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25. Januar 2008, 12:43 Uhr

Positionsbestimmung per W-Lan

WPS statt GPS

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Ist das der Todesstoß für herkömmliche Navis? Deutsche Forscher erproben in Nürnberg, ob W-Lan-Netzwerke als Wegweiser taugen. In den USA ist ein solches System bereits im Einsatz. Als erster Hersteller hat Apple die neue Technik ins iPhone eingebaut, will damit GPS ersetzen.

Seit seiner Vorstellung vor gut einem Jahr wird von Kritikern bemängelt, dass Apples iPhone ein GPS-Modul fehlt. Ein solches Modul zur Navigation per Satellitenortung gehöre heute doch wohl zu jedem Highend-Handy. Apple-Chef Steve Jobs hielt dagegen, Navigationsmodule seien noch zu groß, würden zu viel Strom verbrauchen. Es gibt Forscher und Entwickler, die das ähnlich sehen: Die Lösung für dieses Problem sehen sie in Funknetzwerken.

Die US-Firma Skyhook Wireless hat ein System entwickelt, mit dem man per W-Lan seine Position bestimmen kann. Mit einem ganz ähnlichen Ansatz hat das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (Fraunhofer IIS) vor wenigen Tagen ein Pilotprojekt in Nürnberg begonnen. Einen Namen hat die neue Technologie auch schon: W-Lan-Positioning System, kurz WPS, soll es heißen.

Wie funktioniert das?

Wie ein Leuchtturm sendet jeder W-Lan-Hotspot ständig ein Funksignal aus. Dessen Stärke lässt sich messen, ohne dass man sich dazu in das jeweilige Drahtlos-Netzwerk einwählen müsste. Aus den Signalstärken mehrerer Hotspots in der Umgebung lässt sich nun die eigene Position berechnen.

Die für das Verfahren notwendige Infrastruktur sei längst vorhanden, da sind sich Fraunhofer IIS und Skyhook einig. Innerhalb des 25 Quadratkilometer großen Nürnberger Testgebiets beispielsweise, kartierten die Forscher durchschnittlich 2000 W-Lan-Sender pro Quadratkilometer.

Skyhook Wireless hat ungleich mehr Aufwand betrieben. Allein 2006 legten die Messfahrzeuge des Unternehmens eine Wegstrecke von fast 1,8 Millionen Kilometern zurück, kartografierten die Positionen von 18 Millionen Hotspots in den USA, Kanada und Australien. Als Nächstes stehen die europäischen Metropolen an. Bis Ende März sollen Großbritannien, Frankreich und Deutschland zur Hälfte kartiert sein.

Sollte danach ein mit der Skyhook-Technologie ausgerüstetes Gerät unterwegs einen neuen Hotspot erkennen, wird dessen Position anhand der umgebenden Hotspots berechnet und in die weltweite Datenbank eingetragen. Um trotzdem stets auf dem neuesten Stand zu bleiben, werden die Messfahrzeuge ständig im Einsatz bleiben und die kartierten Gebiete neu vermessen.

Genauer als GPS

Die Genauigkeit, die auf diese Weise erreichbar ist, ist allerdings sehr unterschiedlich. Skyhook Wireless gibt an, die Position bis auf rund 20 Meter genau feststellen zu können. Das Fraunhofer IIS hingegen will im Außenbereich bis auf zehn Meter, in Innenräumen sogar bis auf drei Meter genau sein. Das ist auch nötig, denn während sich die Amerikaner vorerst auf die Navigation im Außenbereich spezialisieren, wollen die Fraunhofer-Forscher ihr System auch innerhalb von Gebäuden nutzen.

Das ist ein echter Vorteil von WPS. Während GPS in Gebäuden versagt, da die Signale der GPS-Satelliten eine Sichtverbindung zum Empfänger brauchen, durchdringen W-Lan-Signale auch Wände und Decken, können also problemlos im Innenbereich genutzt werden. WPS könne beispielsweise in Krankenhäusern genutzt werden, um Patienten zu lokalisieren oder an Schulen und Universitäten, um mobile Lehrgeräte (z.B. einen Beamer) aufzufinden. In Flughäfen könnte ein W-Lan-Navigationssystem helfen, Reisenden den Weg von einem Terminal zum anderen zu weisen und in Kaufhäusern könnten Kunden zielgerichtet zu Sonderangeboten geleitet werden.

Der Durchbruch für ortsbezogene Dienste?

