Zusammenfassung DA Guenther

Einsatzmöglichkeiten von PDAs unter Nutzung von GPS-Zusatzgeräten und GIS für Mehrwegedienste im Massenmarkt

Bearbeiter: Antje Günther

PDAs unter Nutzung von GPS-Zusatzgeräten beginnen, sich im Massenmarkt als Navigationslösungen zu etablieren. Eine Vielzahl an fertigen Lösungen ist bereits verfügbar. Es handelt sich dabei vorwiegend um Systeme für die Navigation von Fahrzeugen. Sie haben den Vorteil, preiswerter zu sein als herkömmliche Autonavigationssysteme zum Nachrüsten. Es handelt sich jedoch bei den im Markt eingeführten PDA-Lösungen um sogenannte "Stand-Alone"-Systeme, die ohne weitere Sensorik im Fahrzeug arbeiten und somit allein über GPS ihre Informationen erhalten. In Kombination mit mobilen Kommunikationslösungen kann die Aktualität der Information verbessert werden. Einige Softwarehersteller für herkömmliche Autonavigationssysteme bieten mittlerweile auch PDA-Software an. Bereits erarbeitete Datenbanken können für diese übernommen werden. Auch neue Entwicklungen sind auf dem Markt verfügbar.
Gerade im Bereich Fußgänger- und Fahrradfahrernavigation fehlen jedoch noch Lösungen, die den besonderen Anforderungen dieser Nutzergruppen gerecht weden. Softwarehersteller für die Autonavigation auf PDA-Basis haben diese Marktlücke bereits erkannt. Sie bieten die Möglichkeit, bei der Routenberechnung den Fußgänger zu berücksichigen. Dabei werden für Autofahrer geltende Beschränkungen, wie Einbahnstraßen, nicht beachtet. Das Kartenmaterial ist jedoch oftmals für diese Anwendung unzureichend. Daher wurden innerhalb dieser Arbeit zwei lokale Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Navigation für Fußgänger und Fahrradfahrer ausgewählt.
Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Konzeption und Umsetzung der lokalen Projekte auf PDA-Basis. Im Rahmen des Projektes "Tafernwirt" war eine Radtour zwischen den Wirtschaften dieser Vereinigung durch die Region Bad Tölz - Wolfratshausen zu entwerfen und in digitalen Karten auf einem PDA darzustellen. Zudem waren zusätzliche Informationen über die Wirte und die Radtour selbst mit der digitalen Karte zu verbinden. Beim Projekt "Sparkasse" bestand die Aufgabe darin, den Geokulturlehrpfad, einen bereits existierenden Wanderweg und Lehrpfad in der Umgebung von Bad Tölz, in einer digitalen Karte für die Verwendung auf einem PDA vorzubereiten. Zudem sollte diese Karte mit zusätzlichen Informationen über die Umgebung und deren geologische und geschichtliche Entwicklung verbunden werden. Innerhalb beider Projekte war die Positionsanzeige in den Karten unter GPS-Nutzung zu realisieren. Da beide Projekte ähnliche Zielsetzungen haben, wurde ein gemeinsames Basiskonzept sowie eine gemeinsame Navigationslösung gestaltet.
Eine Navigationslösung besteht nicht nur aus PDA und GPS-Zusatzgerät, sondern erfordert ebenfalls eine geeignete Software und mobile Datenübertragungstechnik. Diese Arbeit gibt zunächst einen Einblick in die derzeit verfügbaren Technologien und Software. Mit der Komponentenauswahl wurde die Basis für die Umsetzung der Projekte geschaffen. Dieser Auswahl ging eine ausführliche Analyse, auch hinsichtlich der Nutzeranforderungen, voraus.
Der Schwerpunkt lag hierbei auf der Untersuchung zweier GPS-Zusatzgeräte. Dabei wurde festgestellt, dass beide Geräte sehr unterschiedliche Merkmale bzüglich der Positionsgenauigkeit und Akquisitionszeiten aufweisen. Der Navman GPS 3000 erwies sich auf den Testpunkten eindeutig als genauer. Im Gegensatz dazu besitzt der HAICOM Hi-302 GPS-Empfänger wesentlich kürzere Reakquisationszeiten nach vollständigem Signalverlust. In einem weiteren
