10 Methoden wie das Smartphone den Standort bestimmen kann.

Eine wichtige Funktion der heutigen Smartphones ist, zu wissen, wo sie sich befinden. Ein Handy (Smartphone) kann seinen Standort mit vielen anderen Daten kombinieren, um neue Erkenntnisse zu erhalten.

Das hat nicht nur Vorteile, sondern auch Besorgnis erregende Nachteile. Die Menschen sind besorgt über die Privatsphäre, wenn es um Standort Daten geht, denn zu wissen, wo man sich gerade (auch in der Vergangenheit) hat Auswirkungen auf die physische Sicherheit. Dennoch haben die meisten Menschen die standortbezogenen Dienste angenommen, ohne an die Gefahren zu denken.

Es sind mindestens 10 verschiedene Systeme im Einsatz, welche ein Handy zu festlegen des Standorts verwenden kann. Meistens werden mehrere Kombinationen angewandt, wobei ein System dort zum Einsatz kommt, wo ein andere weniger effektiv ist.

GPS (Global Positioning System)

Es wurde vom US-Verteidigungsministerium entwickelt und wurde erstmals Ende 1990 Jahre in Mobiltelefone eingebaut. Es ist die bekannteste Art und Weise (im Westen) seinen Standort zu bestimmen.

GPS verwendet eine Konstellation von Satelitten, die Standort- und Zeitdaten aus dem Orbit direkt dem Smartphone senden. Ab 3 Satelliten kann das Handy eine flache Karte erstellen, wo sie sich befinden. Ab 4 Satelliten kann es auch die Höhe (über Meer) feststellen. Je Mehr Satelliten empfangen werden können, desto genauer werden die Daten.

Andere Regierungen haben eigene Systeme (wer will schon abhängig sein von der USA im Krisenfall) entwickelt, welche auf ähnliche Technologien beruhen. Russlands GLONASS, Chinas Beidou und Galileo der EU.

Durch stationäre Empfangstationen kann die Positionsgenauigkeit bis zu 1 cm genau verbessert werden. Moderen Handys haben Chips, die mehrere Systeme nutzen können, um eine schnellere Standortbestimmung zu ermöglichen.

Assistend GPS

GPS funktioniert gut, sobald Ihr Telefon drei oder vier Satelliten findet, aber das kann lange dauern oder gar nicht passieren, wenn Sie sich in einem Gebäude oder in einer “Stadtschlucht” mit Gebäuden befinden, die Satellitensignale reflektieren. Assisted GPS beschreibt eine Sammlung von Werkzeugen, die bei der Lösung dieses Problems helfen.

Ein Grund für das Warten ist, dass das Telefon, wenn es die Satelliten zum ersten Mal findet, Informationen darüber herunterladen muss, wo sie sich in den nächsten vier Stunden befinden werden. Das Telefon benötigt diese Informationen, um die Satelliten weiter zu verfolgen zu können. Sobald diese Informationen vollständig das Telefon erreichen, wird der vollständige GPS-Dienst gestartet. Das kann bis zu 20 Minuten dauern.

Damit diese Wartezeiten nicht zu häufig auftreten, können diese Informationen über das Mobilfunk- oder WiFI Netz angefordert werden. Dies verkürzt die Wartezeit auf weniger als 15 Sekunden.

Synthetisches GPS

Die oben beschriebene Form des assistierten GPS erfordert noch ein verfügbares Datennetz und die Zeit für die Übertragung der Satelliteninformationen. Synthetisches GPS nutzt die Rechenleistung, um die Standorte der Satelliten Tage oder Wochen im Voraus zu prognostizieren. Diese Funktion begann in Datenzentren, kann aber zunehmend auch auf den Telefonen selbst ausgeführt werden. Mit einem solchen Cache (Vorratsdatenspeicher) von Satellitendaten kann ein Telefon seinen Standort oft in zwei Sekunden oder weniger feststellen.

Zell-ID

Die Netzanbieter wissen bereits, mit welcher Zelle (Antenne) das Telefon verbunden ist und wie weit entfernt es von einer Nachbarzelle ist. Zusätzlich können sie bestimmen, in welchem Sektor der Zelle sich das Handy befindet. Dieses System ist in städtischen Gebieten mit vielen kleinen Zellen tendenziell präziser als in ländlichen Gebieten, wo die Zellen einen Bereich von mehreren Kilometern Durchmesser abdecken können.

Wi-Fi

Es gibt eigentlich zwei Möglichkeiten, wie Wi-Fi zur Standortbestimmung genutzt werden kann. Die häufigste, RSSI (Received Signal Strength Indication) genannte Methode nimmt die Signale auf, die Ihr Telefon von nahe gelegenen Zugangspunkten erkennt, und verweist auf eine Datenbank von Wi-Fi-Netzwerken. Die Datenbank sagt, wo sich jeder eindeutig identifizierte Zugangspunkt befindet. Mithilfe der Signalstärke zur Bestimmung der Entfernung bestimmt RSSI, wo Sie sich (bis auf einige zehn Meter) im Verhältnis zu den bekannten Zugangspunkten befinden.

