Du bist zu spät. Das GPS auf Ihrem Smartphone dreht sich und versucht, die Position zu ermitteln. Sie sitzen in einem Auto, das genauso aussieht wie das vor drei Meilen. Das ist die moderne Panik.
Aber wenn es endlich grün klickt, wissen Sie genau, wo Sie sind. Sie erhalten detaillierte Wegbeschreibungen. Sie finden das nächstgelegene Café. Dies funktioniert, weil zwei unterschiedliche Technologien zusammenarbeiten: das Mobilfunknetz und das Global Positioning System (GPS).
Wenn Sie verstehen, wie Mobiltelefone und GPS-Empfänger zusammenarbeiten, erklären Sie, warum Ihre Karte im Keller manchmal versagt, auf der Autobahn jedoch einwandfrei funktioniert.
Das Mobilfunknetz: Ihre grobe Schätzung
Im Kern ist ein Mobiltelefon ein hochentwickeltes Funkgerät. Es spricht nicht nur mit Menschen. Es spricht mit Türmen.
Diese Türme sind in einem Zellengitter angeordnet. Während der Fahrt bewegen Sie sich von einer Zelle zur anderen. Die Basisstationen überwachen Ihre Signalstärke. Wenn Sie sich dem Rand einer Zelle nähern, sinkt Ihr Signal. Der nächste Turm sieht es aufgehen. Das Netzwerk leitet Ihren Anruf von einem Turm zum nächsten weiter.
In abgelegenen Gebieten sind Türme spärlich. In Städten versperren Wolkenkratzer die Sicht. In Aufzügen geht das Signal oft verloren.
Aber auch ohne GPS-Chip kann Ihr Telefon erraten, wo Sie sich befinden. Ein Server kann Ihre Position triangulieren, indem er Folgendes verwendet:
- Der Winkel, in dem sich Ihr Signal den Türmen nähert
– Die Zeit, die das Signal benötigt, um zwischen mehreren Türmen zu übertragen - Die Stärke des Signals, wenn es den Turm erreicht
Hindernisse wie Bäume oder Beton verlangsamen Funkwellen. Dadurch ist die zellbasierte Standortbestimmung weniger genau als echte Satellitendaten. Es handelt sich um eine grobe Schätzung. Gut genug für eine Suche, nicht genug für eine präzise Navigation.
GPS-Satelliten: Die Präzisionslösung
Auch GPS ist auf Radiowellen angewiesen. Aber es werden keine Bodentürme verwendet. Es nutzt Platz.
Es gibt 27 GPS-Satelliten im Orbit. 24 sind aktiv. Drei dienen als Backup. Wenn einer ausfällt, halten die anderen das Netzwerk intakt.
Um Ihren Standort zu finden, muss Ihr Empfänger Folgendes wissen:
- Wo sich mindestens drei Satelliten am Himmel befinden
- Ihre Entfernung von jedem dieser Satelliten
Es verwendet einen Prozess namens Trilateration. Stellen Sie sich vor, Sie zeichnen eine Kugel um jeden Satelliten. Der Radius dieser Kugel ist die Entfernung zu Ihrem Empfänger. Drei Kugeln schneiden sich in zwei Punkten. Ein Punkt liegt im Weltraum. Der andere ist auf der Erde. Der zweite Punkt sind Sie.
Dafür ist eine freie Sicht erforderlich. Dichter Baumbestand oder ein Stahlgebäude können das Signal blockieren. Wenn Sie die Satelliten nicht sehen können, können Sie keine Lösung finden.
Drahtloses GPS: Der Hybridansatz
Einige Telefone verwenden drahtlos unterstütztes GPS, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Dies wird manchmal als erweitertes GPS bezeichnet.
Das Telefon nutzt die Satelliten. Dabei werden auch Daten aus dem Mobilfunknetz genutzt. Diese Hybridmethode erfasst Ihren Standort häufig schneller als ein Standardempfänger.
Es hilft an Orten, an denen herkömmliches GPS versagt.
- In großen Gebäuden
- Unter dichtem Laub
- In dichten Häuserschluchten, wo Wolkenkratzer den Himmel versperren
Das Mobilfunknetz sorgt für grobe Positionsdaten und Zeitsynchronisation. Die Satelliten sorgen für Präzision. Zusammen verkürzen sie die Zeit bis zur ersten Reparatur. Sie erhalten eine Navigation, bei der ein eigenständiges GPS aufgeben würde.
Diese Kombination aus Funktürmen und umlaufenden Satelliten ermöglicht moderne Ortungsdienste. Der nächste Schritt besteht darin, zu sehen, wie diese Funktionen tatsächlich in den von uns geführten Geräten aussehen.
