Technische Produkte überzeugen nicht durch große Werbeversprechen, sondern durch nachvollziehbare Funktionen, solide Verarbeitung und ...

Überwachungsstechnik, auf die Sie sich verlassen können

GPS-Ortung gehört heute zu den wichtigsten technischen Grundlagen moderner Ortungs- und Überwachungssysteme. Sie wird eingesetzt, um die Position von Fahrzeugen, Maschinen, Ausrüstung, Wertgegenständen, Gepäckstücken und anderen beweglichen Objekten festzustellen.
Für den Nutzer wirkt die Technik meist erstaunlich einfach: Ein GPS-Tracker wird eingeschaltet oder im Fahrzeug installiert, anschließend erscheint die Position in einer App oder auf einer digitalen Karte.
Im Hintergrund müssen dafür jedoch mehrere technische Systeme zusammenarbeiten. Der Tracker bestimmt zunächst seine Position mithilfe von Satellitensignalen. Danach überträgt er die ermittelten Standortdaten über das Mobilfunknetz an einen Server. Erst von dort werden sie an die App oder das Online-Portal des Nutzers weitergegeben.
Eine Übersicht unterschiedlicher Bauformen und Ortungslösungen finden Sie in unserer Kategorie GPS-Peilsender und GPS-Tracker.
Dieser Beitrag erklärt verständlich, wie GPS-Ortung funktioniert, welche Aufgabe die SIM-Karte übernimmt und wodurch Genauigkeit, Übertragungsintervalle, Empfang und Akkulaufzeit beeinflusst werden.
GPS ist die Abkürzung für „Global Positioning System“. Es handelt sich um ein satellitengestütztes Navigationssystem, mit dem ein geeigneter Empfänger seine Position auf der Erde bestimmen kann.
Die Bezeichnung GPS wird im allgemeinen Sprachgebrauch häufig stellvertretend für die gesamte Satellitenortung verwendet. Moderne Ortungsgeräte können neben dem amerikanischen GPS teilweise auch Signale anderer Satellitensysteme empfangen.
Dazu gehören unter anderem:
Der übergeordnete Fachbegriff für satellitengestützte Navigationssysteme lautet GNSS – Global Navigation Satellite System.
Kann ein Empfänger mehrere Satellitensysteme gleichzeitig nutzen, stehen ihm unter günstigen Bedingungen mehr Satellitensignale zur Verfügung. Das kann die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung verbessern.
GPS-Satelliten umkreisen die Erde und senden fortlaufend Signale aus. Diese Signale enthalten unter anderem Informationen über die Position des jeweiligen Satelliten sowie einen äußerst genauen Zeitwert.
Der GPS-Empfänger im Tracker empfängt möglichst viele dieser Signale und wertet ihre Laufzeiten aus. Weil sich Funksignale mit einer bekannten Geschwindigkeit ausbreiten, kann das Gerät berechnen, wie weit die einzelnen Satelliten entfernt sind.
Vereinfacht dargestellt läuft die Positionsbestimmung folgendermaßen ab:
Für eine zuverlässige Positionsberechnung müssen Signale von mehreren Satelliten empfangen werden. Je mehr geeignete Signale verfügbar sind, desto besser kann der Tracker seine Position bestimmen und mögliche Messabweichungen ausgleichen.
Ein häufiges Missverständnis besteht darin, dass ein GPS-Tracker seine Position an einen Satelliten sendet. Bei handelsüblichen GPS-Trackern ist das normalerweise nicht der Fall.
Der Tracker empfängt die Signale der Navigationssatelliten lediglich. Er berechnet daraus selbstständig seinen Standort.
Die GPS-Satelliten wissen also nicht, welches konkrete Gerät ihre Signale empfängt. Sie senden ihre Navigationsdaten dauerhaft aus, ähnlich wie ein Rundfunksender sein Programm ausstrahlt.
Damit der Nutzer die berechnete Position auf einem Smartphone oder Computer sehen kann, wird eine zusätzliche Übertragungsverbindung benötigt.