Test wurden die Multipathempfindlichkeit und das Gesamtverhalten beider Empfänger im Einsatz auf einem Fahrrad auf einer Teststrecke untersucht. Hierfür stand der NR-STA 124 GPS/Glonass-Empfänger von MAN zum Vergleich zur Verfügung. Bei den Untersuchungen der Messdaten dieses Empfängers konnte kein eindeutiger Mehrwegeeffekt, nur mögliche Mischeffekte mit Abschattungen lokalisiert werden. Anschließend wurde das Verhalten der PDA-Empfänger an diesen Stellen beurteilt. Bei Beiden konnten kaum Reaktionen in der Positions- oder Höhenlösung auf die aufgetretenen Effekte erkannt werden. Dies deutet darauf hin, dass interne Funktionen eingesetzt werden, die beispielsweise kurzfristige Signalverluste überbrücken. Daten hierzu werden jedoch von den Herstellern nicht veröffentlicht. Beide Empfänger verhalten sich bezüglich Einflüssen von Abschattungen und Multipath ähnlich. Die Wahl für die Verwendung innerhalb der Projekte fiel aufgrund der kürzeren Akquisitionszeiten auf den HAICOM Hi-302 GPS-Empfänger.
Nach der Wahl der Komponenten wurden diese in einer gemeinsamen Navigationslösung für beide Projekte zusammengefasst. Bei der Umsetzung der Projekte stand die Kartenauswahl und -aufbereitung im Vordergrund, da diese gerade im Hinblick auf Darstellung auf einem PDA-Bildschirm Besonderheiten aufweist. Ein Kompromiss zwischen Bildschirmgröße und Kartenmaßstab war erforderlich.
Entstanden ist die Testversionen einer Navigationslösung, die speziell auf die Anwendungsbeispiele zugeschnitten ist. Sie stellt eine Synthese aus verfügbaren Komponenten, der im Umfang einer Diplomarbeit möglichen Bearbeitung und den gestellten Anforderungen, dar. Diese Version konnte erfolgreich getestet werden. Unter GPS-Nutzung waren die Karten mit zusätzlichen Informationen verknüpfbar, die sich automatisch öffnen, wenn sich der Nutzer einem Zielpunkt nähert. Jedoch konnten nicht alle Anforderungen erfüllt werden. Eine Verknüpfung zwischen Karten und Zusatzinformationen auf Antippen innerhalb der Karte konnte nicht realisiert werden, da diese Funktionalität von der verwendeten Software nicht unterstützt wird. Ein weiteres Problem stellt der Mangel an qualitativ hochwertigen Karten im benötigten Maßstab dar.
Mit den ausgewählten Komponenten und verfügbaren Karten konnte eine funktionsfähige Navigationsanwendung erzielt werden. Das Potential derartiger Navigationslösungen ist jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Hierzu fehlt es derzeit unter anderem an geeigneter Software. Für große Softwarehersteller und Hersteller digitaler Karten stellen PDA-Lösungen nur ein Nebenprodukt dar, worunter oftmals die Qualität dieser leidet. Zudem wird die Verwendung der Softwareprodukte häufig durch mangelhafte Kompatibilität mit dem Endgerät erschwert. Diese ist dann nur durch nachträglich vom Nutzer durchzuführende Updates zu verbessern.
Die hier vorgestellte Idee einer Navigationslösung auf PDA-Basis lohnt es jedoch weiter zu verfolgen, da die Entwicklung der Technologien und Software gerade im Bereich der Navigation für Anwendungen im Massenmarkt schnell voranschreitet.
Als Beispiel für die Entwicklung im Bereich der Navigation für Fußgänger und Fahrradfahrer wird das Piloprojekt "geobici" der Stadt Mailand vorgestellt. Hier werden komplett mit PDA und GPS-Empfänger ausgestattete Fahrräder kostenlos für touristische Stadtführungen verliehen. Die Führung übernimmt dabei die Software mit Kartenanzeige und Sprachauswahl. Hier werden ebenfalls Informationen zu touristisch relevanten Punkten automatisch, aber auch per Anklicken, geöffnet. Bei der Software handelt es sich jedoch um ein mobiles GIS, was den Erwerb für einen Nutzer meist derzeit noch aus finanziellen Gründen uninteressant macht.
Ebenso ist die Weiterentwicklung im Bereich der Zusatzgeräte zu beobachten. Mittlerweile sind erste DGPS/EGNOS-Empfänger für Palm PDAs erhältlich, welche eine Steigerung der Genauigkeit der Positionslösung ermöglichen. Diese Entwicklung ist richtungsweisend auch für die Nutzung zukünftiger Systeme.
Im Bereich der mobilen Datenübertragung ist zu erwarten, dass sich Funktechnologien wie Bluetooth und WLAN auch am PDA-Markt durchsetzen werden. Beispielhaft hierfür ist der iPaq5450 von Hewlett-Packard, ein PDA, der über Bluetooth- und WLAN-Schnittstellen verfügen wird.