Galaxy Watch & Co. erreichen dank Forschertrick cm-genaue Ortung

Smartwatches könnten bald präziser orten als viele Profigeräte. Eine neue Studie zeigt: Mit den richtigen Algorithmen lassen sich selbst handelsübliche Uhren bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen - ganz ohne Spezialhardware.

Smartwatches schlagen Profi-GPS: zentimetergenaue Ortung

Bislang war zentimetergenaue Ortung Spezialisten vorbehalten - Ingenieuren, Vermessern, Robotik-Forschern, dem Militär. Sie nutzten hochsensible GPS-Antennen, Referenzstationen und aufwendige Auswertesoftware. Fitnessuhren dagegen kamen bestenfalls auf ein bis zwei Meter Genauigkeit, was für Joggingrouten oder Höhenprofile genügte. Doch jetzt zeigen Forscher: Selbst eine handelsübliche Smartwatch kann die Grenze zur Präzisionsmessung überschreiten - wenn man sie richtig ausliest.

Das Team um Sanghyun Yoon von der Seoul National University hat untersucht, wie weit sich die in modernen Smartwatches verbauten GNSS-Chips tatsächlich ausreizen lassen. Im Zentrum steht ein Verfahren namens Real-Time Kinematic, kurz RTK. Es nutzt nicht nur die Ankunftszeit der Satellitensignale, sondern auch deren Phasenlage - winzige Schwingungsunterschiede, die Rückschlüsse auf den Abstand im Zentimeterbereich erlauben. Damit das funktioniert, wird das Gerät mit einer bekannten Referenzposition abgeglichen: Aus der Differenz beider Messungen lässt sich der Fehler präzise herausrechnen.


In der Praxis war diese Technik bisher teuer und empfindlich. Sie verlangte spezielle Antennen, stabile Funkverbindungen und Mehrfrequenzempfänger. Die Forscher setzten dagegen laut der Studie auf handelsübliche Hardware: eine Pixel Watch 1, eine Galaxy Watch 6 und ein Pixel 5-Smartphone. Alle Geräte arbeiteten nur mit den üblichen L1-Signalen von GPS, Galileo, BeiDou und QZSS - also mit exakt dem, was heute auch in Consumer-Geräten steckt. Die Rohdaten wurden sekundengenau aufgezeichnet und mit einer modifizierten Auswertesoftware in das RTK-Verfahren eingespeist.

Wir konnten erstmals zeigen, dass eines der getesteten Smartwatch-Modelle mithilfe seiner internen Antenne eine RTK-Positionsbestimmung im Zentimeterbereich erreicht

Das Ergebnis überrascht selbst Fachleute: In Laborszenarien mit freier Sicht und externer Antenne erreichten die Geräte Fix-Raten von nahezu 100 Prozent - also stabile Zentimetergenauigkeit bei fast jeder Messung. Sogar mit der internen Antenne der Galaxy Watch 6 gelang das zu 99,3 Prozent, während die Pixel Watch 1 bei rund 82 Prozent lag. Nur wenige Jahre zuvor galt das als unmöglich: Zu schwache Antennen, zu verrauschte Signale, zu wenig Rechenleistung.

Technisch gesehen ist der Unterschied gewaltig. Normale GPS-Messungen liefern nur die sogenannte Pseudorange, also grobe Laufzeitdaten. RTK dagegen arbeitet dank "double differencing" anders: Es vergleicht die Phaseninformationen mehrerer Satelliten zwischen zwei Empfängern, eliminiert systematische Fehler und testet so lange mögliche Kombinationen, bis diese zu allen Signalen gleichzeitig passen. Der Rechenaufwand ist beträchtlich, doch moderne Chipsätze schaffen das längst in Echtzeit.

Neues Ortungs-Kapitel

Damit öffnet sich ein neues Kapitel für Ortung im Alltag. Wenn Smartwatches tatsächlich präzise genug werden, ließen sich Bewegungen von Läufern oder Radfahrern millimetergenau erfassen, Drohnen exakt in Formation fliegen oder Augmented-Reality-Anwendungen punktgenau verankern.

Die Studie von Yoon und Kollegen, erschienen in GPS Solutions (2025), versteht sich als Machbarkeitsnachweis. Sie zeigt, was möglich ist, wenn man vorhandene Chips richtig ausliest - und deutet an, was bald Standard werden könnte. Denn die Grenze zwischen Profitechnik und Alltagsgerät verschiebt sich rasch. Was einst auf Vermessungsstative gehörte, trägt man möglicherweise bald am Handgelenk.


Siehe auch: