Dual-Frequenz-GNSS – Eine wichtige Standortfunktion erklärt.

Es ist nicht etwas, woran wir häufig denken mögen, aber die Standortservices unserer Smartphones sind wahrscheinlich eine der am häufigsten genutzten Funktionen. Eine Vielzahl von Apps – von Pokémon GO bis Snapchat – hängen von Eurem Standort ab, um das Erlebnis zu personalisieren und Euch – in Abhängigkeit dessen – mehr Funktionen zu bieten. Natürlich geht dies über die reine Casual App-Nutzung hinaus. Die genaue Lage ist alles, wenn Du beispielsweise in einer Großstadt auf der Suche nach einem Parkplatz unterwegs sind. Bedauerlicherweise ist eine genaue Ortung etwas, dessen man sich nicht 100% sicher sein kann, wenn es um die überwiegende Mehrheit der modernen Geräte geht.

GNSS mit einer oder zwei Frequenzen

Das Smartphone bestimmt seine Position, indem es Radiosignale von Satelliten im Weltraum, genauer gesagt von Global Satellite Navigation Systems (GNSS), hört. Die Norm im heutigen Smartphone-Markt ist das Single-Frequency-GNSS. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass Dein Smartphone ein einzelnes Radiosignal von jedem Satelliten verfolgt. Allerdings ist das einfrequente GNSS anfällig für Multipath-Fehler. Multipfad-Fehler treten auf, wenn ein Signal von großen Objekten wie Gebäuden abprallt, was dazu führt, dass mehrere „Echo“-Signale das Gerät erreichen. Dies kann zu Ungenauigkeiten von ca. 5 Metern führen. In der Praxis bedeutet das, dass eure Karten-App in Großstädten möglicherweise nicht genau sagen kann, auf welcher Straße ihr euch befindet. Während Antennen von besserer Qualität genauer sein können, ist es üblich, dass ein Smartphone aufgrund von Multipath-Fehlern falsche Positionen in Ortschaften meldet.

Wie also wird dieses Problem durch Zweifrequenz-GNSS behoben? Die kurze Antwort lautet: Zwei sind besser als eine. Anstatt sich nur auf ein einziges Signal zu verlassen, um den Standort zu bestimmen, verfolgen Geräte mehr als ein Signal von jedem Satelliten, jeder auf einer anderen Funkfrequenz. Für Amerikaner mit dem GPS-System werden die Frequenzen L1 und L5 genannt. Für Europäer mit den Galileo-Satelliten werden die Frequenzen E1 und E5a genannt. Während die meisten aktuellen Geräte nur die Frequenz L1/E1 verwenden, nutzen zweifrequenzfähige Geräte beides. Die L5/E5a-Signale sind fortschrittlicher und damit weniger anfällig für Multipath-Fehler. Mit ihnen kann die Positionsgenauigkeit auf bis zu 30 cm (gegenüber den zuvor genannten 5 m) reduziert werden.

Zweifrequenz-GNSS ist nicht wirklich eine neue Technologie. Die Unterstützung dafür wurde bereits im August 2017 in Android 8.0 Oreo hinzugefügt. Broadcom führte daraufhin im September 2017 einen Zweifrequenzchip, den BCM47755, ein. Broadcom hat angekündigt, dass sein BCM47755 im Jahr 2018 in Smartphones eingebaut werden würde, hat aber nie genau festgelegt, bei welchen. Xiaomi machte schließlich das Versprechen von Broadcom mit dem Xiaomi Mi 8, das Ende 2018 enthüllt wurde, wahr. Andere Anbieter haben sich jedoch nur langsam auf den Weg gemacht. Die Galaxy S10-Serie, das jüngste Angebot von Samsung, verfügt nicht über Dual-Frequenz-GNSS – zumindest die Exynos-Version nicht. Huawei und Xiaomi sind derzeit die einzigen beiden namhaften Anbieter, deren Smartphones offiziell den Anspruch erheben, Dual-Frequenz zu unterstützen. Xiaomi ist jedoch der einzige Anbieter, bei dem die Verwendung von Dual-Frequenz-GNSS in Drittanwendungen nachgewiesen wurde.

Warum ist das Zweifrequenz-GNSS also ein solches Nischenmerkmal? Die wahrscheinlichste Antwort sind die Kosten. Zweifrequenzchips sind im Moment nicht gerade alltäglich, so dass es für Hersteller schwierig sein kann, sie in die Finger zu bekommen. Eine weitere mögliche Erklärung ist, dass Anbieter es einfach nicht als wichtiges Feature betrachten. Im Großen und Ganzen reicht eine Genauigkeit von bis zu 5 m für den täglichen Gebrauch aus. Allerdings gibt es immer noch zahlreiche Gruppen von Menschen, die von einer höheren Genauigkeit profitieren würden. Die ersten Gruppen, die einem in den Sinn kommen, sind zum Beispiel Jogger und Wanderer. 5-Meter-Ungenauigkeiten können sich zu erheblichen Entfernungsunterschieden über einen längeren Zeitraum ausweiten, was einen Jogger glauben lassen kann, dass er weiter gelaufen ist, als er tatsächlich ist.

Unterstützt mein Gerät Dual-Frequenz-GNSS?

Im Moment unterstützen nur sehr wenige Smartphones Dualfrequenzen, so dass die wahrscheinlichste Antwort nein ist. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, die Dir helfen können, festzustellen, ob Dein Gerät Dual-Frequenz-GNSS unterstützt. Die von uns empfohlene ist GPSTest von barbeauDev, die auf GitHub verfügbar ist, als auch bei Google Play. Alles, was Du tun musst, ist, die App zu laden (vorzugsweise im Freien), Deinen Standort sperren zu lassen und dann die CF-Spalte zu überprüfen, um zu sehen, ob es irgendwelche L5 oder E5a Werte gibt.

Sean Barbeau, der Entwickler der GPSTest App, führt eine aktualisierte Liste der unterstützten Geräte bei Medium. Es gibt detaillierte Analysen zu vielen Geräten, die dort verfügbar sind.

Fazit

Zweifrequenz-GNSS ist für jeden Anbieter leicht verfügbar, aber sie übernehmen es nur sehr langsam. Während die Gründe dafür unklar sind, ist es wahrscheinlich, dass wir auf die Kosten als beitragenden Faktor verweisen können. Xiaomi führt die Anschuldigung im Moment an, aber es bleibt abzuwarten, ob andere große Anbieter auf den Zug aufspringen werden.

Zweifrequenz-GNSS kann sich in Großstädten, in denen Multipath-Fehler ein häufiges Problem sind, als absolut notwendig erweisen. Da die Galileo-Satellitenkonstellation in Europa kurz vor ihrer Fertigstellung steht, ist es für Unternehmen jetzt besser denn je, sich ernsthaft mit dem Zweifrequenz-GNSS zu befassen.

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