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Bunte Ortungswelt: Systeme und Methoden für Location Based Services

Das mobile Internet und vor allem ortsbezogene Dienste gelten als zukunftsweisende Technologien. Welche Möglichkeiten der Positionsbestimmung bereits existieren und wie sich diese einsetzen lassen, soll anhand praktischer Beispiele im Folgenden aufgezeigt werden.

6 Min. Lesezeit
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Immer häufiger fragt man sich in unserer nomadischen Zeit, wo man sich befindet. Wer darauf mit technischen Mitteln antworten will, darf sich zunächst in eine Flut von Datenquellen stürzen, die die Vielzahl verfügbarer mobiler Endgeräte auf die unterschiedlichsten Weisen fleißig einsammeln. GPS ist die bekannteste aller Methoden, die mittlerweile auch Einzug in High-End-Handys wie das Nokia N95 oder das iPhone gefunden hat. Doch GPS funktioniert in geschlossenen Räumen nicht zuverlässig.

Satelliten-Hilfe: Assisted GPS

Aka-aki zeigt auf dem iPhone Menschen in der direkten Umgebung an.

Aka-aki zeigt auf dem iPhone Menschen in der direkten Umgebung an.

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Lösungen für dieses Problem bieten Technologien, die unter dem Namen „Assisted GPS“ (AGPS) zusammengefasst werden. Hier wird die Genauigkeit der GPS-Positionsbestimmung und/oder die Geschwindigkeit, mit der ein Handy die GPS-Daten auswerten kann, durch so genannte Hilfsdaten entweder von Servern im Mobilfunknetz oder vom Endgerät selbst verbessert.

Als Hilfsdaten können aktuelle Informationen über Satelliten-Umlaufbahnen und -Frequenzen, aber auch Signalstärken der empfangenen Handymasten verwendet werden. Für manche Anwendungen reichen diese Hilfsdaten ganz ohne GPS aus.

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Je nach verfügbaren Funktechnologien, Rechenleistung und Positionsdatenbanken lassen sich mobile Geräte auf vielfältige Weise mit sehr unterschiedlicher Präzision verorten. Auch aus der eindeutigen ID, die jede Funkzelle in GSM- oder UMTS-Netzen hat, lässt sich mit Hilfe der Signalstärke ein Radius ableiten, in dem sich ein angemeldetes Handy ungefähr befindet – sofern die Koordinaten des Funkturms bekannt sind. Diese sind zwar ein von den Netzbetreibern gehütetes Geheimnis, es gibt jedoch mittlerweile zahlreiche Anbieter so genannter Cell-ID-Datenbanken. Darunter befinden sich kostenpflichtige sowie einige offene Sammelprojekte.

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Crowd-Sourcing bei Zellturm-Verortung

Benötigt man für den Bau des eigenen LBS (Location Based Service) eine breite und qualitativ akzeptable Datenbank von Zellturm-Koordinaten, sind die offenen Projekte hier jedoch noch nicht ausreichend. Die kommerziellen Anbieter treiben einen großen Aufwand, um Daten über Zelltürme per Crowd-Sourcing-Mechanismen einzusammeln. Diese Anbieter bringen Handy-Tools mit einer alltäglichen Primärfunktion in Umlauf, die auf GPS-Handys Positionen von Zelltürmen im Hintergrund mitschreiben und an die Datenbank des Servicebetreibers zurückmelden.

Was wenige wissen: Die „Google Maps for Mobile“-Applikation macht das genauso. Es existiert sogar ein undokumentierter Google-Web-Service, der es erlaubt, Koordinaten von GSM- und UMTS-Zellen aufzulösen. In Experimenten haben wir herausgefunden, dass dieser Service über eine erstaunliche Abdeckung verfügt. Sollte Google diesen Dienst für Entwickler öffnen, wären damit interessante Anwendungen realisierbar.

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Der US-amerikanische Anbieter Skyhook hat dieses Prinzip auf WLAN-Access-Points übertragen; Geräte wie iPhone oder iPod Touch können mit dieser Funktion ihre Position mit Hilfe von in der Nähe befindlichen WLAN-MAC-Adressen bestimmen.

Ein Extremfall des Daten-Mashups wird bei aka-aki realisiert: GPS, Zelldaten und Bluetooth werden verbunden, um den Anwendungsfall „wer ist in der Nähe, in Laufweite, in der Stadt oder in der Region“ über möglichst viele Geräte transparent abzubilden. So ist es möglich, dass ein Nutzer der iPhone-Applikation ein anderes Mitglied in der selben Stadt sehen kann, dessen Handy lediglich Bluetooth unterstützt. Dies funktioniert, weil Mitglieder mit High-End-Handys, die sowohl Bluetooth als auch Geolocation unterstützen, die Bluetooth-MAC-Adressen anderer Mitglieder geotaggen, etwa so, wie es Skyhook mit WLANs macht.

Signal from Noise

Wurde sich für eine Ortungstechnologie entschieden, bleiben zwei Fragen. Erstens: Welche Plattformen und APIs stehen auf den Endgeräten zur Verfügung, die unser Service abdecken soll. Zweitens: Was kann man mit diesen Daten anstellen?

