Geolokalisation
Was ist Geolokalisation?
Geolokalisation ist die Bestimmung des genauen geografischen Standorts einer Person, eines Geräts oder eines Objekts. Sie nutzt verschiedene Positionierungstechnologien und -techniken, um sicherzustellen, dass die ermittelten Koordinaten präzise sind.
Geopositionierung hingegen ist der Prozess, die Position einer Person oder eines Objekts in Bezug auf seine aktuelle Umgebung zu ermitteln. Geolokalisation und Geopositionierung sind mittlerweile einige der wichtigsten Bestandteile der digitalen Technologie, mit vielen Anwendungen wie Navigation, Mobilgerätetracking und Internet-Geolokalisation.
Prinzipien und Methoden der Geopositionierung
Um Geopositionierung zu verstehen, ist es unerlässlich, grundlegende Konzepte wie geografische Koordinaten, Kartendaten, Peilungen und Entfernungen zu erfassen.
- Geografische Koordinaten, ausgedrückt in Breiten- und Längengrad, beschreiben spezifische Orte auf der Erdoberfläche in Grad, Minuten und Sekunden.
- Kartendatum ist ein Referenzrahmen zur Definition von Koordinaten auf Karten oder GPS-Systemen.
- Peilungen, gemessen in Grad, zeigen den Winkel zwischen einem Referenzpunkt und der Linie, die zwei Punkte verbindet, während Entfernungen die Distanz zwischen ihnen angeben, üblicherweise in Metern oder Kilometern.
- Die Umwandlung geografischer Positionen in bedeutungsvolle Standorte, wie Straßenadressen, ist ein kritischer Aspekt, der durch Geokodierungstechniken erleichtert wird. Geokodierung ordnet geografische Koordinaten spezifischen Adressen zu, die in Navigationssystemen und standortbasierten Diensten weit verbreitet sind.
Visuelle und elektronische Ansätze
Geopositionierung verwendet vielfältige visuelle und elektronische Methoden.
- Visuelle Techniken umfassen Positionsbestimmungslinien, -kreise, Himmelsnavigation und Radionavigation. Positionsbestimmungslinien und -kreise helfen bei der Feststellung des Standorts eines Objekts oder einer Person, während die Himmelsnavigation sich auf Himmelskörper wie die Sonne und Sterne stützt. Die Radionavigation verwendet Signale, um Standortinformationen zu liefern.
- Elektronische Methoden, insbesondere Satellitennavigationssysteme wie GPS, haben die Geopositionierung transformiert. Diese Systeme nutzen ein Netzwerk von Satelliten, um durch Triangulation der Signale mehrerer Satelliten und Berechnung der Erdsposition des Benutzers präzise Positionsangaben zu liefern.
Positionsfixierungstechniken
Die Positionsfixierung beinhaltet das Erhalten genauer Standortfixierungen durch Geopositionierungsmethoden.
- Referenzpunkte sind für diesen Prozess entscheidend, da sie bekannte Orte für die Messung von Distanzen und Winkeln bieten. Distanzmessungen, wie Radar oder Sonar, bestimmen die Nähe zu Objekten oder Wahrzeichen, während Winkelmessungen, wie Kompass oder Sextant, die Richtung zu diesen Referenzpunkten anzeigen.
- Die Minimierung von Fehlern bei der Positionsfixierung ist durch Techniken wie die Nutzung mehrerer Referenzpunkte, das Mitteln von Messungen und die Berücksichtigung bekannter Fehlerquellen möglich.
Rechnerische Aspekte
Rechnerische Methoden sind integraler Bestandteil der Geopositionierung, insbesondere in Satellitennavigationssystemen wie GPS.
- Die Positionsfixierung erfordert das Lösen linearer Gleichungen, um die Position des Benutzers im dreidimensionalen Raum zu bestimmen. Regressionsalgorithmen und die Methode der kleinsten Quadrate werden häufig für genaue Positionsbestimmungen verwendet.
- Die Integration von Distanzmessungen mit GPS-Satelliten ist entscheidend. GPS-Geräte berechnen die Entfernungen zwischen dem Benutzer und jedem Satelliten, indem sie die Signallaufzeit messen. Durch Kombination dieser Messungen mit den Positionen der Satelliten kann die genaue Erdsposition des Benutzers bestimmt werden.
Navigationspositionsfixierungsmethoden
| Methode | Beschreibung | Vorteile | Einschränkungen |
|---|---|---|---|
| Manuell oder visuell | Involviert den Einsatz von Sichtgeräten wie Ferngläsern oder Sextanten, um Peilungen zu bekannten Landmarken zu bestimmen. Diese Peilungen werden dann auf Karten geplottet, um die Position zu bestimmen | Sehr genau mit präzisen Geräten und zuverlässigen Referenzpunkten | Einschränkungen beinhalten das Konzept des „schiefen Hutes“, das die Unsicherheit bei der Positionsermittlung darstellt, die aus drei sich schneidenden Peilungen resultiert |
| Elektronisch (z.B. GPS) | Nutzt Satellitensignale, um genaue Positionsangaben zu liefern | Sehr genau und zuverlässig, unbeeinflusst von Wetter oder Sichtverhältnissen | Erfordert eine klare Sichtlinie zu mehreren Satelliten, die nicht immer verfügbar sein kann |
Positionsfixierungen sind essenziell bei der Navigation nach Schätzungen, bei der die aktuelle Position basierend auf einer bekannten Position und der Bewegungsgeschwindigkeit/-richtung geschätzt wird. Die Integration von Positionsfixierungen in die Navigation nach Schätzungen hilft, die geschätzten Positionen für eine genauere Bewegungsverfolgung zu aktualisieren.
Praktische Anwendungen
Geopositionierung findet Anwendung in verschiedenen Bereichen:
- Benutzerstandort-Tools in Apps: Anwendungen wie WhatsApp nutzen Geopositionierung, um das Teilen von Standorten unter Nutzern zu erleichtern, was Treffen und Echtzeit-Updates ermöglicht.
- Essenslieferdienste: Unternehmen wie UberEATS und DoorDash verwenden Geopositionierung für effiziente Fahrerrouten und optimierte Lieferwege.
- Militärische Anwendungen: Geopositionierungstechnologien sind entscheidend für die Koordination von Kräften und die Reaktion auf militärische Bedrohungen.
- Agrarsektor: Geopositionierung hilft bei der Vorhersage und Verwaltung von Kulturpathogenen, optimiert den Einsatz von Fungiziden und minimiert die Auswirkungen von Krankheiten.
Referenzen
- B. Hofmann-Wellenhof; K. Legat; M. Wieser (28 June 2011). Navigation: Principles of Positioning and Guidance. Springer Science & Business Media
- Gentile, C.; Alsindi, N.; Raulefs, R.; Teolis, C. (2012). Geolocation Techniques: Principles and Applications. Springer New York.
- Laurie Tetley; David Calcutt (7 optimize. Electronic Navigation Systems. Routledge.
- Geopositioning – Wikipedia
- Geolocation: What it is, How it Works, Examples
- What is Geolocation: How It Works and Its Many Uses – Geoapify
- What is geolocation?