Software & Infrastruktur

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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