Ende November versammelte sich eine Gruppe Feuerwehrleute am Münchner Flughafen - und legte Fußfesseln an. Die kleinen Geräte des deutschen Forschungsprojekts Indoor enthalten Dreh- und Beschleunigungssensoren, die jede Bewegung des Fußes messen. Die berechneten Positionsdaten kombinierten die Wissenschaftler mit einem dreidimensionalen Modell des Gebäudes, in dem der Praxistest stattfand. Auf einem tragbaren Monitor sahen die Feuerwehrleute, wo sie sich befanden. "Die Abweichung von der tatsächlichen Position beträgt nach zehn Minuten etwa ein bis zwei Meter", sagt Wolfgang Bär vom Navigationsspezialisten Ifen aus München, der das Projekt geleitet hat. Da das System die Position der Retter auch an die Zentrale schickte, wusste der Einsatzleiter jederzeit, wo seine Leute waren.

Rettungseinsätze sind nur eine von vielen Anwendungen für die Positionsbestimmung in Gebäuden. Hier versagt die Satellitennavigation, die uns draußen den Weg weist: Dächer und Wände blockieren die Signale oder werfen sie zurück. Firmen und Forscher arbeiten daher an Methoden, die uns auch drinnen sicher ans Ziel bringen. Google integriert seit November Gebäudepläne in den Kartendienst Maps - eine genaue Ortung ist jedoch noch nicht möglich. Nokia, Sony und Samsung haben im August gemeinsam mit anderen Firmen eine Allianz gegründet, die technische Standards für die Positionsbestimmung in Gebäuden entwickelt.

Präzise oder preiswert

Die Ansätze sind so vielfältig wie die Anwendungen. Es gibt besonders präzise Funksysteme, die auf eigene Sender und Empfänger angewiesen sind. So etwas lohnt sich etwa für Firmen, die autonome Fahrzeuge in großen Warenlagern zentimetergenau steuern wollen. Das amerikanische Militär schloss jüngst einen Vertrag mit der US-Firma Locata, deren System in Tests auf 18 Zentimeter genau arbeitete - gemessen wurde jedoch in der Wüste.

Für den Einsatz in Flughäfen, Bahnhöfen und Einkaufszentren ist solch militärische Präzision nicht nötig. Hier sind die Betreiber vielmehr daran interessiert, Aufwand und Kosten so gering wie möglich zu halten. Für sie ist es günstiger, bereits vorhandene Signale zu nutzen - vorzugsweise die von WLAN-Routern, die den drahtlosen Zugang zum Internet ermöglichen. Besucher können sie über ihr Smartphone empfangen.

Um die Indoor-Ortung zu ermöglichen, muss der Gebäudebesitzer zuerst eine Karte erstellen, auf der festgehalten ist, wo das Handy Signale von welchen Routern empfängt und in welcher Stärke. Fingerprinting heißt dieses Verfahren. Trotzdem erlaubt WLAN die Ortung nur auf wenige Meter genau. Ein weiterer Nachteil: Fällt ein Router aus oder wird er umgestellt, stimmen die Messungen nicht mehr. "In geringem Maß stören auch Menschenmengen die Signale", sagt Michael Balszun, Ingenieur an der Technischen Universität München. Schlechte Voraussetzungen für einen Bummel im Einkaufszentrum.

Um diese Schwächen auszubügeln, sind ergänzende Verfahren nötig. Dirk Elias, Direktor des Fraunhofer Research Center for Assistive Information and Communication Solutions (AICOS) in Portugal, hat gemeinsam mit der Universität Porto ein System entwickelt, das über künstliche Magnetfelder funktioniert. Die Technik basiert auf Induktionsspulen und erlaubt, die Positionsbestimmung über WLAN zu verfeinern. "WLAN eignet sich gut, um etwa am Flughafen das Gate zu finden. Aber ob Sie links oder rechts von einer Rigipswand stehen, können Sie so nicht feststellen", sagt Elias.

Hier kommen die Spulen ins Spiel. Sie werden an Wände und Decken geklebt oder im Boden versenkt. Fließt Strom hindurch, entsteht ein schwaches Magnetfeld, das der Kompass im Smartphone misst. Wird der Stromfluss entsprechend moduliert, lässt sich ein Identifikationsmerkmal übermitteln, das den genauen Standort verrät. Derzeit sucht Elias Partner aus der Industrie.

Mit seiner Entwicklung hat er vergangenen Herbst den Wettbewerb European Satellite Navigation Competition gewonnen, der unter anderem von der Europäischen Raumfahrtagentur Esa und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gesponsert wird. Doch auch hier müssten die Gebäudeeigner in spezielle Infrastruktur investieren. "Meist setzt sich letztendlich ein De-facto-Standard durch, der von vielen leicht und schnell adaptiert werden kann", sagt Christof Hellmis, der bei Nokia das Geschäft mit Karten und ortsbezogenen Diensten leitet. Die meisten Ansätze kombinieren daher WLAN-Ortung mit Daten aus Neigungs- und Beschleunigungssensoren, die in fast jedem Smartphone stecken.

Wegweiser im Laden

So präzise wie die Fußfessel aus dem Indoor-Projekt arbeiten sie aber nicht. Das liegt zum einen daran, dass sie deutlich preiswerter sind. Zum anderen sind Schritte schwieriger zu zählen, wenn das Smartphone in der Hand oder in der Hosentasche getragen wird. Überdies fehlt - anders als bei Sensoren am Knöchel - die Ruhephase, in der der Beschleunigungssensor neu justiert wird. So weicht die gemessene Position oft schon nach wenigen Minuten viele Meter vom Standort ab - bei einem Rettungseinsatz ein Debakel. Fällt der Strom aus, gibt es nämlich keine Funksignale, die den Fehler ausbügeln können. Für den Alltag ist die Kombination aus WLAN und Sensoren hingegen vielversprechend. Das US-Start-up PointInside etwa entwickelt so Apps für Supermärkte, die den Kunden zum richtigen Regal lotsen.

Es werde noch einige Jahre dauern, bis Indoor-Navigation flächendeckend verfügbar sei, sagt Hellmis. Im ersten Schritt gehe es darum, Karten zu sammeln und aufzubereiten. Nokia bietet derzeit Pläne von 6500, Google von mehr als 10 000 Orten weltweit. Beide werben bei Gebäudebesitzern kräftig um Mithilfe. Schon bald könnte also die Zeit kommen, da wir uns nie mehr verirren.

Nora Schlüter