GPS-Tracking für Jedermann
Einfache Standortermittlung von Fahrzeugen, Personen, Objekten usw. 
 

Version vom 4. Februar 2007


 
Abb.1
Geräteanordnung zur GPS-Datenerfassung und Übertragung
( Hier: Holux Bluetooth-GPS-Maus GPSlim236 und Nokia Handy 6600 )

Es wurde eine möglichst einfache und preiswerte Lösung zur Standortermittlung von Fahrzeugen, Personen, Tieren und Gegenständen gesucht. Weil sich nur mit GPS-gestützten Systemen Genauigkeitswerte in der Größenordnung von +/- 10Metern erreichen lassen, kam hier von Beginn an auch nur eine Lösung infrage, die sich dieses globalen Navigationssystemes bediente. Zur Fernübertragung der Daten sollte demgegenüber eines der öffentlichen GSM-Mobilfunknetze genutzt werden.

Zur Erfassung und Übermittlung der Navigationsinformationen sind grundsätzlich drei verschiedene Hauptkomponenten erforderlich:
1. ein GPS-Empfänger  
2. ein GSM-Modem oder Handy mit integr. Modemfunktion  

3. ein geeignetes Programm und ggf. eine zusätzliche Hardware zur Steuerung der erforderlichen Betriebsabläufe

Während zur Steuerung der Betriebsabläufe bisher vorzugsweise separate Microcontrollereinheiten oder Pocket-PC's mit geeigneter Software Verwendung fanden, können zusätzliche Programme bei einigen aktuellen Handytypen auch erstmals direkt im geräteinternen Speicher bzw. auf einer Zusatzspeicherkarte abgelegt werden. Damit erschliessen sich dem Gerätenutzer eine Vielzahl neuer vielseitiger Anwendungen, für die bisher in der Regel ein separater PDA erforderlich war. Inzwischen gibt es auch schon eine beachtliche Auswahl an entsprechender Software. Sie lässt sich in der Regel direkt aus dem  Internet herunterladen und mit wenigen Handgriffen auf dem Handy installieren. Am weitesten verbreitet sind Programme für das Symbian Betriebssystem ( 60er Serie ). Geeignete Handys sind folgende Typen bzw. müssen die in der unteren Zeile genannten Softwareversionen zum Einsatz kommen:

Nokia 3600
Nokia 7650
Samsung SGH-D710
Nokia 3650
Nokia G-Gage
Samsung SGH-D720
Nokia 3660/3620
Nokia N-Gage QD
Samsung SGH-D730
Nokia 6260
Panasonic X700
Sendo X
Nokia 6600
Panasonic X701
Sendo X2
Nokia 6620
Panasonic X800
Siemens SX1
Nokia 7610
Samsung SGH-D700

Symbian 6 Series 60 1.0
Symbian 6 Series 60 1.2
Symbian 7 Series 60 2.0

Tabelle 1: Für BLUESKY verwendbare Handytypen ( Angaben ohne Gewähr )

Zur Realisierung unseres Vorhabens ist neben einem Handy, das mit einer der genannten Symbian-Softwareversionen arbeitet, zusätzlich nur noch ein externer GPS-Empfänger mit Bluetooth-Schnittstelle erforderlich ( Abb.1 ). Ein Programm, das unsere Aufgabenstellung erfüllt, wird von der Firma NAPOS unter dem Namen "BLUESKY GPS" angeboten. Es ist in der Lage, die von einer GPS-Maus stammenden Navigationsdaten zu verarbeiten. Um eine Verbindung zwischen Handy und Maus herstellen zu können, muss  die verwendete GPS-Maus dabei über eine Bluetooth-Schnittstelle verfügen, was inzwischen aber zum Standard geworden ist. Bei der Auswahl eines geeigneten Typs sollte man nur darauf achten, daß hierbei ein moderner GPS-Chipsatz zum Einsatz kommt. Standard sind derzeit Chipsätze nach SIRF-III. Nachdem ein Datenkontakt zum GPS-Empfänger hergestellt wurde, werden der aktuelle Standort und die jeweilige Satelliten-Empfangssituation auf dem Handy-Display angezeigt ( Abb.2) Neben weiteren Daten lassen sich darüberhinaus auch Distanz und Richtung zu einem vorher festgelegten Wegpunkt darstellen ( Abb.3 ). Informationen über weitere Programmfeatures erhält man über die oben genannte Link.  