Je nach Ortungssystem kommen dafür unterschiedliche Verfahren infrage:
Die meisten GPS-Tracker für Fahrzeuge und mobile Gegenstände verwenden zur Datenübertragung das Mobilfunknetz.
Viele GPS-Tracker benötigen eine SIM-Karte oder verfügen über eine bereits fest integrierte Mobilfunkverbindung.
Die SIM-Karte wird nicht benötigt, um den Standort über GPS zu bestimmen. Sie dient dazu, die bereits berechneten Positionsdaten an den Nutzer oder an einen Ortungsserver zu übermitteln.
Der vollständige technische Ablauf sieht typischerweise so aus:
Ohne Mobilfunkempfang kann der Tracker bei freier Sicht zum Himmel möglicherweise weiterhin eine GPS-Position ermitteln. Er kann diese Position jedoch nicht sofort an die App oder an den Nutzer übertragen.
Einige Geräte speichern die während eines Netzausfalls ermittelten Standorte intern und übertragen sie später, sobald wieder eine Mobilfunkverbindung besteht.
GPS-Tracker können Positionsdaten auf unterschiedliche Weise bereitstellen.
Bei einer einfachen SMS-Ortung wird der Tracker beispielsweise angerufen oder per SMS-Befehl abgefragt. Anschließend sendet das Gerät eine Nachricht mit den Koordinaten oder einem Kartenlink zurück.
Komfortablere Systeme übertragen die Daten fortlaufend an einen Ortungsserver. Der Nutzer sieht den Standort dann in einer App oder in einem Webportal.
Ein Beispiel für einen solchen kompakten Ortungssender ist der GPS-Peilsender und GPS-Tracker mit Live-Tracking. Bei dieser Geräteart lassen sich je nach Konfiguration aktuelle Positionen, Bewegungen und zurückgelegte Routen über eine geeignete Tracking-Anwendung darstellen.
Die App selbst empfängt dabei normalerweise keine direkten Signale vom Tracker. Sie ruft die Standortdaten vom Server des Ortungssystems ab.
Der Begriff Live-Tracking wird häufig so verstanden, als würde sich der Standort ohne jede Verzögerung dauerhaft auf der Karte bewegen.
In der Praxis übertragen GPS-Tracker ihre Position in festgelegten Zeitabständen. Diese Abstände werden als Übertragungs- oder Meldeintervalle bezeichnet.
Ein Tracker kann seine Position beispielsweise übertragen:
Je kürzer das Übertragungsintervall eingestellt ist, desto flüssiger und aktueller erscheint der Bewegungsverlauf auf der Karte.
Gleichzeitig steigt jedoch der Stromverbrauch, weil der GPS-Empfänger und das Mobilfunkmodul häufiger aktiviert werden müssen.
Live-Tracking ist daher immer ein Kompromiss zwischen einer möglichst aktuellen Positionsanzeige und einer möglichst langen Betriebsdauer.
Unter guten Bedingungen können moderne GPS-Empfänger eine Position mit einer Genauigkeit von wenigen Metern bestimmen.
Die tatsächliche Genauigkeit hängt jedoch stark von der Umgebung, der Antennenposition, der Satellitenkonstellation und der Qualität des Empfängers ab.
Günstige Bedingungen bestehen vor allem:
Eingeschränkt werden kann die Ortung dagegen:
Hohe Gebäude können Satellitensignale reflektieren. Das Signal erreicht den Empfänger dann nicht auf dem direkten Weg, sondern über Umwege. Dadurch können Abweichungen oder sprunghafte Positionsanzeigen entstehen.
Eine in der App angezeigte Position sollte deshalb nicht als zentimetergenaue Messung verstanden werden.
Satellitensignale sind bereits sehr schwach, wenn sie die Erdoberfläche erreichen. Massive Wände, Betondecken, Metallflächen und andere Baumaterialien können diese Signale zusätzlich abschwächen oder vollständig blockieren.
Direkt an einem Fenster, unter einem leichten Dach oder in einem Fahrzeug kann eine GPS-Ortung häufig noch möglich sein. Tief im Inneren eines Gebäudes oder in einer Tiefgarage steht dagegen oftmals kein ausreichendes Satellitensignal zur Verfügung.
