Location Based Services

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1 Location Based Services Vortragende: Johannes Stickel & Nicolas Roeser Hauptseminar Virtuelle Präsenz WS 2003/04

2 Überblick Einführung: Geschichte Funktionsweise Anwendungen, Klassifikationsmöglichkeiten Technologie: Geografische Informationssysteme Positionsbestimmung: Cell of Origin(COO) Enhanced Observed Time Difference(E-OTD) Global Positioning System(GPS) weitere Möglichkeiten

3 Definition: Dienste, Einführung die ortsbezogene Daten verarbeiten die den Aufenthaltsort des Benutzers berücksichtigen Motivation: USA: FCC E-911(1996; Notrufe/Tag) Europa: der Markt(Prognosen: ~ 10 Milliarden 2006) Evolution: Gravitate, Inc Whitepaper(2000) 1. Generation: Benutzer gibt Positionsdaten ein(map24) 2. Generation: relativ ungenaue Positionsdaten(CellId) 3. Generation: genaue Position, Trigger

4 Konvergenz: GIS, Internet, Mobilfunk, Positionsbestimmung Zugriff mit mobilen Geräten Positionsbestimmung Anfrage über Funknetz LBS-Server nimmt Anfrage entgegen Verarbeitung mit Hilfe LCP Eventuell Verwendung alt bekannter Protokolle: http, wap,... Value Chain Funktionsweise

5 Überblick Einführung: Geschichte Funktionsweise Anwendungen, Klassifikationsmöglichkeiten Technologie: Geografische Informationssysteme Positionsbestimmung: Cell of Origin(COO) Enhanced Observed Time Difference(E-OTD) Global Positioning System(GPS) weitere Möglichkeiten

6 GSM Alliance Service Working Group Sicherheit: Notfalldienste(E911) location-sensitive billing: Genion tracking: Personen(Orientierungslose, Lawinen-Verunglückte, Kinder, Überwachung der Gesundheit von Patienten) Objekte(Postsendungen,Fahrzeuge, Flugzeuge) Haustiere Verkehrsüberwachung: Staumeldungen, Stauvermeidung Enhanced Call Routing Anwendungen

7 Informationsdienste: Navigation Stadtführungen lokalisierte Werbung(Sonderangebote, Gutscheine...) YellowPages, Find Nearest(Vodafone: Kompazz) Service Provider spezifisch: Fahrpläne ÖPNV Wetter Events Community: friend finder Anwendungen Unterhaltung: ortsbezogene Spiele(z.B. Geocaching)

8 Hotel-Szenario 1

9 Hotel-Szenario 2

10 Hotel-Szenario 3

11 Hotel-Szenario 4

12 Hotel-Szenario 5

13 AxisMobile: friendzone(swisscom seit Mai 2001, Vodafone) Find: Freunde orten, Einladungen, SMS an alle Flirt: entfernungsabhängig anonyme SMS matching Verwandheitsgrade ortsbezogene Chaträume unsichtbar machen: für alle oder einzelne Personen Stimmung anzeigen friendzone

14 Initiator Klassifikation Pull: Benutzer verlangt nach einem Dienst Push: Information wird automatisch zugestellt Genauigkeit < 50 km: regionales Wetter, Nachrichten, Verkehrsberichte < 1 km: fleet management, Stauvermeidung, PoI < 100 m: Notfalldienste, Personen lokalisieren, Werbung < 10 m: Navigationssysteme(turn-by-turn), Objekte finden Zielgruppe Business: Werbung, Fuhrpark, Außendienst Kosument: friendzone, Tourismus, find nearest... Staat: Notfalldienste, Verkehr, Militär, Warnungen

15 Überblick Einführung: Geschichte Funktionsweise Anwendungen, Klassifikationsmöglichkeiten Technologie: Geografische Informationssysteme Positionsbestimmung: Cell of Origin(COO) Enhanced Observed Time Difference(E-OTD) Global Positioning System(GPS) weitere Möglichkeiten

16 Systeme zur Erfassung, Speicherung, Prüfung, Manipulation, Analyse und Darstellung von Daten, die sich auf räumliche Objekte beziehen Strobl(1988) Daten: Rasterdaten Vektordaten hybride Daten Dienste: GIS Geokodierung Objekte suchen Routing Präsentation(Karten generieren)

17 auch: Location Determining Technologies(LDT) manuelle Eingabe Positionsbestimmung netzwerkbasierte Verfahren: Daten werden vom Mobilfunknetz gemessen Vorteil: keine Änderung an Endgeräten, sofortige Verfügbarkeit Nachteil: relativ ungenau gerätebasierte Verfahren: Daten werden Endgerät gemessen Vorteil: hohe Genauigkeit Nachteil: es werden neue Endgeräte benötigt

18 Cell ID (COO) Mobilfunknetz ist in Zellen mit eindeutiger ID unterteilt ein Handy bucht sich immer in eine Zelle ein Vorteil: einfache Implementierung Nachteil: sehr ungenau(stadt 100m, Land 30 km) Verbesserung CGI+TA: 550 m häufig verwendetes Verfahren unerwünscht: Überschneidung von Funkzellen

19 Triangulation über 3 Basisstationen Endgerät mißt Zeitdifferenz zwischen Eintreffen von Signale Standorte der Basisstationen bekannt Schnittpunkt ist Position des Endgeräts keine Synchronisation der BS OTD = GTD + RTD Location Measurement Units(LMU) Genauigkeit: m E-OTD

20 Satelliten senden exakte Zeitstempel + Position des Satelliten Empfang von mindestens 4 Satelliten notwendig Nachteile: kein Empfang in Gebäuden dauert relative lange(~ 30 s) hoher Energieverbrauch Genauigkeit: m A-GPS: Mobilfunknetz liefert hilfreiche Informationen DGPS: sehr hohe Genauigkeit durch zusätzlichen Empfänger Galileo GPS

21 weitere Möglichkeiten: Ergänzungen Angle of Arrival: Reflektionen, kein Sichtkontakt Signalstärke: umgebungsabhängig Round Trip Time(TA bei UMTS) Time Difference of Arrival(wie E-OTD, aber netzbasiert) Alternativen für kurze Reichweiten: Active Badges: Infrarot COO Active Bat: Ultraschall TOA WLAN: Signalstärke, lange Trainingsphase Spatial Reasoning Sensoren:Kompaß, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Höhe

22 Übersicht: LDT Verfahren Genauigkeit Einschränkungen COO EOTD Stadt: 100 m Land: 30 km m TDOA m GPS m nicht in Gebäuden DGPS < 1 m nicht in Gebäuden WLAN 2-3 m aufwendige Trainingsphase Active Badge Raumgröße nur in Gebäuden Active Bat 10 cm nur in Gebäuden