                                                                   
Abb.2                                                                                                                  Abb.3
Hauptbildschirm von "BLUESKY"                            Anzeige von Distanz und Richtung zu einem Wegpunkt

Das Interessanteste an dem BLUESKY-Programm ist jedoch, daß die Möglichkeit besteht, die erfassten Navigationsdaten auch an jeden beliebigen GSM-Teilnehmer übertragen oder von ihm abrufen lassen zu können. Während bei der Aussendung zwischen einzeln initiierter und automatischer cyclischer Übertragung gewählt werden kann, wird eine Fernabruf durch Zusendung einer Abfrage-SMS an die datenerfassende Seite eingeleitet. Zum Schutz gegen unerwünschte Abfragen ist dabei ein bestimmtes Messageformat einzuhalten. Es setzt sich aus dem Namen "BLUESKY" und einem  vom Nutzer vorher festzulegenden Passwort zusammen.
Die Übertragung der Navigationsdaten erfolgt als übliche Kurzmitteilung ( SMS ).

mögl.: Bezugsquelle: http://www.handango.com/PlatformProductDetail.jsp?productId=140316


Auswertung ankommender Short-Messages ( SMS ) mit und ohne PC

BLUESKY sendet die Daten an eine vom Anwender vorher festgelegte Ziel-Rufnummer. Im einfachsten Fall erscheinen sie nur auf dem Display des angerufenen Handys ( Abb.4).  Damit sind Längen- und Breitengraddaten der Gegenseite, sowie Richtung und Distanz vom dortigen Standort zu einem vorgegebenen Wegpunkt  verfügbar.


Abb.4

Die Auswertung eintreffender Messages mit Navigationsdateninhalt kann mit unterschiedlichem Komfort erfolgen. So können zur Bestimmung des sich hinter den erhaltenen Daten verbergenden realen Standortes im einfachsten Fall z.B. Papierkarten mit Koordinatengitter oder PC-Map-Programme zum Einsatz kommen.

Standortanzeige mithilfe von Online-Kartenprogrammen

Eine sehr einfache Möglichkeit zur exakten Standortvisualisierung ergibt sich auch durch Nutzung von Online-Kartendiensten. Dazu gehört z.B. MAPQUEST. Nach Aufruf der Seite: http://www.mapquest.com/maps/latlong.adp erscheint ein Fenster, über das eine Direkteingabe der anzuzeigenden geographischen Koordinaten möglich ist. Die Eingabe kann dabei entweder im Format: Grad, Minuten, Sekunden oder in Grad mit mehreren Dezimalstellen erfolgen. Im vorliegenden Fall ist die zweitgenannte Eingabemöglichkeit zu verwenden. Die daraufhin erscheinenden Karten können in mehreren Stufen gezoomed werden. Dabei ist für viele Gegenden eine Darstellung bis auf Strassenniveau möglich. 
Weitere Möglichkeiten ergeben sich durch Nutzung der Programme: GOOGLE Maps  und GOOGLE Earth:


Abb.5  (C)GOOGLE Maps

Erhaltene Koordinaten lassen sich auch zum direkten Kartenaufruf unter GOOGLE Maps ( http://maps.google.de/maps ) heranziehen. Dazu müssen sie lediglich im Format:  <Breitengrad> <Leerstelle> <Längengrad> gemäß Abb.5 in das Eingabefenster geschrieben werden. Danach ist nur noch die Taste "Adressen suchen" zu betätigen und der gewünschte Kartenausschnitt erscheint ( mit weiteren Zoom-Möglichkeiten ) auf dem Bildschirm. Auch kann eine Auswahl zwischen Karten-, Satellitenansicht- und Hybriddarstellung gewählt werden.

PS: Wer seine Koordinaten nur im Grad/Minuten-Format vorliegen hat, kann für die Eingabe auch das in der zweiten Zeile des Zusatzfensters sichtbare Format verwenden.