Einige Ortungsgeräte verwenden deshalb zusätzliche Verfahren. Sie können beispielsweise bekannte WLAN-Netze oder die ungefähre Position von Mobilfunkmasten auswerten.
Diese Ersatzortung ist normalerweise weniger genau als eine freie GPS-Ortung. Sie kann aber zumindest einen ungefähren Bereich anzeigen, wenn keine verwertbaren Satellitensignale verfügbar sind.
GPS-Ortung und Mobilfunkortung werden häufig miteinander verwechselt.
Bei der GPS-Ortung berechnet das Gerät seine Position aus den Signalen mehrerer Navigationssatelliten.
Bei der Mobilfunkortung wird dagegen ausgewertet, mit welchen Mobilfunkmasten das Gerät verbunden ist. Aus deren bekannten Standorten lässt sich ein ungefährer Aufenthaltsbereich bestimmen.
Die Genauigkeit einer Mobilfunkortung hängt stark von der Anzahl und Verteilung der verfügbaren Mobilfunkmasten ab.
In dicht besiedelten Gebieten befinden sich meist mehr Funkzellen in unmittelbarer Nähe. Dadurch kann die Position besser eingegrenzt werden. In ländlichen Regionen kann die Abweichung deutlich größer sein.
Einige GPS-Tracker kombinieren mehrere Ortungsverfahren. In der App kann dann abhängig von der Empfangssituation eine GPS-, WLAN- oder Mobilfunkposition angezeigt werden.
Nach dem Einschalten benötigt ein GPS-Tracker etwas Zeit, bis die erste verwertbare Position ermittelt wurde. Dieser Vorgang wird häufig als GPS-Fix bezeichnet.
Wie schnell die erste Position zur Verfügung steht, hängt unter anderem davon ab:
Nach einer längeren Abschaltung oder einer erheblichen Ortsveränderung kann die erste Positionsbestimmung länger dauern.
Wurde das Gerät nur kurz ausgeschaltet und am gleichen Standort wieder aktiviert, steht die Position meist schneller zur Verfügung.
Eine angezeigte Position kann gelegentlich um einige Meter springen, obwohl sich der Tracker nicht bewegt hat.
Das muss nicht auf einen Defekt hindeuten. Kleine Abweichungen entstehen unter anderem durch wechselnde Empfangsbedingungen, Signalreflexionen, die verfügbare Satellitenkonstellation und die Genauigkeit des verwendeten Kartenmaterials.
Liegt der berechnete Standort beispielsweise wenige Meter neben einer Straße, kann der Punkt in der App scheinbar auf einem Grundstück, Gebäude oder einer Parallelstraße erscheinen.
Manche Ortungsplattformen verwenden eine automatische Straßenanpassung. Dabei wird eine gemessene Position auf die nächstgelegene Straße verschoben. Das kann bei der Fahrzeugortung hilfreich sein, aber in manchen Situationen ebenfalls zu einer missverständlichen Darstellung führen.
Moderne GPS-Tracker können deutlich mehr anzeigen als nur einen einzelnen Standort.
Abhängig vom Gerät und der verwendeten Software können unter anderem folgende Informationen verfügbar sein:
Welche Funktionen tatsächlich zur Verfügung stehen, hängt vom Tracker, der App, dem Ortungsportal und dem gebuchten Dienst ab.
Viele Ortungsplattformen speichern die übertragenen Standorte für einen bestimmten Zeitraum. Dadurch lässt sich neben der aktuellen Position auch eine frühere Route darstellen.
Eine solche Positionshistorie kann beispielsweise zeigen:
Wie detailliert die Route dargestellt wird, hängt vom eingestellten Übertragungsintervall ab.
Überträgt der Tracker alle zehn Sekunden einen Standort, entsteht eine vergleichsweise genaue Streckenaufzeichnung. Sendet er nur alle 30 Minuten, werden die einzelnen Messpunkte in der Kartenansicht lediglich miteinander verbunden. Der tatsächliche Weg zwischen diesen Punkten kann dann abweichen.
