DE10035151A1 - Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems sowie Vorrichtung zur Bestimmung von positionsdaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems (2), wobei Positionsdaten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definiertes Ziel (14) übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (2) zur Bestimmung von Positionsdaten. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest die ermittelten Positionsdaten über drahtlose Kurzstreckenkommunikation (3) zu einem Mobilfunkgerät (1) übertragen werden und das Mobilfunkgerät (1) diese Positionsdaten über ein öffentlich zugängliches Mobilfunknetz (4) absetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines por­ tablen Positionsbestimmungssystems, wobei Positionsdaten un­ ter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugs­ punkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definiertes Ziel übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ei­ ne Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten.

Bei Kraftfahrzeugen, im Flugverkehr und bei der Schiffahrt ist es bekannt, eine Route oder Position mit Hilfe von Posi­ tionsbestimmungssystemen, zum Beispiel mittels der GPS-Technik (GPS = Global Positioning System), zu ermitteln. GPS-Systeme sind satellitengestützte Navigationssysteme, über die bewegte Objekte via Satellit hinsichtlich ihres momenta­ nen Ortes lokalisierbar sind. Hierzu wird im allgemeinen ei­ ne Mehrzahl von Satelliten angepeilt, über die mit Hilfe ver­ schiedener Signallaufzeiten eine Triangulation vorgenommen und daraus die momentane Ortsbestimmung des Senders durchge­ führt wird.

Bisher ist allerdings eine funktionale Integration von draht­ losen Kommunikationsmitteln (Mobilfunkgeräte) in diese Posi­ tionsbestimmungssysteme nur unbefriedigend gelöst. Eine Po­ sitionsbestimmung über die Infrastruktur der Mobilfunkgeräte, also das Mobilfunknetz, ist abhängig von der Kooperation mit dem Betreiber dieses Mobilfunknetzes. Weiterhin ist es von Nachteil, daß die Integration eines Positionsbestimmungssys­ tems in ein Mobilfunkgerät unhandliche Geräte und einge­ schränkte Anwendungsmöglichkeiten ergibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems zu finden, das auf einfache Weise vielfältige Anwendungsmöglichkeiten er­ laubt. Weiterhin ist es Aufgabe, eine Vorrichtung zur Be­ stimmung von Positionsdaten zu entwickeln, die handliche, für unterschiedliche Anwendungsgebiete einsetzbare Geräte, erge­ ben.

Die Aufgabe zur Entwicklung eines Verfahrens wird durch die Merkmale des ersten Verfahrensanspruches, die Aufgabe zur Entwicklung einer Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsda­ ten wird durch die Merkmale des ersten Vorrichtungsanspruches gelöst.

Demgemäß schlägt der Erfinder vor, ein Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems, wobei Positions­ daten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein defi­ niertes Ziel übertragen werden, dahingehend weiterzuentwi­ ckeln, daß zumindest die ermittelten Positionsdaten über drahtlose Kurzstreckenkommunikation zu einem Mobilfunkgerät übertragen werden und das Mobilfunkgerät diese Positionsdaten über ein öffentlich zugängliches Mobilfunknetz absetzt.

Hierbei kann die Datenübertragung über das öffentlich zugäng­ liche Mobilfunknetz, beispielsweise mit Hilfe eines Mobilte­ lefons oder eines Datenmodems, erfolgen.

Beispielhafte Ausführungen für die drahtlose Kurzstreckenkom­ munikation sind DECT (DECT = Enhanced Cordless Telecommunica­ tions) oder Bluetooth (Blauzahn). Hierüber können die unter­ schiedlichsten Geräte drahtlos miteinander über kurze Entfer­ nungen (circa 10 Meter, mit verstärkter Sendeleistung bis zu 100 Metern) gekoppelt werden. Diese Technologie stellt auf­ grund von niedrigen Kosten und hohem Datendurchsatz eine in­ teressante Technik für Sprach- und Datenkommunikation dar. Vorteilhaft ist auch, daß im Unterschied zur Datenübertragung mittels Infrarot, kein Sichtkontakt zwischen den einzelnen Geräten nötig ist. In diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist also kein Sichtkontakt zwischen dem Mobilfunkgerät und dem Positionsbestimmungssystem erforderlich.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Positionsdaten zum Beispiel mit Hilfe von GSM (GSM = Global System for Mobile Communication) oder EDGE (En­ hanced Data GSM Environment) oder GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) oder UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service) übermittelt werden.

In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens werden die Po­ sitionsdaten mit Hilfe von SMS (SMS = Short Message Service) übermittelt. Hierbei wird es dem Benutzer ermöglicht, über das GSM-Netz, dem das D1-, das D2-Netz angehören, die Positi­ onsdaten zu versenden.

