Mobiles Navigationssystem

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Mobiles Navigationssystem für die Benutzung im Auto, Fahrrad oder zu Fuß (Größe: 10 cm breit, 7 cm hoch)

Ein mobiles Navigationssystem ist ein transportables, elektronisches Gerät, das eine üblicherweise satellitengestützte Ortsbestimmung ermöglicht. Zusätzlich kennt das Gerät meist das Straßennetz und kann eine Fahrtroute zu einem Zielort berechnen, den man i. A. über den berührungsempfindlichen Bildschirm des Geräts eingeben kann. Anschließend führt das Gerät während der Fahrt („Routenführung“), meist mittels rechtzeitiger Sprachansagen von Abbiegungen und Ähnlichem, zum Zielort.

Viele Produkte sind OEM-Geräte. Sie werden häufig im Auftrag von Navigationssoftwareanbietern hergestellt und von diesen dann mit Markennamen und spezieller Navigationssoftware versehen.

Im Gegensatz zum festeingebauten Navigationssystem, das ähnlich einem Autoradio fest mit dem Auto verschraubt ist, ist ein mobiles Navigationssystem leicht demontierbar und kann, zur Vermeidung von Diebstahl oder zur Verwendung in einem anderen Auto, leicht aus dem Auto mitgenommen werden.

Anfänge[Bearbeiten]

Die Vorläufer der mobilen Navigationssysteme in den achtziger Jahren waren batteriebetriebene, mobile GPS-Empfänger mit einem Bildschirm und einer Schnittstelle zum Datenaustausch. Diese Geräte konnten mit Hilfe der Satellitennavigation den Ort bestimmen und stellten einfache Navigationshilfen wie Richtungs- oder Entfernungsangaben zur Verfügung. Sie fanden im zivilen Bereich fast ausschließlich in der Seefahrt und beim Wandern Verwendung.

Weiterentwicklung[Bearbeiten]

Fahrradnavigation mit Gosmore, einem Opensource-Routing-Programm, mit freien Kartendaten von OpenStreetMap

Seit 2002 kamen einhergehend mit der gesteigerten Leistungsfähigkeit von portablen Computern auch PDAs auf den Markt, die über Bluetooth, USB oder serielle Schnittstelle mit einem GPS-Empfänger nachgerüstet werden konnten (z. B. GPS-Maus) und mit der entsprechenden Software auch als mobiles Navigationssystem benutzt werden konnten. Im Folgejahr tauchten auch die ersten Geräte auf, die über die für die Navigation notwendige Hard- und Software verfügten. Seit 2005 gibt es auch entsprechende Lösungen für Smartphones, die zwar die PDAs zunehmend verdrängten, allerdings im Navigationsbereich bisher nicht die Marktbedeutung der mobilen Navigationsgeräte erlangen konnten. Im vierten Quartal 2008 wurden laut Canalys erstmals in EMEA mehr Smartphones mit eingebautem GPS Empfänger als dedizierte Navigationsgeräte verkauft.

Während die ersten Komplettsysteme hardwareseitig auf handelsübliche, multifunktionale PDAs aufsetzten, kamen ab 2005 auch Geräte auf den Markt, deren Hardware und Betriebssystem auf den reinen Navigationsbetrieb zugeschnitten sind. Hier fehlen die sonst z. B. bei PocketPC Geräten enthaltenen Organizer- und Multimediafunktionen weitgehend, ebenso sind Schnittstellen wie USB oder Bluetooth nicht vorhanden oder funktional eingeschränkt. Das durch die Funktionseinschränkungen deutlich „schlankere“ Betriebssystem erlaubt es, einfachere und damit günstigere Hardware (RAM, CPU-Geschwindigkeit) zu verwenden, außerdem sind die Software-Lizenzen für den Gerätehersteller oft deutlich günstiger als bei einem vollständigen PocketPC-Betriebssystem. Aktuell (März 2008) haben diese PNA genannten Komplettsysteme die ursprünglichen Nachrüstlösungen und Komplettsysteme auf PDA- und Mobiltelefon-Basis deutlich zurückgedrängt.

Mobile Navigationssysteme können inzwischen dank ihrer Software und dem großen Arbeitsspeicher nicht nur navigieren, sondern auch Routen zu vorgebbaren Zielen berechnen, die in der Regel über Adressen eingegeben werden können. Die Qualität der berechneten Route ist abhängig von der Genauigkeit und Aktualität des verfügbaren, digitalen Kartenmaterials, das in der Regel als Vektorgraphik vorliegt und über eine Computer-Schnittstelle aktualisiert werden kann. Die graphische Wiedergabe kann in der Regel auch wahlweise in einer zweidimensionalen Kartenprojektion als auch in einer pseudo-dreidimensionalen Projektion erfolgen.