Nicht jede Ortungsaufgabe erfordert eine sofortige Übertragung der Position.
Ein GPS-Datenlogger zeichnet die empfangenen Standortdaten intern auf. Die gespeicherte Route wird später auf einen Computer übertragen und dort ausgewertet.
Ein Beispiel für diese Geräteart ist der GPS-Empfänger und Datenlogger.
Ein Datenlogger benötigt für die reine Streckenaufzeichnung nicht zwingend eine dauerhafte Mobilfunkverbindung. Eine aktuelle Live-Position kann damit jedoch nur angezeigt werden, wenn das jeweilige Gerät zusätzlich eine Übertragungsmöglichkeit besitzt.
Geofencing bezeichnet die Einrichtung eines virtuellen geografischen Bereichs auf einer Karte.
Der Nutzer legt beispielsweise einen Radius um einen Standort fest. Betritt oder verlässt der Tracker diesen Bereich, kann das Ortungssystem eine Benachrichtigung auslösen.
Typische Geofencing-Funktionen sind:
Da GPS-Positionen geringfügig schwanken können, sollte der überwachte Bereich nicht zu knapp eingestellt werden. Ein extrem kleiner Radius kann sonst Fehlmeldungen auslösen, obwohl sich der Tracker tatsächlich nicht bewegt hat.
Die Akkulaufzeit eines GPS-Trackers hängt nicht allein von der Größe des eingebauten Akkus ab.
Besonders viel Energie benötigen:
Ein Tracker, der alle wenigen Sekunden seine Position überträgt, benötigt deutlich mehr Energie als ein Gerät, das nur bei einer Bewegung oder einmal pro Stunde eine Standortmeldung sendet.
Auch schlechter Mobilfunkempfang erhöht den Stromverbrauch. Das Gerät versucht dann wiederholt, eine Verbindung zum Netz aufzubauen oder Daten erneut zu übertragen.
Herstellerangaben zur Akkulaufzeit gelten daher immer für bestimmte Einstellungen und Betriebsbedingungen.
Viele GPS-Tracker besitzen einen Bewegungs- oder Erschütterungssensor.
Solange das Gerät stillsteht, kann es in einen energiesparenden Bereitschaftsmodus wechseln. Wird eine Bewegung erkannt, aktiviert sich der Tracker, bestimmt die Position und beginnt wieder mit der Datenübertragung.
Diese Funktion kann die Betriebsdauer erheblich verlängern, wenn das überwachte Objekt nur gelegentlich bewegt wird.
Bei einem täglich mehrere Stunden genutzten Fahrzeug fällt die Akkulaufzeit daher wesentlich kürzer aus als bei einem Gegenstand, der über längere Zeit unbewegt an einem Ort liegt.
GPS-Tracker werden in unterschiedlichen Größen und Bauformen angeboten. Welche Ausführung geeignet ist, hängt vom Einsatzbereich, der verfügbaren Stromversorgung, der benötigten Betriebsdauer und dem gewünschten Funktionsumfang ab.
Mobile Tracker besitzen einen eingebauten Akku und können unabhängig von einer externen Stromversorgung eingesetzt werden.
Ihre Vorteile sind die einfache Inbetriebnahme und die flexible Platzierung. Der Tracker kann bei Bedarf zwischen verschiedenen Gegenständen, Maschinen oder Fahrzeugen gewechselt werden.
Die Betriebsdauer wird jedoch durch die Akkukapazität und die eingestellten Ortungsintervalle begrenzt.
Für Anwendungen, bei denen kleine Abmessungen wichtig sind, kommt beispielsweise ein kompakter Mini-GPS-Tracker infrage.
Bei besonders kleinen Trackern muss berücksichtigt werden, dass im Gehäuse weniger Platz für Akku und Antennen vorhanden ist. Eine möglichst geringe Baugröße und eine sehr lange Akkulaufzeit lassen sich deshalb nicht beliebig miteinander kombinieren.