Abb.6  (C)GOOGLE Earth

Um einen Zugriff auf GOOGLE Earth ( http://earth.google.de/ ) zu erhalten, muss diese Programm vorher auf dem verwendeten PC installiert worden sein. Nach seinem Aufruf lassen sich die gewünschten Koordinaten analog zu GOOGLE Maps eingeben und durch Betätigung der Lupentaste anwählen. Daraufhin erscheint eine entsprechend zentrierte und auch wieder noch nachträglich zoombare Satellitenbilddarstellung ( siehe Abb.6 ).

Komfortable Standortauswertung durch Nutzung eines externen Online-Servers
.
BLUESKY kann seine Navigationsdaten via SMS an einen beliebigen GSM-Teilnehmer senden. Dort erscheinen sie üblicherweise als Textnachricht auf dem Display des empfangenden Gerätes. Wie wir schon gelesen haben, lassen sich zumindest die Längen- und Breitengradangaben anschließend in die entsprechenden Eingabefelder bestimmter Programme manuell übernehmen und dort zur Online-Kartendarstellung nutzen. Ein noch komfortableres Verfahren ermöglicht der über http://www.gpstrack.xtremeweb.de/ aufrufbare ( kostenlose ) Server. Um ihn verwenden zu können, muss das Programm BLUESKY seine Short-Messages lediglich an die zugehörige Rufnummer: +4915156914243 senden. Der damit verbundene Server durchsucht die eingehenden SMS-Inhalte nach unterschiedlichsten Navigationsdatenformaten und verarbeitet dabei u.a. auch dasjenige von BLUESKY. Im Erfolgsfall werden sie nach Aufruf der Webseite angezeigt. Zur Kartenansicht übermittelter Positionsdaten reicht daraufhin ein einfacher Tastendruck auf eine von drei möglichen Hyperlinks. Sie dienen dem Aufruf von  Online-Kartenprogrammen unterschiedlicher Anbieter. Die Auswertung kann dabei entweder für Jedermann offen oder auch nur verdeckt nach Eingabe eines Passwortes erfolgen. Registrierte Nutzer werden darüberhinaus via E-Mail über den Eingang neuer Messages benachrichtigt. Weitere Programmfeatures sind der Homepage des Anbieters zu entnehmen

Standortanzeige mithilfe von Offline-Kartenprogrammen

Geeignet sind beispielsweise die auf CD-ROM erhältlichen Kartenprogramme TOP50 bzw. TOP200 der Landesvermessungsämter. Während hiermit Kartenmaterial in den Maßstäben 1:50 000 bzw. 1:200 000 bereitgestellt wird, ist z.B. für NRW auch höher auflösendes Material ( Maßstab 1:10 000 ) verfügbar.  Die dargestellte Karte kann dabei entsprechend der per Menü eingegebenen Koordinaten positioniert werden. Der Standort des Zieles liegt dabei im Mittelpunkt der roten Kreismarkierung ( Abb.7 ).


Abb.7
Beispiel für Positionsanzeige mithilfe von TOP50

Ein weiteres geeignetes Auswertprogramm ist AUTO ROUTE von Microsoft. Zur Ermittlung der sich hinter den am Handy-Display angezeigten Werten verbergenden realen Position ist der Cursor hierbei nur auf die Stelle der Karte zu positionieren, die zur Anzeige von Längen- und Breitengradwerten führt, die mit denen vom Handy übereinstimmen. Auch durch Nutzung der bestehenden Zoommöglichkeiten ist auf diese Weise eine einfache, aber dennoch genaue und detaillierte Ortbestimmung möglich ( Abb.8 ).


Abb.8
Beispiel für Positionsanzeige mithilfe von MS AutoRoute

Auf dem PC-Schirm werden hierbei die geogr. Koordinaten angezeigt, die der aktuellen Cursorposition entsprechenden. Da die Cursordarstellung bei der  Screenprinterzeugung verlorengeht, wurde seine Position hier durch ein Fadenkreuz markiert.


ANHANG:  
Das von  BLUESKY bei der SMS-Messageaussendung benutzte Übertragungsformat  ( Beispiel )

BLUESKY <0x0A> 30.10.2004 17.26.36 <0x0A>  POSITION VALID <0x0A> N 49.915360 <0x0A> E 8.293238 <0x0A> 423.1 km  NE to Berlin
Anm.: Der Line-Feed-Character "0x0A" wird bei den meisten Handys auf die Weise ausgewertet, daß die folgenden Zeichen in einer neuen Zeile erscheinen.