Paikannuksen ohjelmistotekniikka

Vaatii paljon resursseja sovittaa sisältöpalvelut erikseen jokaiselle päätelaitteelle. Onneksi teollisuus pyrkii helpottamaan ohjelmistokehittäjien työtä käyttämällä paljon yhteisiä standardeja. Henkilökohtaisen navigoinnin palveluarkkitehtuuri seuraakin yleistä mobiilipalvelujen arkkitehtuurikehitystä, jonka perusta on yhtäältä matkapuhelinverkkojen standardoinnissa ja toisaalta sisältö- ja sovelluspalvelujen standardoinnissa. Esimerkiksi paikanvälityksessä käytetään yleensä alunperin vuonna 1983 kehitettyä NMEA-0183 standardin mukaista paikkatietoa.

Eri laitteet esittävät sisällön eri tavoilla. Esimerkiksi matkapuhelimen näyttöruutu voi olla parin senttimetrin levyinen ja käyttää esitysmuotonaan WML-standardia ja digiTV:n näyttö voi olla metrin levyinen ja käyttää esitysmuotonaan XHTML-standardia. Yhteistä lähes kaikkien uusien laitteiden esitysmuodoille on kuitenkin, että ne on kehitetty XML-standardin pohjalta. Tämän ansiosta aluksi XML-muotoon koodattu informaatio voidaan suhteellisen helposti muuttaa eri laitteille sopivaksi. Lisäksi XML-pohjaiset palvelurajapinnat helpottavat paikannuspalvelujen tarjoamista Web Services -palveluina.

XML kehitettiin 90-luvun puolivälissä monimutkaisemman SGML-standardin pohjalta, joka puolestaan on kehitetty jo 70-luvulla. Lyhenne XML tulee sanoista Extensible Markup Language, eli laajennettava merkkauskieli. Laajennettava viittaa siihen, että XML:ää voidaan käyttää muiden merkkauskielten pohjana. XML- pohjaisia standardeja onkin kehitetty paljon.

XML-pohjaisia standardeja voidaan käyttää hyviin moniin eri tarkoituksiin. Tavallisin niistä lienee julkaiseminen, johon XML tuo suuria etuja. XML:ssä tiedoille annetaan nimiä, joiden avulla tietoja voidaan tehokkaasti hakea. XML:llä tehdyt dokumentit ovat lisäksi määrämuotoisia ja yksinkertaisia, ja siksi helppoja muuttaa eri muotoisiksi eri päätelaitteita varten. Tämä helpottaa myös dokumenttien arkistointia. Määrämuotoisia dokumentteja pystytään tulevaisuudessa lukemaan helposti, vaikka ohjelmistot muuttuvatkin.

Uusia SGML- pohjaisia standardeja kehittävät kymmenien suurien yritysten muodostamat yhteistyöorganisaatiot, kuten W3C ja OASIS. W3C on kehittänyt web-standardeja jo toistakymmentä vuotta, ja sen aikaansaannoksena voi mainita esimerkiksi äärimmäisen laajalle yleistyneen HTML-standardin. Tosin HTML:n idean kehitti Tim Berners-Lee jo 90-luvun alussa.

HTML on ollut internetin menestystarina ja sillä esitetään tällä hetkellä ylivoimaisesti suurin osa sen sisällöstä. XHTML on HTML:n uusin versio. XHTML on hyvä valinta verkkosisällön esittämiseen, koska sen kehityksessä on otettu huomioon XML -yhteensopivuus. Mutta juuri siksi sen yleistyminen ei ole ollut nopeaa, koska sillä on XML:n tavoin tiukat muotovaatimukset. Perinteisen HTML:n koodaaminen on vaivattomampaa, koska selaimet antavat anteeksi pienet virheet koodissa. Uusien päätelaitteiden esitysstandardiksi valitaan kuitenkin usein XHTML. Esimerkiksi Nokian uusimmat matkapuhelinmallit käyttävät XHTML:ää. Edellä mainituista syistä uusien verkkopalvelujen ulkoasun esitysmuodoksi kannattaa valita XML.

Internet sivut voivat olla rakennettuja yksitasoisesti tiedostoittain, jolloin samassa dokumentissa on itse tieto, tiedon rakenne ja tiedon ulkoasu. Kaksitasoisissa web-dokumenteissa tieto tulee dokumentin ulkopuolelta muodostaen selaimelle lähetettävän dokumentin. Näiden yksi- ja kaksi- tasoisten tiedon esittämistapojen rinnalle on tullut viime vuosina kolmitasoinen XML-pohjainen rakenne, jossa tieto, tiedon rakenne ja tiedon esitystapa ovat jaoteltuja toisistaan riippumattomiksi kerroksiksi. Siinä tieto sijaitsee yleensä joko XML-tiedostoissa tai tietokannassa. Tiedon rakenne määritetään yleensä DTD- tai Schema- dokumenteilla ja tiedon ulkonäkö laaditaan tavallisesti CSS- tai XSL-tiedostoilla. Kolmitasoinen rakenne mahdollistaa jokaisen tason käsittelemisen ja siirtämisen erikseen, jolloin eri tasojen asiantuntijat voivat keskittyä paremmin omaan osaamiseensa. Lisäksi loppukäyttäjille voidaan tehdä erilaisia versioita samasta tiedosta. Tiedon eri tasojen eriyttäminen auttaa myös tiedon etsinnässä ja arkistoinnissa.