Magnet-Tracker verfügen über ein magnetisches Gehäuse oder eine magnetische Halterung. Dadurch können sie an geeigneten Metallflächen befestigt werden, ohne dass eine feste Installation erforderlich ist.
Für Anwendungen, bei denen eine längere Betriebsdauer benötigt wird, stehen Ausführungen mit entsprechend leistungsfähigem Akku zur Verfügung. Ein Beispiel ist der GPS-Peilsender mit starkem Magnet und Power-Akku.
Bei der Platzierung muss darauf geachtet werden, dass der Tracker nicht vollständig von Metall umschlossen wird. Massive Metallflächen können sowohl den GPS- als auch den Mobilfunkempfang deutlich beeinträchtigen.
Das Gerät sollte außerdem sicher befestigt und vor Wasser, starker Hitze, Schmutz und mechanischer Belastung geschützt sein.
Fest angeschlossene GPS-Tracker werden dauerhaft mit dem Stromnetz eines Fahrzeugs oder einer Maschine verbunden.
Dadurch sind lange Betriebszeiten möglich, ohne dass der Hauptakku des Trackers regelmäßig aufgeladen werden muss.
Viele fest eingebaute Systeme verfügen zusätzlich über einen kleinen internen Notstromakku. Wird die externe Stromversorgung unterbrochen, kann der Tracker je nach Modell eine Warnmeldung senden und für eine begrenzte Zeit weiterarbeiten.
Für eine zuverlässige Installation müssen Stromversorgung, Absicherung und Antennenposition sorgfältig gewählt werden.
OBD-Tracker werden in die Diagnoseschnittstelle eines Fahrzeugs gesteckt. Sie erhalten darüber ihre Stromversorgung und sind meist ohne aufwendige Verkabelung einsatzbereit.
Die Position der OBD-Buchse ist jedoch von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich. Bei manchen Modellen ist der Tracker offen sichtbar und kann leicht entfernt werden.
Vor der Auswahl sollte deshalb geprüft werden, wo sich der Anschluss im jeweiligen Fahrzeug befindet und ob genügend Platz für das Gerät vorhanden ist.
Für Fahrräder und andere Zweiräder sind besonders kompakte Bauformen erforderlich. Der Tracker sollte möglichst geschützt angebracht werden und dennoch ausreichenden Satelliten- und Mobilfunkempfang erhalten.
Ein darauf ausgelegtes Beispiel ist der GPS-Tracker für Fahrrad und Bike.
Bei solchen Geräten sind neben den Abmessungen insbesondere die Stromversorgung, die Bewegungserkennung und die möglichen Alarmfunktionen von Bedeutung.
Die Position des Trackers beeinflusst die Empfangsqualität erheblich.
GPS-Signale erreichen den Empfänger aus Richtung Himmel. Wird das Gerät vollständig von Metall umschlossen, unter massiven Bauteilen montiert oder tief in einem abgeschirmten Bereich untergebracht, kann die Satellitenortung stark beeinträchtigt werden.
Auch die Mobilfunkantenne benötigt ausreichenden Empfang. Ein Montageort kann daher für GPS geeignet sein, gleichzeitig aber eine schlechte Mobilfunkverbindung bieten – oder umgekehrt.
Bei der Platzierung sollte deshalb auf mehrere Punkte geachtet werden:
Je nach System können bei der GPS-Ortung laufende Kosten entstehen.
Dazu können gehören:
Einige Anbieter liefern ihre Geräte mit integrierter SIM-Karte und einem festen monatlichen oder jährlichen Tarif. Andere Tracker können mit einer eigenen kompatiblen SIM-Karte betrieben werden.
Vor dem Kauf sollte deshalb geprüft werden, ob laufende Gebühren anfallen und welche Funktionen im jeweiligen Tarif enthalten sind.
Befindet sich der GPS-Tracker außerhalb eines unterstützten Mobilfunknetzes, kann er keine aktuellen Standortdaten an den Server senden.
Die GPS-Ortung selbst kann trotzdem weiterhin funktionieren, sofern ausreichender Satellitenempfang vorhanden ist.