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Ersteres ist auf einer Plattform wie dem iPhone schnell beantwortet: Hier gibt es nur die offizielle Objective-C-basierte Location-API, die von der darunterliegenden Ortungsmethode (GPS oder AGPS) transparent abstrahiert.

Mit Brightkite verorten sich User mit ihrer tatsächlichen Position auf einer Karte.

Mit Brightkite verorten sich User mit ihrer tatsächlichen Position auf einer Karte.

Auf Smartphones haben Entwickler die Qual der Wahl. Es gibt die Möglichkeit, eine native Anwendung zu schreiben (wie Symbian, Windows Mobile – Android ist durch seine Java-API ein angenehmer Sonderfall), ein Java-Midlet mittels des J2ME-Standards zu implementieren oder auf vereinzelten Windows-Mobile-Geräten sogar aus Webanwendungen Geodaten mit Googles JavaScript-API Google Gears zu nutzen. Neben Gears gibt es beispielsweise mit dem Skyhook-Ableger Loki und Mozilla Geode weitere Initiativen, Geolocation direkt ins Web zu bringen.

Die zweite Frage – welche Dienste lassen sich mit Hilfe von Geodaten realisieren – führt in ein ganzes Universum von Anwendungsfällen, die zurzeit aus dem Boden zu sprießen scheinen.

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Navigationssysteme bieten inzwischen mehr als nur eine Route zwischen zwei Punkten. So wird die Umgebung des Reisenden mit Informationen aus so genannten POI-Datenbanken (Point of Interest) angereichert, um im einfachsten Fall Hotels, Restaurants oder Tankstellen in der Nähe anzuzeigen.

Interessanter wird es, wenn nicht einfach eine statische POI-Datenbank angebunden wird, sondern User Generated Content aus sozialen Netzen einbezogen wird. So aggregiert zum Beispiel Google Maps Fotos mit Geotags aus Plattformen wie Panoramio, um die Funktion „Erkunden Sie dieses Gebiet“ anzubieten.

Verantwortung für die eigene Verortbarkeit

Qype Radar zeigt von Anwendern bewertete Orte in der Umgebung an.

Qype Radar zeigt von Anwendern bewertete Orte in der Umgebung an.

Die iPhone-Applikation Qype Radar zeigt von Usern angelegte und bewertete Orte in der Umgebung. Richtig interessant würde es, wenn man Orte und Bewertungen auch gleich von der mobilen Applikation aus anlegen beziehungsweise abgeben könnte. Bei aka-aki werden interessante Leute in der Umgebung angezeigt. Ausschlaggebend ist hierbei die Übereinstimmung von „Stickern“, die einzelne Interessen oder Ideen verkörpern und von den Usern selbst angelegt und verbreitet werden.

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Die Kollegen von Rummble gehen einen Schritt weiter als Qype, indem sie Vertrauensbeziehungen innerhalb des eigenen sozialen Netzes einbeziehen, um die Relevanz von empfohlenen Orten individueller anzuzeigen. Bei der Location-Based-Community Brightkite verorten sich die Nutzer im Gegensatz zu aka-aki, wo Mitgliedern nur die Distanzen untereinander mitgeteilt werden, tatsächlich mit ihrer genauen Position auf einer Karte. Hier kristallisieren sich unterschiedliche Philosophien und Nutzertypen heraus – wenn es um die Bekanntmachung des eigenen Orts im Netz geht, scheiden sich die Geister, und es erhitzen sich die Gemüter darüber, welcher Grad der Verortbarkeit sinnvoll und angemessen erscheint. Individuell anpassbare Privacy-Einstellungen sind hier wie auch in allen anderen Bereichen, in denen es um personenbezogene Daten geht, kritisch.

Fazit

Geolocation, Proximity, Augmented Reality – Buzzwords gibt es mehr als genug, wenn es darum geht, digitale und analoge Realität nutzenstiftend miteinander zu verheiraten. Technologisch machbar ist wie immer Vieles – als Gewinner im durch seine Jugend noch wilden Markt der Ortsbezogenheit werden die Anbieter hervortreten, die konsequent auf die Nutzbarkeit (Usability) ihrer Angebote achten. Bei aller Faszination, die die schöne Technik ausübt, werden sich nur solche Produkte durchsetzen, die die Bedürfnisse und auf diesem Terrain vor allem auch die Ängste ihrer Kunden einbeziehen. Darüber hinaus ist noch unklar, in welche technologische Richtung sich der Markt konsolidieren wird. Ein mittelfristiger Trend zur Integration von Geolocation als Standard in browserbasierten Anwendungen auch auf Mobilgeräten ist (siehe HTML5) definitiv erkennbar. Dies könnte, wie auch im „Desktop-Web“ ein Weg sein, um die Hindernisse zu umschiffen, die durch die enorme Heterogenität der mobilen Betriebssysteme und Quasi-Standards entstanden sind, und tatsächlich plattform- und paradigmenübergreifende Dienste zu ermöglichen.

Positionierungsverfahren im Vergleich

GPS A-GPS, Triangulation Zellortung Bluetooth
geeignete Art der Positionsbestimmung absolut absolut relativ relativ (direkte Nähe)
Genauigkeit 10-20m bis zu 1-3m 100-500m in Städten, bis zu 30km auf dem Land 10-20m
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