Zurzeit gibt es mit NAVTEQ und Tele Atlas zwei große, weltweit operierende Anbieter von entsprechendem Kartenrohmaterial. Weiterhin gibt es durch OpenStreetMap einen Anbieter mit frei verfügbarem Kartenmaterial. Die Navigationsgeräte selber und deren Software werden von einer Vielzahl von regionalen und spezialisierten Anbietern entwickelt.

Einen ganz neuen Ansatz verfolgen Wissenschaftler der japanischen University of Electro-Communication. Diese haben ein Navigationssystem entwickelt, welches dem Benutzer durch Zupfen an den Ohren die Richtung weist. Der Vorteil dieses Navis ist, dass die visuellen und akustischen Wahrnehmungen nicht gestört werden und die ungeteilte Aufmerksamkeit für den Straßenverkehr bleibt. Außerdem ermöglicht das Navi in drei Richtungsebenen zu verweisen (rechts oder links, vor oder zurück, oben oder unten).[1]

Einsatz in Automobilen[Bearbeiten]

Gegebenenfalls können die Geräte auch während der Navigation aktuelle Daten zur Verkehrsdichte empfangen, wie zum Beispiel über den Traffic Message Channel, um etwa bei Staus oder Straßensperrungen sofort eine alternative Route zu berechnen. Wegen des Komfort- und Zeitgewinns finden die Geräte daher zunehmend im Automobilbereich Anwendung, wo die Navigationsanweisungen nicht nur visuell auf farbigen Bildschirmen, sondern auch akustisch über einen eingebauten Lautsprecher oder Kopfhörer ausgegeben werden, damit der Fahrzeugführer den Blick nicht vom Verkehrsgeschehen nehmen muss.

Die Geräte können im Fahrzeug mit Saugnäpfen an der Windschutzscheibe oder mit Hilfe von Halterungen zum Beispiel an der Fahrzeugkonsole oder an den Lüftungsgittern befestigt werden. Die letztgenannten Befestigungen sind meist nicht sehr stabil, weshalb von derart befestigten Geräten bei einem Verkehrsunfall eine erhebliche Verletzungsgefahr ausgehen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn sie im Entfaltungsbereich von Airbags installiert sind.

Manche Systeme können zusätzlich auch noch Odometrie-Daten berücksichtigen, um auch bei schwierigem oder fehlendem Empfang weiternavigieren zu können (z. B. in Tunneln oder in Straßen zwischen Hochhäusern). Hierbei wird einfach angenommen, dass das Fahrzeug sich auf der zuletzt befahrenen Straße (bzw. vorgeplanten Wegstrecke) mit der zuletzt gefahrenen Geschwindigkeit konstant weiter bewegt.

Leistungsmerkmale[Bearbeiten]

Mögliche Leistungsmerkmale moderner Geräte sind neben den programmspezifischen Besonderheiten der Navigationssoftware:

  • Integrierter Akku ermöglicht den Einsatz auch außerhalb des Fahrzeugs.
  • Touchscreen zur Vereinfachung der Adresseingabe durch Druck auf die Bildschirmfläche.
  • Die Unterstützung von TMC und TMC Pro, um dem Fahrer Ausweichstrecken um Staus und Behinderungen anbieten zu können.
  • Die Anzahl der im Datenmaterial enthaltenen Länder.
  • Bluetooth-Unterstützung für Mobiltelefone und Autoradios. So können moderne Geräte mit dem Mobiltelefon kommunizieren und als Freisprechanlage Telefongespräche abwickeln und während der Navigation z. B. die Sprachausgabe des Navigationssystems stoppen. Auch kann die Sprachausgabe per Bluetooth über ein entsprechend dafür ausgelegtes Autoradio über die Fahrzeuglautsprecher ausgegeben werden.
  • Unterstützung für Speicherkarten – teilweise sogar integrierte Mini-Festplatten –, um große Karten oder multimediale Inhalte speichern zu können.

Vor- und Nachteile mobiler Navigationssysteme[Bearbeiten]

Im Vergleich zu fest verbauten Navigationsgeräten haben PNAs vor allem den Nachteil ihrer alleinigen Abhängigkeit von den GPS-Daten zur Positions- und Richtungsbestimmung, so dass eine Navigation bei Verlust des GPS-Signals zumeist nicht möglich ist. Dieses Problem zeigt sich häufig in Innenstadtbereichen mit engen Häuserschluchten und vor allem bei Tunneldurchfahrten, so dass PNAs üblicherweise nicht in der Lage sind, Abbiegehinweise in oder kurz nach Tunneln zu geben.

