Eine Ortsbestimmung, auch Lokalisierung oder LokalisationLokalisation in Duden.online. genannt, ist allgemein die Zuordnung zu einer bestimmten räumlichen Stelle. Die Ermittlung des Ortes in Bezug zu einem definierten Fixpunkt heißt auch Verortung; die Feststellung von Koordinaten eines Bezugssystems wird Positionsbestimmung genannt. Wird nicht der eigene Standort bestimmt, sondern die Position eines fernen Objekts, so spricht man von Ortung. Dagegen heißt die bloße Feststellung der Anwesenheit eines Objekts Detektion („Entdeckung“).

Bei der Bestimmung von Orten auf der Erde wird üblicherweise die Position durch geographische Koordinaten angegeben, die sich auf die kugelförmige Erdfigur beziehen. Bei der astronomischen Ortsbestimmung wird hierfür die Lotrichtung in Bezug auf die Himmelskugel bestimmt. Bei der satellitengestützten Ortsbestimmung werden die Signale mehrerer Erdsatelliten empfangen und (für Echtzeitanwendungen standardisiert)Nach ISO 19762-5, vergleiche Information technology -- Automatic identification and data capture (AIDC) techniques -- Harmonized vocabulary -- Part 5: Locating systems. miteinander verglichen. Ein derartiges globales Navigationssatellitensystem ist das vielgenutzte Global Positioning System (GPS); durch miniaturisierte Empfänger ist dessen Nutzung auch in Smartphones und Tabletcomputern möglich.

Elektronische Systeme zur Ortsbestimmung können auch im Innern von Gebäuden eingesetzt werden; wegen der Mehrwegeausbreitung infolge reflektierender Flächen sind hierbei messverfahrenstechnische Besonderheiten zu beachten.

Geometrie Die mathematischen Verfahren der Ortsbestimmung sind durch die euklidische Geometrie der ebenen Dreiecke (Trigonometrie) und der Kugeldreiecke (Sphärische Trigonometrie) definiert. Zur Ortsbestimmung bestehen folgende mathematische Tatsachen: Ebene Dreiecke werden durch drei Größen, davon mindestens eine Länge, eindeutig bestimmt. Kugeldreiecke werden durch vier Größen, davon mindestens eine Länge, eindeutig bestimmt. Orte auf der Ebene werden durch zwei Größen und eine Bezugsgröße sowie eine Orientierungsgröße (Drehwinkel) bestimmt. Orte im Raum werden durch drei Größen und eine Bezugsgröße sowie eine Orientierung bestimmt. Orte auf der Kugeloberfläche werden durch zwei Größen und eine Bezugsgröße sowie eine Orientierung bestimmt. Orte im Kugelvolumen werden durch drei Größen und eine Bezugsgröße sowie eine Orientierung bestimmt.

Die (nicht eindeutige) Bestimmung eines Ortes durch eine Linie, die durch diesen Ort geht und die sich auf eine weitere Linie, die Standlinie, bezieht, nennt man Peilung. Für die eindeutige Bestimmung eines Ortes durch Peilungen benötigt man außer der in Richtung und zwei Punkten bekannten Standlinie und der Orientierung gegenüber dieser Standlinie genau zwei Peilungen. Mehr als zwei Peilungen können die Genauigkeit verbessern.

Die (nicht eindeutige) Bestimmung eines Ortes durch eine Linie, die durch diesen Ort geht und die eine Metrik für den Abstand einschließt, nennt man Entfernung. Für die eindeutige Bestimmung eines Ortes durch Entfernungen benötigt man außer der in Richtung und zwei Punkten bekannten Standlinie und der Orientierung gegenüber dieser Standlinie genau zwei Entfernungen. Mehr als zwei Entfernungen können die Genauigkeit verbessern.

Ort und Lage (Orientierung) In räumlichen Bezugssystemen ist zwischen Ort (der Position im Raum) und der Lage (Orientierung im Raum) zu unterscheiden. Ein Körper kann seine Raumlage durch Verdrehung ändern, ohne seinen Ort zu ändern, und umgekehrt. Das Bezugssystem erfasst beide Aspekte, sodass die vollständige räumliche Angabe eines Objekts seinen Ort und seine Orientierung erfordert.

Wird die Ortsangabe eines Objekts um seine Bewegung erweitert, sind auch die Zeiten anzugeben, zu denen die Orts- und Lagedaten gelten.