Die andere Form der Wi-Fi-Ortung, die drahtlose Fingerabdruckerfassung, verwendet Profile von bestimmten Orten, die auf dem Muster der dort gefundenen Wi-Fi-Signale basieren. Diese Technik eignet sich am besten für Orte, die Sie oder andere Mobiltelefonbenutzer häufig besuchen. Der Fingerabdruck kann beim ersten Besuch erstellt und gespeichert werden, oder ein Dienstanbieter schickt jemanden an bestimmte Stellen in einem Gebäude und nimmt für jede Stelle einen Fingerabdruck auf. Dank den Fingerabdrücken kann der Standort bis auf wenige Meter genau identifiziert werden

Trägheitssensoren

Wenn kein bisher beschriebenes System funktioniert, dann kommen die Trägheitstensoren ins Spiel. Die meisten Smartphones sind heute mit drei Trägheitsensoren ausgestattet:

• Einem Kompass (oder Magnetometer) zur Richtungsbestimmung
• Einem Beschleunigungsmesser, der anzeigt, wie schnell sich Ihr Telefon in diese Richtung bewegt
• Einem Gyroskop zur Erfassung von Drehbewegungen.

Zusammen können diese Sensoren Ihren Standort ohne äussere Eingaben, aber nur für eine begrenzte Zeit, bestimmen. Sie funktionieren für einige Minuten. Als Beispiel die Einfahrt in einen Tunnel. Wenn das Telefon Ihren Standort aus den üblichen Quellen kennt, bevor Sie hineinfahren, kann es anhand der Geschwindigkeit und der Richtung, in die Sie sich bewegen, feststellen, wohin Sie gefahren sind.

Barometer

Die Navigation im Freien oder auf der Strasse erfolgt in der Regel auf einer Ebene, entweder geradeaus oder in Rechts- oder Linkskurven. Aber in Innenräumen macht es einen Unterschied, auf welchem Stockwerk des Gebäudes man sich befindet. Mit einem Barometer kann der Standort, respektive die Höhenverschiebung gemessen werden, das Prinzip angewendet wird, dass die Luft immer dünner wird, je weiter man nach oben kommt.

Barometer werden am besten in Kombination mit anderen Geräten eingesetzt, darunter GPS, Wi-Fi und Systeme mit geringer Reichweite, die registrieren, dass man an einer bestimmten Stelle vorbeigegangen ist.

Ultraschall

Manchmal sagt schon das Erkennen, ob jemand einen bestimmten Bereich betreten hat, etwas darüber aus, was er gerade tut. Dies kann mit drahtlosen Systemen mit kurzer Reichweite geschehen, wie z.B. RFID (Radiofrequenz-Identifikation) mit einem Ausweis. NFC (Nahfeldkommunikation) taucht allmählich in Telefonen auf und könnte für Kontrollpunkte verwendet werden, aber die Hersteller beabsichtigen mit NFC vor allem Zahlungen.

Das Kundenbindungsunternehmen Shopkick verwendet jedoch bereits ein System mit kurzer Reichweite, um zu überprüfen, ob die Verbraucher ein Geschäft betreten haben. Anstatt ein Radio zu benutzen, sendet Shopkick Ultraschalltöne nur in den Türen eines Geschäfts. Wenn der Kunde die Shopkick-Anwendung laufen lässt, wenn er durch die Tür geht, nimmt das Telefon den Ton über sein Mikrofon auf und die App teilt Shopkick mit, dass er das Geschäft betreten hat. Der Kunde kann Punkte sammeln, die er gegen Geschenkkarten und andere Belohnungen einlösen kann, wenn er den Laden betritt, und diese werden sofort angezeigt. Shopkick hat das Ultraschallsystem unter anderem deshalb entwickelt, weil die Töne nicht durch Wände oder Fenster dringen können, so dass die Leute allein durch das Vorbeigehen Punkte sammeln können, sagte CTO Aaron Emigh. Sie bewegen sich etwa 46 Meter (150 Fuß) innerhalb des Ladens. Jeder Standort eines jeden Geschäfts hat einen einzigartigen Satz von Tönen, die eine zu hohe Frequenz haben, als dass Menschen sie hören könnten. Hunde können sie hören, aber Tests haben gezeigt, dass sie nichts dagegen haben, sagte Emigh.

Bluetooth Beacons (Signalleuchten)

In einem bestimmten Bereich, z.B. in einem Einzelhandelsgeschäft, kann eine sehr genaue Lokalisierung durch Baken erreicht werden, die Signale über Bluetooth aussenden. Die Baken, die kleiner als ein Mobiltelefon sind, werden alle paar Meter angebracht und können mit jedem mobilen Gerät kommunizieren, das mit Bluetooth 4.0, der neuesten Version des Standards, ausgestattet ist.

Mit einer Technik, die dem Wi-Fi-Fingerprinting ähnelt, kann der Eigentümer des Standorts die Signale dieses dichten Netzes von Sendern nutzen, um bestimmte Orte innerhalb des Raumes (Fleisch-, Gemüse-, Käse-, Kleider- oder Babyabteilung) zu identifizieren. Nokia, das an einem Live-Test von Bluetooth-Sendern im Geschäft teilnimmt, sagt, das System könne den Standort auf 10 Zentimeter genau bestimmen. Mit einer solchen Standorterkennung kann ein Geschäft erkennen, wann der Kunde sich in der Nähe eines bestimmten Produkts in einem Regal befindet und eine Werbemassnahme starten.

Terrestrischer Sender

Verschiedene Anbieter entwickeln stationäre GPS Sender. Um Einschränkungen welche in Gebäuden oder anderen schlecht zugänglichen Orten vorkommen, mit speziellen, auf der Erde installierten Ortungssender zu ergänzen. Das Prinzip ist dasselbe, wie bei den Satelliten, jedoch an Gebäuden und Mobilfunkmasten montiert. Diese stationären Sender senden ein viel stärkeres Signal als die Satelliten aus dem Weltall. Dadurch steigt die Genauigkeit auf unter 5 cm.