Positionsbestimmungssysteme

Positionsbestimmungssysteme dienen der Ermittlung der Position von Objekten oder Personen in geografischen Koordinaten oder in lokalen Referenzrahmen. Sie bündeln Signale, Sensoren und Rechenverfahren, um Ort, Bewegung und oft auch Geschwindigkeit zuverlässig zu bestimmen.

Zu den globalen Systemen gehören globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) wie GPS, GLONASS, Galileo und BeiDou, die weltweite Koordinaten liefern. Lokal oder indoor arbeiten terrestrische Systeme mit Funktechnologien wie WLAN, Bluetooth Low Energy (BLE) oder Ultra-Wideband (UWB) sowie mit Inertialsystemen. Hybride Ansätze kombinieren GNSS mit Sensorfusion aus Sensorik wie Kameras, Beschleunigungssensoren oder Gyroskopen, um Ausfälle zu kompensieren.

Technisch beruhen Positionierungsverfahren häufig auf Messgrößen wie Zeit (TOA, TDOA), Abstände (Multilateration) oder Winkeln (AOA). Die Erzeugung eines gemeinsamen Referenzrahmens, Synchronisation von Uhren und gegebenenfalls Korrektursignale durch Augmentationssysteme erhöhen die Genauigkeit.

Anwendungsfelder umfassen Navigation, Vermessung und Kartierung, Logistik und Flottenmanagement, Robotik, industrielle Automatisierung, Notfall- und Rettungsdienste sowie Entertainment-Anwendungen wie AR/VR.

Die Leistungsfähigkeit hängt von Systemtyp und Umfeld ab. GNSS bietet im Freiraum oft Zentimeter bis Meter, während Indoor-Systeme häufig Meter- oder Dezimeterbereich erreichen; mit UWB oder RTK-/ PPP-Verfahren sind auch sehr hohe Genauigkeiten möglich. Typische Schwierigkeiten sind Mehrwege, Signalabschattung, atmosphärische Effekte und Synchronisationsfehler.

Standards und Normen werden von Organisationen wie ISO/IEC, IEEE und ETSI festgelegt. GNSS-Augmentationen (z. B. WAAS/EGNOS) verbessern die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Integrität. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf Multi-Constellation-Nutzung, präzises Indoor-Positioning, Edge- und Sensorfusion.