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Bald 30cm GPS-Genauigkeit in Sportuhren und Fitness-Armbänder ?

Bild: Jamie Street
Bild: Jamie Street

Die heute in Smartphones und Sportelektronik (Sportuhren, Fitness-Armbänder,…) oft zu sehende GPS Ungenauigkeit von etwa 5 bis 20 Metern, könnte bald Geschichte sein. Denn wie der Hersteller Broadcom auf der diesjährigen Institute of Navigation GNSS+ Konferenz in Portland bekannt gab, steht zumindest für Smartphones ein neuer deutlich genauerer Massenmarkt-tauglicher GPS-Empfänger in den Startlöchern. Dieser soll eine GPS-Genauigkeit von etwa 30cm erreichen. Es handelt sich dabei um das Broadcom Chip-Modell BCM47755.

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Der BCM47755 soll ab 2018 in einigen neuen Smartphones zum Einsatz kommen. Broadcom verrät aber nicht, welche Smartphones die Ehre haben werden. Diese Smartphones werden anderen Endverbraucher-Geräten bezüglich der GPS-Genauigkeit deutlich überlegen sein. Verwirrende Situationen, bei denen die Navigations-App beispielsweise der Meinung ist, es sei auf der Strasse neben der Autobahn, obwohl es bereits auf der Autobahn ist, sollten dann nicht mehr vorkommen.

Der BCM47755 Broadcom-Chip ist laut dem Hersteller im Vergleich zu heutigen GPS-Empfängern in Smartphones nicht nur viel präziser, sondern auch deutlich energieeffizienter. Der Energieverbrauch soll etwa 50% niedriger sein. Erreicht hat Broadcom dies durch dreierlei: einen energieeffizienteren 28-Nanometer-Chip-Herstellungsprozess, der Einführung einer neuen Funkarchitektur sowie der Entwicklung eines stromsparenden Dual-Core-Sensor-Hubs. Sensor-Hubs verarbeiten die Rohdaten der Sensoren eines Systems. Vereinfacht gesagt, kann man sie sich als Datenaufbereiter und Filter vorstellen, die nur die Informationen an die nächste Ebene liefern, die wirklich gebraucht werden.

Man fragt sich unweigerlich, warum erst jetzt? Was hat in der Vergangenheit Broadcom und andere Chip-Hersteller davon abgehalten genauere GPS-Empfänger zu liefern? Nun, „bisher gab es zu wenig L5-Satelliten im Orbit“, sagt Manuel del Castillo, stellvertretender Direktor für GNSS-Produktmarketing bei Broadcom. Aktuell befinden sich etwa 30 solcher L5-fähigen Satelliten im Orbit. Diese Anzahl würde jetzt für einen Start ausreichen, sagt Del Castillo. Andere Hersteller wie Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric und U-blox werden wohl nachziehen.

L5-Satelliten, muss man wissen, sind neuere Satelliten, die das sogenannte L5-Signal senden und eine genauere Positionsbestimmung ermöglichen. Denn im Vergleich zum älteren L1-Signal, kommt es bei L5 zu drastisch weniger Signalüberlappungen und Verzerrungen durch Reflexionen, etwa an Gebäuden. L5-Signale sind somit deutlich erkennbar und messbar, da sie sehr eindeutige Signal-Spitzen liefern, auch bei Reflexionen. Bei L1 kommt es beispielsweise durch Reflexionen sehr oft zu sogenannten Signal-Blobs, die aus der Summe mehrerer auch reflektierter Signale bestehen und das Herausrechnen einer genauen Position erschweren.

Reflexions-Signale brauchen zeitlich immer etwas länger, als das direkte Signal zwischen Satellit und Empfänger und werden vom neuen L5-Chip einfach ignoriert. Es wird immer das schnellste Signal genommen. Dieses bildet den direkten und genauesten Weg. Somit werden in Zukunft auch in Städten sehr genaue Streckenaufzeichnungen und Navigationen möglich, da ja nun stets ausreichend L5-Satelliten zur Verfügung stehen. Der BCM47755 misst übrigens L1- und L5-Signale, wobei L5 nur zur Präzisierung der Koordinaten genutzt wird.

Wir als Fitness- und Sportfans hoffen und spekulieren deshalb darauf, dass L5-GPS-Empfänger auch in Fitnessuhren und -Armbänder eingesetzt werden können. Neben der besseren Streckenaufzeichnung und Navigation, ergeben sich dann hoffentlich nette Nebeneffekte, wie etwa präzisere Fitnessmetriken.

Credits: IEEE Spectrum: Superaccurate GPS Chips Coming to Smartphones in 2018

Zum Weiterlesen: Sport- und Fitnessuhren mit gutem (L1-) GPS-Empfänger

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