Tärkein sijaintitiedon välitykseen määritelty protokolla on XML-pohjainen MLP (Mobile Location Protocol), joka on LIF:n (Location Interoperability Forum) määrittelemä välitysprotokolla verkkopaikannuspalvelun ja paikannukseen perustuvien palvelujen väliseen rajapintaan. MPTP (Mobile Telematic Transfer Protocol) on Benefonin määrittelemä SMS-pohjainen välitystapa päätelaitteiden välille ja palvelukeskuksiin.

MPTP:ssä on kyse oman paikkatiedon lähettämisestä tekstiviestinä toiseen laitteeseen, joka ymmärtää MPTP-protokollan mukaan koodatun sanoman. Toisaalta viesti on sen verran yksinkertainen, että siitä saa ihminenkin selvän. Viesti sisältää lähettävästä kännykästä sen mm. sijainnin, nopeuden ja akun lataustason lisäksi viestiosan, joka voi sitten olla melkein mitä vain, joko selväkielinen viesti, tai koneiden ymmärtämää koodikieltä. MPTP:n avulla sijainti-, seuranta- ja reittitietoja voidaan lähettää tekstiviesteinä palvelukeskusten ja MPTP-protokollaa käyttävien päätelaitteiden välillä.

Paikkatietojärjestelmien yhteentoimivuutta edistävä teollisuuskonsortio OGC (Open Gis Consortium) kehittää kartta- ja paikkatietopalvelujen rajapintoja. Konsortio on julkaissut web-karttapalvelujen rajapintamäärityksen (WMS, Web Map Service) sekä kehittänyt XML-pohjaisen GML-esitystapakielen (Geography Markup Language) paikkatiedon välittämiseen järjestelmien välillä ja laatinut paikannukseen perustuvia rajapintoja OpenLS-hankkeessa. XML-kieliopin mukaisen kuvausmäärittelyn avulla paikkatieto voidaan muuntaa SVG-muotoiseksi graafiseksi karttaesitykseksi. Paikkatietopalvelimen rajapinnaksi on määritelty WFS (Web Feature Service), joka tukee sovellusten tiedonhakua ja kyselyjä.

Liikenteen telemaattisiin palveluihin liittyvää standardointityötä tehdään monissa Euroopan standardointiliiton (CEN) teknisissä komiteoissa samoin kuin ISO:n komiteoissa. Aiheita ovat mm. tietullien keruu, informaatiopalvelut kuljettajille, ajoneuvonavigoinnin tietosisällöt ja ergonomiakysymykset. Liikenne- ja viestintäministeriöllä on erityinen liikenteen telematiikan kehittämisohjelma FITS (Finnish ITS), joka seuraa standardointia ja kehittää alan arkkitehtuuria. Ajoneuvonavigointia varten on laadittu karttasisällön määrittelevä GDF-standardi (Geographic Data File), joka on virallinen CEN:n ja ISO:n standardi. Se määrittelee miten tie- ja katuverkko, sen topologia ja verkkoon liittyvät muut kohteet kuvataan, jotta tietoaineistoa voidaan käyttää reitinvalinnassa ja opastuksessa erilaisin kriteerein. Standardi sisältää kohteiden koodauksen, mutta myös aineistolle asetettavat laatuvaatimukset.

Matkapuhelimissa on yleistynyt J2ME (Java 2 Micro Edition) kielen MIDP-profiili (Mobile Information Device Profile), jonka uusin versio tällä hetkellä on 2.0. Ensimmäiset MIDP 2.0:aa tukevat matkapuhelimet tulivat markkinoille vuoden 2003 loppupuolella. MIDP 2.0 -versioon sisältyy location API (JSR 179), jonka ansiosta paikannuspalvelujen tekeminen matkapuhelimeen helpottuu huomattavasti.

Paikkatietopalvelut tarvitsevat usein suuria tietokantoja taaksensa. Mutkikkaat sovellukset kuten kartta- ja kuvatieto vaativat uudenlaisia tietokantaratkaisuja. Oliotietokannat, hajautetut tietokannat ja monitietokannat ovat uusia ratkaisuja näihin uusiin haasteisiin. Hajautetut tietokannat ovat oliotietokantojen myötä tulleet mahdollisiksi ja taloudellisesti järkeväksi vaihtoehdoksi, sillä oliotietokannat tarjoavat relaatiotietokantoja helpomman hajautuksen.