Fast nebenbei könnte WPS auch den ortsbezogenen Diensten, den sogenannten Location based Services, zum Durchbruch verhelfen. Als praktisches Beispiel haben die Fraunhofer-Forscher auf ihren Test-Handys eine Lokalisierungssoftware installiert, die beispielsweise auf Knopfdruck ein Taxi an die jeweilige Position ruft. Dass sich diese Fähigkeit auch nutzen lässt, um Restaurants oder Ladengeschäfte in der Umgebung aufzuspüren, ist nichts Neues, könnte per WPS nur genauer als bisher funktionieren.

Das iPhone hat's schon

Um als alleiniges Navigationssystem zu dienen, ist WPS freilich nicht geeignet. Da es nur da funktioniert, wo eine ausreichende Dichte an W-Lan-Hotspots existiert, taugt es nicht zur Orientierung außerhalb der Städte. Schon in den Randbezirken dürfte es schwer werden, genügend Hotspots für eine zufriedenstellende Positionsbestimmung zu finden.

Apple iPhone: Die Karten kommen von Google, die Positionierungssoftware von Skyhook Wireless

Apple iPhone: Die Karten kommen von Google, die Positionierungssoftware von Skyhook Wireless

Doch mit diesem Problem hat man sich bei Skyhook Wireless schon beschäftigt. Wo keine ausreichende W-Lan-Abdeckung vorhanden ist, bedient sich das System anderer Möglichkeiten der Selbstortung, sofern die Hardware, auf der es läuft, die entsprechenden Möglichkeiten bietet. Ist in dem jeweiligen Gerät also ein GPS-Empfänger eingebaut, nutzt Skyhook einfach den, um W-Lan-lose Phasen zu überbrücken. Im Terminus der Firma heißt das dann: WPS plus GPS gleich XPS.

Dieselbe Kombination zweier Technologien funktioniert auch mit anderen Netzwerken. Das beste Beispiel dafür liefert Apple mit der neuen Betriebssoftware 1.1.3 für sein iPhone. Das darin enthaltene Kartenprogramm Google Maps nutzt je nach Verfügbarkeit entweder die Skyhook-W-Lan-Daten oder bestimmt seine Position anhand der umliegenden Mobilfunkmasten. Das ermöglicht zwar nur eine vergleichsweise grobe Positionsabschätzung, reicht aber oft aus.

Für Apple ist diese Lösung derzeit der pragmatische Weg, um iPhone-Besitzern ohne Hardware-Änderungen zu einer brauchbaren Navigation zu verhelfen. Doch das dürfte nur ein Zwischenschritt sein. Denn, da ist sich zumindest Skyhook-Mitbegründer Ted Morgan sicher, in Zukunft werden Gerätehersteller eher auf eine Kombination von W-Lan- und GPS-Positionsbestimmung setzen.

Die aktuellen Trends geben ihm Recht. Wenn in gut zwei Wochen in Barcelona die Handymesse Mobile World Congress ihre Pforten öffnet, dürften etliche Hersteller GPS-Handys mit W-Lan-Funktion im Gepäck haben. Denen die Positionsbestimmung per W-Lan-GPS-Kombination beizubringen, dürfte nur eine Frage der Software sein.

Ortsbestimmung für alle

Um das tun zu können, müssen die Hersteller allerdings Lizenzen für die Skyhooks-Software kaufen. Sie davon zu überzeugen, dürfte viel einfacher geworden sein, nachdem sich das Dickschiff Apple für das System entschieden hat. Doch damit will sich Morgan nicht zufrieden geben. Der Zeitung "USA Today" sagte er, in Zukunft könne er sich vorstellen, seine Software in jedes mobile W-Lan-Gerät zu integrieren. Insbesondere Digitalkameras würden davon profitieren. Sie könnten jedes Foto mit einer Ortsmarke versehen, ein Vorgang, den man auch als "Geotagging" bezeichnet. Bisher ist das nur mit wenigen GPS-Kameras oder teurem Spezialzubehör möglich.

Und sogar in mobile Spielkonsolen und MP3-Player will Morgan das Skyhook-System einpflanzen. Ein funktionierendes Beispiel dafür gibt es schon: Apples iPod touch. Auf dem läuft fast dieselbe Software wie auf dem iPhone. Wir in Deutschland werden das allerdings erst ab April nutzen und selber überprüfen können, ob WPS tatsächlich eine ernstzunehmende Konkurrenz für GPS ist.

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