Eine bevorzugte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sieht vor, daß die Positionsdaten über ein satelli­ tengestütztes Navigationssystem, wie beispielsweise GPS, über ein landgestützes Funknavigationssystem, wie zum Beispiel Loran-C, das mit landgestützten Langwellensendern arbeitet, oder über eine Kombination aus satelliten- und landgestütztem Navigationssystem, wie zum Beispiel DGPS (Differential GPS) oder GPS/Loran-C kombinierte Systeme, ermittelt werden.

DGPS kann dann eingesetzt werden, wenn die Genauigkeit der Positionsbestimmung mit GPS erhöht werden soll. Hierbei wer­ den zusätzlich zu den Satellitensignalen noch Korrekturdaten benötigt, die Fehler ausgleichen, die durch künstliche Ver­ fälschung der Satellitendaten (SA = Selective Availability) entstehen. Diese Korrekturdaten werden von einer Referenz­ station (beziehungsweise einer virtuellen GPS-Referenzstation) erzeugt, die an einem genau vermessenen Punkt einen Soll/Ist-Vergleich durchführt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung steht das Positionsbe­ stimmungssystem mit dem Mobilfunkgerät in Verbindung, wobei über eine Anmeldeprozedur eine Bedienoberfläche des Mobil­ funkgerätes programmiert werden kann. Die Anmeldeprozedur ist hierbei ein Austausch von anwendungsspezifischen (prop­ rietären) Datenkommandos, die unter anderem auch den vorlie­ genden Gerätetyp und die Applikation dieses Gerätes angeben. Über diese Anmeldeprozedur können bestimmte Tasten des Mobil­ funkgerätes, sogenannte Softkeys, mit applikationsspezifi­ schen Funktionen belegt werden und beispielsweise auf einem Display des Mobilfunkgerätes beschriftet werden. So kann zum Beispiel ein Softkey mit der Nummer des Notarztes, ein ande­ rer Softkey mit der Nummer der Polizei belegt werden und dies auch auf dem Display entsprechend beschriftet werden.

Diese Programmierung der Bedienoberfläche des Mobilfunkgerä­ tes wird vorzugsweise über eine drahtlose Kurzstreckenkommu­ nikation, wie beispielsweise über DECT oder über Bluetooth durchgeführt (Fernprogrammierung des Mobilfunkgerätes). Die Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes ist also nicht von vornherein auf eine bestimmte Aufgabe festgelegt, sondern läßt sich je nach Anwendung entsprechend drahtlos programmie­ ren (offene Applikationsschnittstelle).

In einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens kann das Positionsbestimmungssystem eine applikationsspezifische Software, vorzugsweise über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation, erhalten. Auch diese Weiterentwicklung ermöglicht eine sehr große Flexibilität in den Anwendungsmöglichkeiten des gesamten erfindungsgemäßen Systems. So kann zum Beispiel, je nachdem, ob ein System zum Flottenmonitoring oder aber ein ortsbezogenes Abrechnungssys­ tem (Erkennung von Autobahnen zur Mautbezahlung) gewünscht wird, die Applikationssoftware entsprechend angepaßt werden. Das Positionsbestimmungssystem kann somit in seinem funktio­ nellen Aufbau unverändert bleiben.

Der Erfinder schlägt weiterhin vor, eine Vorrichtung zur Be­ stimmung von Positionsdaten, unter Zuhilfenahme externer Be­ zugspunkte und von diesen Bezugspunkten ausgehenden Signalen und Weiterleitung dieser Positionsdaten, dahingehend weiter­ zuentwickeln, daß die Vorrichtung mindestens einen Sender und einen Empfänger für drahtlose Kurzstreckenkommunikation auf­ weist. Diese Ausgestaltung ermöglicht sowohl die Kommunika­ tion mit einem Mobilfunkgerät, wie zum Beispiel die Fernpro­ grammierung oder die Erzeugung einer Nachricht (wie zum Bei­ spiel SMS) als auch eine Kommunikation mit einem weiteren Ge­ rät, beispielsweise einem Applikationslader, der die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung je nach Anwendung programmieren oder initialisieren kann.

Weiterhin sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, die eine applikationsspezifische Software übertragen und empfangen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält vorzugsweise einen Applikationsprozessor, zum Beispiel einen Java-Engine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Spei­ cher zur Speicherung der applikationsspezifischen Software vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also ein Angebot von Dienstleistungen, die auf der Kombination von Mobiltelefon und Positionsbestim­ mung beruhen. Ausgewählte Beispiele hierzu sind tragbare Notrufsysteme, Personenüberwachungssysteme, Flottenmonito­ ringsysteme und ortsbezogene Abrechnungssysteme.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Systemarchitektur;

Fig. 2 einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Personenverfolgung;

Fig. 3 einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Notruf;

Fig. 4 einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Flottenmonitoring.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Das Positionsbe­ stimmungssystem 2 enthält einen Sender 6 und einen Empfänger 5 zum Senden und zum Empfangen von Kurzstreckensignalen 3, wie beispielsweise DECT oder Bluetooth, einen Applikations­ prozessor 10, wie zum Beispiel einen JAVA-Engine und eine Po­ sitionsbestimmungseinheit 12.