Fest installierte Systeme hingegen erfassen zusätzlich zu den GPS-Daten die Fahrzeugbewegungen und gleichen diese Daten permanent miteinander ab. Dabei wird, üblicherweise über die ABS-Sensoren, die Umdrehungsgeschwindigkeiten jedes einzelnen Rades ermittelt, woraus sich zurückgelegte Strecke, Geschwindigkeit und vor allem Kurvenfahrten berechnen lassen. Dieses System macht es möglich, Position und Richtung für eine gewisse Zeit auch ohne GPS-Signal zu bestimmen, wodurch die Navigation deutlich weniger störanfällig ist und Tunnel kaum ein Problem darstellen. Manche PNAs der gehobenen Kategorie erfassen jedoch die Fahrzeugbewegungen über eingebaute Beschleunigungssensoren und einen elektronischen Kompass, so dass auch hier eine kurzfristige „Tunnelnavigation“ inzwischen möglich ist.

Aus den beschriebenen Gründen sind fahrzeugintegrierte Systeme auch in puncto Reaktionsschnelligkeit sowie Genauigkeit in unübersichtlichen Situationen (mehrere Fahrspuren, Kreisverkehr etc.) überlegen. Da ein PNA Position und Richtung erst aus den stets leicht fehlerbehafteten GPS-Daten und der wahrscheinlichsten Position auf der Karte berechnet, wird auch ein Verlassen der Route immer erst verzögert erkannt.

Der große Vorteil mobiler Navigationssysteme ist jedoch, dass sie sehr flexibel eingesetzt und schnell in andere Fahrzeuge installiert werden können, dass sie häufig zusätzlich eine Navigation für Fußgänger oder Fahrradfahrer ermöglichen, sowie ihr geringer Preis.

Im Vergleich zu PDAs oder Mobiltelefonen mit Navigationsfunktion haben mobile Navigationssysteme den Vorteil, dass sie auf ihre Navigationsfunktionen optimiert sind, und daher gerade für ungeübte Benutzer oft einfacher zu bedienen sind. Auch ist die Programmstabilität höher, da ausschließlich die Navigationsanwendung läuft und keine anderen Programme im Hintergrund Probleme verursachen können. Viele Navigationsprogramme für Mobiltelefone erfordern zudem eine bestehende Internetverbindung, was im Outdoor-Bereich nicht immer gegeben ist.

Ein Nachteil zur Navigation per PDA oder Mobiltelefon ist neben der häufig ausschließlichen Verwendbarkeit als Navigationsgerät jedoch die in der Regel noch fehlende Synchronisationsfähigkeit mit lokalen PCs. So können bei PDAs oder Telefonen mit entsprechender Software nach Synchronisation mit dem PC häufig auch Adressen aus Kontaktverwaltungsprogrammen zur Navigation genutzt werden.

Anbieter und Hersteller[Bearbeiten]

Unternehmen Land
United Navigation (mit Becker und Falk Navigation)[2] DeutschlandDeutschland
Aurelius AG (mit Blaupunkt) DeutschlandDeutschland
Baros (a-rival) DeutschlandDeutschland
Baytter Group China VolksrepublikChina
Binatone Telecom Vereinigtes KonigreichVereinigtes Königreich
Cobra Electronics Corporation Vereinigte StaatenVereinigte Staaten
Garmin (mit Navigon) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten /SchweizSchweiz
M3Asia (mit Papago! und WayWay) MalaysiaMalaysia
Medion DeutschlandDeutschland
MiTAC (mit Mio Technology, Navman und Magellan) China RepublikRepublik China
Old World Industries (mit PEAK) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten
Pioneer Concepts Pte. Ltd (mit GoGopal) MalaysiaMalaysia
Prestigio (mit GeoVision) Zypern RepublikRepublik Zypern
Rand McNally Vereinigte StaatenVereinigte Staaten
Shenzhen Kuletong Technology (mit Koolertron und Rupse) China VolksrepublikChina
TomTom (mit Tele Atlas) NiederlandeNiederlande

Neben den Anbietern dedizierter Lösungen gibt es auch eine Vielzahl von Softwarespezialisten, die vorwiegend Lösungen für Smartphones entwickeln.[3] Zu den namhaftesten zählen Nokia mit Ihrer Maps-Lösung und reine sogenannte Offboard-Navigationslösungen wie Wayfinder, Ö-Navi von Das Örtliche, Nav4All und das Navigon-Spin-Off skobbler.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: GPS-Navigationsgeräte – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Julia Ockenga: „Das Ohren-Zupf-Navi“, Bericht auf heise Technology-Review vom 24. November 2009
  2. http://www.falk-navigation.de/fileadmin/media/Images/Pressemeldungen/2010/Pressemeldung_united_final_GERMAN.pdf
  3. http://www.dmoz.org/World/Deutsch/Computer/Software/Navigation/