Die Verwendung der Begriffe Ort (Position durch Angabe der Koordinaten und ihrer Metrik) sowie Lage (Orientierung der Koordinaten und Lagewinkel im Raum) ist vielfach unscharf, ebenso wie bei Beschreibungen der Einmessung. So erfasst eine Peilung nicht den Ort, sondern lediglich eine Richtung (bzw. einen Winkel) zum angepeilten Ort. Eine Entfernungsmessung erfasst nicht die Lage des Objekts relativ zum Bezugspunkt, sondern nur die Strecke bis zu diesem Ort.

Die terrestrische Navigation misst für Ortsbestimmungen überwiegend nur Positionen in einem Bezugssystem, die Inertialnavigation hingegen nur die Bewegung. Die erforderlichen Integrationskonstanten zur Bestimmung von Ort und Lage können aus gemessenen Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten inertial nicht direkt ermittelt werden. Dazu benötigt man weitere Instrumente wie nordsuchende Kreisel oder hilfsweise Magnetkompass und Odometer oder auch die Ermittlung des zurückgelegten Weges aus dem Integral punktuell gemessener Geschwindigkeiten über die einzelnen gemessenen Zeiten.Method to Generate Self-Organizing Processes in Autonomous Mechanisms and Organisms. (PDF; 1,9 MB).

Die Bestimmung eines Ortes nennt man Ortsbestimmung oder Positionsbestimmung. Die Bestimmung des Ortes eines Objekts nennt man Ortung oder Lokalisierung. Die Änderung eines Objekts im Ort nennt man Verschiebung oder Translation. Die Änderung eines Objekts in der Raumlage nennt man Drehung oder Rotation. Die Änderung eines Objekts in Ort und Raumlage nennt man korrekt Positionierung. Die Bestimmung der Bewegung eines Objekts durch mehrere Orte nennt man Spur. Die Bestätigung eines vermuteten Ortes durch einen weiteren Messpunkt mittels Peilung heißt bestätigter Ort.

Eigenortsbestimmung und Fremdortung Um den Begriff Ortsbestimmung zu präzisieren, bezeichnet man die Bestimmung der Lage (Ort) oder Bahn (Spur) eines Objektes oder eines von einem Objekt ausgehenden Signals als Fremdortung, die Bestimmung des eigenen Ortes als Eigenortsbestimmung. Sie legt den Standort beispielsweise als Schnittpunkt der Standlinien fest.

Jede Ortsbestimmung wird mittels Koordinaten in einem Koordinatensystem bezeichnet oder mit anderen Beschreibungsmitteln gegenüber der Umgebung herausgehoben.

Methoden der Ortsbestimmung Die Methoden der Ortsbestimmung sind so vielfältig wie die Fachgebiete, die sie benötigen. Die Reichweite geht vom Nanobereich (Physik) über einige Zentimeter (Kartometrie), 100 km (Navigation), 30.000 km (GPS) bis zu vielen Lichtjahren in der Astronomie. Die Messmethoden sind vor allem Ermittlung von Entfernungen, Winkel, Richtungen, Höhen und Laufzeiten. Die Koordinaten sind 1D (wie im Schienenverkehr oder bei der Odometrie), 2D (polar, geografisch), 3D (räumlich), bei Zeitreihen auch 4D. Die resultierende Position kann relativ sein oder absolut.

Geodätische Ortsbestimmung

Die Ortsbestimmung im technischen Sinn der Geodäsie bedeutet die Einmessung der Position einzelner Vermessungspunkte und des Verlaufs von Grenzlinien oder Schichtlinien auf der Erdoberfläche. Als globale Rechenfläche dient das Erdellipsoid, für lokale Aufgaben ein ebenes (2D-)Koordinatensystem. Die Punktbestimmung erfolgt überwiegend durch Entfernungs- und Winkelmessung, vereinzelt auch durch spezielle Standlinien. Dementsprechend wird durch mindestens Distanzen die Eindeutigkeit von Vermessungen weiterer Punkte in einem Raum der Dimension bestimmt. Zusätzliche Messungen verbessern die numerische Genauigkeit.

Koordinatensysteme Bekannte Koordinatensysteme für Ortsdarstellungen lassen sich ineinander überführen. Vorherige Vereinfachungen bei Projektionen oder Idealisierungen liefern Fehler bei solchen Transformationen.

Planare Koordinaten (2D) Üblich ist die Verwendung von planaren mathematischen Koordinatensystemen mit einheitlichem Bezugspunkt: Kartesische Koordinaten für ebene Flächen und abgeleitete, meist verschobene, Gitternetze Ebene Kugelkoordinaten für die Erdoberfläche und abgeleitete, auch projizierte Gitternetze Für einen Punkt in einem zweidimensionalen () Koordinatennetz werden mindestens drei () Bestimmungsgleichungen benötigt.