Das Positionsbestimmungssystem 2 wird über drahtlose Kurz­ streckenkommunikation 3 mit Hilfe eines Applikationsladers 7 programmiert und initialisiert, zum Beispiel über JAVA. So kann nun je nach Anwendungsfall eine entsprechende Software in das Positionsbestimmungssystem 2 geladen werden. Dies er­ möglicht maximale Flexibilität, da das Positionsbestimmungs­ system 2 in seinem funktionellen Aufbau (Hardware) unverän­ dert bleiben kann.

Die genaue Bestimmung der Position wird vorzugsweise mit Hil­ fe einer satellitengestützten Ortung 11, zum Beispiel mittels GPS, durchgeführt. Ein Empfänger in der Positionsbestim­ mungseinheit 12 des Positionsbestimmungssystems 2 sammelt die Daten der verfügbaren Satelliten, um eine Positionsberechnung durchführen zu können. Zur genauen, zweidimensionalen Posi­ tionsberechnung, also von Länge und Breite, werden zumindest drei Satelliten in guter geometrischer Verteilung benötigt. Zur dreidimensionalen Positionsbestimmung (Länge, Breite, Hö­ he) werden mindestens vier Satelliten in guter geometrischer Verteilung benötigt.

Es versteht sich, daß die Positionsbestimmung auch auf ande­ rem Wege, also beispielsweise mit GLONASS (einer Entwicklung des russischen Militärs), mit den landgestützten Navigations­ verfahren Loran-C oder DECCA, oder mit einer Kombination der satelliten- und landgestützten Ortungssysteme, wie mit DGPS oder GPS/Loran-C, durchgeführt werden kann. Ein Vorteil ei­ nes integrierten GPS/Loran-C Systems liegt darin, daß auch im bebauten oder bewaldeten Gebiet ein Empfang von Positionsda­ ten sichergestellt werden kann.

Weiterhin kommuniziert das erfindungsgemäße Positionsbestim­ mungssystem 2 über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 mit einem Mobilfunkgerät 1. Die Information über die aktuelle Position kann auf diesem Wege an das Mobilfunkgerät 1 wei­ tergeleitet werden, ohne daß ein Sichtkontakt zwischen beiden Geräten besteht.

Das Mobilfunkgerät 1 kann nun diese Daten über ein öffentli­ ches Mobilfunknetz 4 an ein definiertes Ziel 14, wie bei­ spielsweise an eine Servicezentrale oder an einen Dienstean­ bieter, weiterleiten.

Die Fig. 2 zeigt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vor­ richtung bei einer Personenverfolgung. Hierbei ist das Posi­ tionsbestimmungssystem 2 zum Beispiel als Gehäuse für einen Anhänger an einen Rucksack oder Anorak ausgestaltet, den die zu überwachende oder zu verfolgende Person trägt.

Eine Anfrage der Position, dargestellt durch den gestrichel­ ten Pfeil 13, zum Beispiel von einer Dienstezentrale 14 oder dem Applikationslader 7, hat im Positionsbestimmungssystem 2 eine satellitengestützte Ortung 11 zur Folge. Über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3, also beispielsweise über DECT oder über Bluetooth, wird das Mobilfunkgerät 1 kon­ taktiert. Die Übermittlung der Positionsdaten an die anfra­ gende Dienstezentrale 14 oder den Applikationslader 7 erfolgt automatisch, beispielsweise durch Senden einer SMS über das öffentliche Mobilfunknetz 4.

Zur Überwachung beispielsweise des Aufenthaltsortes eines Kindes, einer älteren oder einer hilfsbedürftigen Person kann in den Applikationslader 7 ein "erlaubter" Aufenthaltsbereich einprogrammiert werden. Wird dieser Aufenthaltsbereich über­ schritten, kann über das öffentliche Mobilfunknetz 4 ein au­ tomatischer Alarm ausgelöst werden, zum Beispiel im Hause der Aufsichtsperson.

Die Fig. 3 zeigt einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vor­ richtung bei einem Notruf (SOS). Das Mobilfunkgerät 1 wurde mit entsprechenden Funktionen belegt, wie zum Beispiel mit der Nummer des Notarztes oder der Polizei. Ein Druck auf die entsprechende Taste, dargestellt durch den gestrichelten Pfeil, löst über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 automatisch eine Positionsbestimmung in dem Positionsbestim­ mungssystem 2 aus. Nach dieser satellitengestützten Ortung 11 wird eine Nachricht (zum Beispiel SMS) erzeugt, die über die drahtlose Kurzstreckenkommunikation 3 und das Mobiltelefon 1 dann über das öffentliche Mobilfunknetz 4 an das entsprechen­ de Ziel 14 weitergeleitet wird, also beispielsweise an den Notarzt, die Polizei oder eine Servicezentrale.

Die Fig. 4 zeigt nun einen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Flottenmonitoring. Hier können die Po­ sitionen verschiedener beweglicher Objekte 9, wie Fahrzeuge, erfaßt und beispielsweise aufeinander abgestimmt werden. In jedem der Fahrzeuge 9 befindet sich ein Mobilfunkgerät 1 und ein Positionsbestimmungssystem 2. Beide Geräte 1 und 2 können in einer Halterung 8 im Fahrzeug 9 befestigt und sta­ bilisiert werden. Die Kommunikation zwischen Mobilfunkgerät 1 und Positionsbestimmungssystem 2 findet über Kurzstrecken­ kommunikation 3 statt. Der Übersichtlichkeit halber ist hier lediglich die Ausstattung für ein Fahrzeug 9 dargestellt und mit einer gepunkteten Linie umrandet.

Eine Anfrage 13 der Position der einzelnen Fahrzeuge 9 be­ wirkt eine satellitengestützte Ortung 11 des Positionsbestim­ mungssystems, das die ermittelten Positionsdaten über das Mo­ bilfunkgerät 1 und das öffentliche Mobilfunknetz 4 beispiels­ weise einem Koordinator der Fahrzeuge 9, zuleitet.

Die satellitengestützte Ortung 11 der einzelnen Fahrzeuge 9 und Weiterleitung der ermittelten Positionsdaten an ein defi­ niertes Ziel 14 kann selbstverständlich auch ohne konkrete Anfrage, sondern kontinuierlich beziehungsweise in festgeleg­ ten Zeitabständen automatisch erfolgen. Auf einem Monitor kann so jederzeit die Position der einzelnen Fahrzeuge 9 lo­ kalisiert werden.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Insgesamt wird durch die Erfindung ein einfaches Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestimmungssystems vor­ gestellt, das vielfältige Anwendungsmöglichkeiten erlaubt. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positions­ daten beschrieben, die handliche und für unterschiedliche An­ wendungsgebiete einsetzbar ist.

Claims (13)

1. Verfahren zum Betrieb eines portablen Positionsbestim­ mungssystems (2), wobei Positionsdaten unter Zuhilfe­ nahme externer Bezugspunkte und von diesen Bezugspunk­ ten ausgehenden Signalen ermittelt und an ein definier­ tes Ziel (14) übertragen werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die ermittelten Positionsda­ ten über drahtlose Kurzstreckenkommunikation (3) zu ei­ nem Mobilfunkgerät (1) übertragen werden und das Mobil­ funkgerät (1) diese Positionsdaten über ein öffentlich zugängliches Mobilfunknetz (4) absetzt.

2. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten mit Hilfe von GSM (GSM = Global System for Mobile Communi­ cation) oder EDGE (Enhanced Data GSM Environment) oder GPRS (GPRS = General Packet Radio Service) oder UMTS (UMTS = Universal Mobile Telephone Service) übermittelt werden.

3. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions­ daten mit Hilfe von SMS (SMS = Short Message Service) übermittelt werden.

4. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions­ daten über ein satellitengestütztes Navigationssystem und/oder ein landgestützes Funknavigationssystem ermit­ telt werden.

5. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions­ bestimmungssystem (2) mit dem Mobilfunkgerät (1) in Verbindung steht, wobei über eine Anmeldeprozedur eine Bedienoberfläche des Mobilfunkgerätes (1) programmiert werden kann.

6. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions­ bestimmungssystem (2) eine applikationsspezifische Software, vorzugsweise über die drahtlose Kurzstrecken­ kommunikation (3), erhalten kann.

7. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Mikroprozessor ausgeführt wird.

8. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gemäß dem vor­ anstehenden Anspruch 7, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.

9. Übertragung eines Computerprogrammes gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 7 bis 8 auf zumindest teilweise elektronischem Wege zwischen einem Sender und einem Empfänger.

10. Verwendung eines Computerprogrammes gemäß einem der vor­ anstehenden Ansprüche 7 bis 9.

11. Vorrichtung (2) zur Bestimmung von Positionsdaten unter Zuhilfenahme externer Bezugspunkte und von diesen Be­ zugspunkten ausgehenden Signalen und Weiterleitung die­ ser Positionsdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) mindestens einen Sender (6) und ei­ nen Empfänger (5) für drahtlose Kurzstreckenkommunikation (3) aufweist.

12. Vorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine applikationsspezifische Software übertragen und/oder empfangen.

13. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher zur Speicherung der applikationsspezifischen Software vorgesehen ist.