Je nach Gerät gibt es dann unterschiedliche Möglichkeiten:
Während des Mobilfunkausfalls steht keine aktuelle Live-Anzeige zur Verfügung. In der App sollte deshalb immer auch der Zeitpunkt der letzten Positionsübertragung beachtet werden.
Eine Position auf der Karte ist nur dann aktuell, wenn der Tracker sie erfolgreich bestimmt und anschließend übertragen hat.
Fehlt der GPS- oder Mobilfunkempfang, kann in der App weiterhin die letzte bekannte Position angezeigt werden. Ohne Beachtung des Zeitstempels könnte dadurch der Eindruck entstehen, das Gerät befinde sich noch immer an diesem Ort.
Bei der Auswertung sollten daher immer mehrere Angaben berücksichtigt werden:
Vor dem Kauf sollte nicht allein auf die Gehäusegröße oder den Preis geachtet werden.
Wichtige Auswahlkriterien sind:
Ein technisch brauchbarer Tracker ist nur eingeschränkt hilfreich, wenn die zugehörige App unübersichtlich ist, der Serverdienst unzuverlässig arbeitet oder keine Unterstützung bei der Einrichtung angeboten wird.
Zur Bewertung gehört deshalb immer das gesamte System aus Tracker, Mobilfunkverbindung, Ortungsplattform, App, Stromversorgung und Kundensupport.
Viele Enttäuschungen entstehen durch falsche Erwartungen an die Technik.
Zu den häufigsten Missverständnissen gehören:
Eine realistische Einschätzung der technischen Möglichkeiten ist deshalb wesentlich hilfreicher als spektakuläre Werbeversprechen.
Ob kompakter Akku-Tracker, Magnet-Tracker, fest angeschlossenes Fahrzeuggerät, Fahrradtracker oder GPS-Datenlogger: Die geeignete Bauform hängt immer von der gewünschten Betriebsdauer, der Stromversorgung, dem Montageort und den benötigten Funktionen ab.
Für einen gelegentlich bewegten Gegenstand kann ein energiesparender Akku-Tracker geeignet sein. Bei einem regelmäßig genutzten Fahrzeug kann dagegen eine fest angeschlossene Stromversorgung sinnvoller sein. Für eine reine nachträgliche Streckenauswertung genügt möglicherweise bereits ein GPS-Datenlogger.
In der Kategorie GPS-Peilsender finden Sie unterschiedliche Ortungsgeräte und Bauformen. Bei Unsicherheit über die geeignete Ausführung unterstützt SecurityShop.ch bei der Auswahl eines technisch passenden Systems.
Ein GPS-Tracker bestimmt seine Position mithilfe der Signale mehrerer Navigationssatelliten. Damit der Nutzer den Standort auf einem Smartphone oder Computer sehen kann, müssen die Positionsdaten anschließend über eine separate Verbindung übertragen werden.
Bei den meisten Ortungssystemen geschieht dies über das Mobilfunknetz. Eine App oder ein Online-Portal ruft die empfangenen Daten vom Ortungsserver ab und stellt sie auf einer Karte dar.
Die Qualität eines GPS-Ortungssystems hängt deshalb nicht allein vom GPS-Empfänger ab. Ebenso wichtig sind Mobilfunkmodul, Antennen, Stromversorgung, Übertragungsintervalle, Software und Serverdienst.
Unter guten Bedingungen ermöglicht GPS eine präzise und zuverlässige Standortbestimmung. In Gebäuden, Tiefgaragen, Tunneln oder stark abgeschirmten Bereichen kann die Ortung jedoch deutlich eingeschränkt sein.
Wer diese technischen Zusammenhänge kennt, kann Leistungsangaben realistischer beurteilen und einen GPS-Tracker auswählen, dessen Bauform, Akkulaufzeit und Funktionsumfang zur vorgesehenen Aufgabe passen.
Notwendige Cookies sichern den Betrieb des Shops. Statistik und Marketing verwenden wir nur mit Ihrer Zustimmung.