Kubische Koordinaten (3D) Eine vollständige Beschreibung eines Punktes im Raum wird durch eine dreidimensionale Koordinatenangabe mit einem Radius (oder der Höhe), der Breite (Latitude) und der Länge (Longitude) erreicht. Für einen Punkt in einem dreidimensionalen () Koordinatennetz werden mindestens vier () Bestimmungsgleichungen benötigt.

Nicht üblich ist die technische Verwendung planarer Koordinatensysteme auf unregelmäßig gekrümmten Flächen. Dann wird zur Vereinfachung eine Approximation für eine Ebene oder Kugel verwendet.

Dreidimensionale Ortsangabe

in einem (räumlichen) Koordinatensystem bezüglich eines Nullpunktes (Maschinenraum) im dreidimensionalen Koordinatensystem bezüglich des Erdzentrums (Satellitengeodäsie) Dasselbe für Himmelskörper im Sonnensystem (Himmelsmechanik, Astronomie)

Polarkoordinaten

Richtung und Entfernung von einem Vermessungspunkt, einer Kirche usw. Kurs und Distanz vom/zum nächsten Hafen Polarer Abstand gibt lediglich die Distanz zum Bezugspunkt an, weist aber keine Richtung aus. Peilungen geben zwei Richtungen an, aber keine Distanz. Die wird über den Basisabstand der Bezugspunkte ermittelt.

Geografische, natürliche Koordinaten

Geographische Breite und Länge, bezogen auf das System einer Landesvermessung („geodätisches Datum“ und Referenzellipsoid) Dasselbe in einem globalen System (bezüglich des mittleren Erdellipsoids), WGS84 oder ITRF Astronomische Breite und Länge (Astrogeodäsie: Messung der Richtung des natürlichen Lotes, d. h. bezüglich des Geoids)

Mentale Festlegung Eine mentale Orientierung erfolgt andauernd – unbewusst, intuitiv oder ausdrücklich, ob zu Fuß oder in einem Fahrzeug. Position bezüglich eines bekannten Objektes, wie „3 Meter rechts vom Eingangstor“ Lage bezüglich eines bekannten Objektes, wie „dem Eingangstor zugewandt“ Position in einem Raster (geometrisch oder mental), wie „an der 3. Kreuzung links, 4. Haus rechts“ Position im Raum, wie „100 Meter oberhalb (hangaufwärts) der Berghütte“ Lage im Raum, wie „auf dem Rücken liegend, Kopf hangaufwärts, Füße zur Berghütte weisend“ Lage gegenüber der Sonne (z. B. „Sonne im Rücken“) Bewegung neben einem Nachbarn (gleichauf) Zeitlich, wie „10 Minuten zum Strand“

Wichtige Messmethoden der Ortsbestimmung Aus dem Vorstehenden ergibt sich von selbst die Art der in Frage kommenden Messungen.

Ortsangabe in relativen Koordinaten Relative Koordinaten werden auf eingegrenzten Flächen und in Räumen verwendet. Dort werden ein oder mehrere Bezugspunkte willkürlich gewählt. Einzelne bekannte Punkte, Linien, Flächen oder Räume beschreiben auch ohne exakte Koordinatenangabe ein Bezugssystem.

Ortsbestimmung mit Indexpunkten In der Transportlogistik ist es häufig hinreichend, eine Passage an einem Ort vorbei zu registrieren. Dann ist die Identität des Objekts zusammen mit der Zeitinformation der Passage ein Gültigkeitsdatum zu der bereits bekannten Ortsinformation des Indexpunkts. Das gilt entsprechend für das Überqueren von Linien, für das Befahren einer Fläche oder für den Aufenthalt in einem Raum.

Standlinien als Bezugssystem und Messverfahren In den meisten Systemen werden mehrere Messverfahren benutzt und deren Ergebnisse kombiniert. Die folgenden Nennungen beschreiben allein keine vollständigen Messverfahren.

Durch Geradenschnitt (Kreuzpeilung, Schnitt zweier Baulinien oder Grenzen, Alignement) Rückwärtsschnitt Vorwärtsschnitt Durch Schnitt zweier Kreise (Bogenschnitt, Höhenwinkelmessung, örtliche Einmessung durch zwei oder mehr Sperrmaße) Durch Kombination von Gerade und Kreis (mit und ohne Höhendifferenz), Flughafen-Radar Im Hyperbelverfahren (Funknavigation, beispielsweise LORAN-C oder zwei Laufzeitmessungen) Als Kugelschnitt oder Hyperboloide (GPS und DGPS)

Entfernungs-, Winkel- und Höhenmessung