Die meisten modernen Smartphones sind mit einem integrierten GPS-Chip ausgestattet. Auch wenn einem Gerät diese Hardware fehlt, kann es dennoch den Standort bestimmen, indem es Signalmuster über einen Server analysiert. Das Hauptziel dieser Einrichtung ist einfach: Wenn Sie 911 wählen, können Ihre GPS-Telefone Ihre Koordinaten an einen Public Safety Answering Point (PSAP) übermitteln.
Das war lange Zeit der Umfang der Funktionalität. Einige Geräte gingen jedoch noch weiter. Sie integrierten einen vollwertigen GPS-Empfänger direkt in das Mobilteil oder ermöglichten externe Verbindungen über Bluetooth oder kabelgebundene Schnittstellen. Diese fortschrittlichen Einheiten könnten Java-Anwendungen ausführen. Sie boten eine Turn-by-Turn-Navigation an. Sie identifizierten nahegelegene Unternehmen.
Um auf diese Funktionen zugreifen zu können, benötigten Sie drei Dinge:
- Ein GPS-fähiges Telefon oder ein kompatibler externer Empfänger
- Ein Anrufplan, der die Übertragung von Karten- und GPS-Daten unterstützt
- Ein Serviceplan oder eine Software, die tatsächliche Kartendaten und Richtungslogik bereitstellt
Häufige Anwendungsfälle für standortfähige Geräte
Arbeitgeber nutzten diese Tools zur Überwachung des Personals. Unternehmen boten Trackingdienste für ihre Flotten an. Das Wherifone-Ortungstelefon lieferte GPS-Koordinaten und Notruffunktionen. Eltern verfolgten Kinder. Pflegekräfte erhielten Benachrichtigungen, wenn ein Gerät einen „sicheren Bereich“ verließ. In Japan stellte Wearable Environmental Information Networks die Dog @ Watch vor, eine GPS-Uhr für Haustiere.
Abbiegehinweise wurden zu einem wichtigen Verkaufsargument. Telefone mit Bildschirmen zeigten Routen an. Die Redner kündigten Abwechselungen an. Für diesen Zugang erheben die Anbieter monatliche Gebühren. Die Genauigkeit hing vollständig von der Kartendatenbank ab. Veraltete Karten bedeuteten falsche Abzweigungen.
Zu den Leistungen gehört TeleNav. ViaMoto. MapQuest. Für Find Me smart2Go sind ein separater Bluetooth-Empfänger und eine Speicherkarte erforderlich. Destinator SP war ein Softwarepaket für Smartphones.
Outdoor-Enthusiasten werden von Trimble Outdoors begeistert sein. Es bot Wanderkarten an. Mountainbiken. Geocaching. Andere Unternehmen wollten standortbezogene Nachrichten vorantreiben. Gutscheine. Anzeigen.
Bestimmte Modelle sorgten in dieser Zeit für Aufsehen. Das Mio A701 Smartphone. Mehrere Motorola-Telefone wurden über Sprint/Nextel verkauft.
Die dunkle Seite und die Reaktion der Regulierungsbehörden
Nicht jeder nutzte diese Technologie verantwortungsvoll. Die Polizei in Tennessee hat einen Teenager aufgespürt, der von einem GPS-fähigen Telefon aus Scherzanrufe unter der Notrufnummer 911 tätigte. Die Polizei in Kalifornien hat einen Mann festgenommen, der ein GPS-Telefon unter der Motorhaube seiner Ex-Freundin versteckt hatte, um sie zu stalken.
Die US-amerikanische Federal Communications Commission (FCC) reagierte mit dem Enhanced 911 (E911)-Programm. Diese Regelung sah vor, dass alle Mobiltelefone beim Anruf der Notrufnummer 911 ihre Nummer und ihren Standort übermitteln müssen. Hersteller und Anbieter hatten bis Ende 2005 Zeit, sich daran zu halten. Diese Frist erklärt, warum so viele neue Telefone über GPS-Empfänger verfügten, auch wenn diese komplexe Navigationsaufgaben nicht bewältigen konnten.
E911 rettet Leben. Aber es wirft Fragen zum Datenschutz auf. Vielen PSAPs fehlte immer noch die Fähigkeit, Mobilfunkstandortdaten zu empfangen. Die Technologie übertraf die für ihre Nutzung konzipierte Infrastruktur.
Häufig beantwortete Fragen
Haben Mobiltelefone echtes GPS?
Die meisten Mobiltelefone verfügen über echte GPS-Funktionen.
