Vor allem in Läden könnte diese Technik eine neue Bedeutung bekommen. Alle paar Meter werden diese Beacons angebracht. Sie kommunizieren mit Smartphones ab dem Bluetooth Standard 4.0, dem derzeit aktuellsten Standard. Das ermöglicht eine andere Art des Einkaufens.

Neues Shoppen dank Bluetooth

Ähnlich wie beim WiFi Fingerprinting kann der Ladenbesitzer herausfinden, wo sein Kunde gerade ist. Nokia testet gerade die Anwendbarkeit direkt im Laden. Die Genauigkeit der Ortung mit Bluetooth Beacons beträgt etwa 10 Zentimeter. Wenn der Kunde sich einem Produkt nähert, können auf sein Smartphone Angebote aufgespielt werden.

10. Erdgebundene Transmitter: Die australische Firma Locata will GPS vom Himmel zu holen. Locata bringt die Transmitter auf Berge oder Gebäuden an. Dadurch ist die Signalstärke besser und die Verbindung stabiler - die Lokalisierung des Smartphones geht schnell und auf den Zentimeter genau.

Vorsicht bei der Ortungsfreigabe

Auch bei Ortungstechnologien ist Skepsis angebracht und Anwender sorgen sich um ihre Privatsphäre. Denn Positionsbestimmungen ermöglichen zum Beispiel Stalkern schnellen Zugriff, sagt Seth Schoen, Senior Staff Technologist von Electronic Frontier Foundation. Auch Hacker können die Positionsdaten stehlen; Provider könnten die Daten verkaufen. Dennoch nutzen viele Anwender Standort-bezogene Systeme, ohne sich um Gefahren zu sorgen. Manche wissen gar nicht, dass sie gerade geortet werden. Denn oft ist bei Apps in den langen Nutzungsbedingungen versteckt, dass sie die Position bestimmen. Je mehr Apps man Zugriff auf seine Daten gewährt, desto höher ist das Risiko, ausgespäht zu werden.