Die GNSS-Alternative Die Vorzüge von Galileo

Globale Navigationssysteme könnten zu den taktischen Waffen unserer Zeit werden. Damit Hersteller von Geräten mit Positionsbestimmung im Fall der Fälle handeln können, ist ein Over-the-Air-Zugriff entscheidend.

Ein Schwarm Satelliten umkreist die Erde, damit wir unseren Standort möglichst genau bestimmen können – und ihre Anzahl steigt stetig. Denn der Wettbewerb bei den globalen Satellitennavigationssystemen ist enorm: Neben dem US-System GPS gibt es das russische Glonass und das chinesische Beidou, das seit Dezember 2018 einen globalen Dienst anbietet.

GPS, Glonass und Beidou sind jedoch keine zivilen Systeme. Um bei größeren Interessenskonflikten auf ein unabhängiges, ziviles Navigationssystem zurückgreifen zu können, hat die EU ein eigenes Satellitennavigationssystem entwickelt: Galileo ist für die Allgemeinheit seit dem 15. Dezember 2016 zugänglich. Und auch wenn es erst Ende 2019 komplett fertiggestellt sein soll – dann werden alle Galileo-Satelliten in ihrer Umlaufbahn sein – nutzen heute schon rund 700 Millionen Geräte das europäische GNSS (Global Navigation Satellite System).

Hilfreiche Ergänzung statt GPS-Ersatz

In engen Bergtälern oder in Häuserschluchten ist die Positionsbestimmung, für die mehrere Satelliten notwendig sind, schwierig. Denn für die Empfänger sind nur wenige Satelliten „sichtbar“. Gerade hier ergibt sich ein großer Vorteil durch die Nutzung möglichst vieler Systeme im Parallelbetrieb. Durch Hinzunahme der 22 Galileo-Satelliten erhöht sich die Anzahl aller zur Verfügung stehenden Signalquellen auf 46, aus denen die besten zur aktuellen Positionsbestimmung ausgewählt werden können.

»Auch für sich selbst betrachtet besitzt das Galileo-System eine höhere Messgenauigkeit als seine Konkurrenz«, ergänzt Bernd Hantsche, Director Product Marketing Embedded & Wireless bei Rutronik. Unabhängige Messungen zeigen für Galileo einen Positionsfehler, der etwa bei einem Meter liegt. Bei GPS und Co. sind es fünf Meter oder sogar mehr.

GNSS sicher betreiben

GPS, Glonass und Beidou arbeiten unverschlüsselt. Das vereinfacht zwar den Empfang, bedeutet aber auch, dass man die Signale ohne großen Aufwand simulieren kann. Würde beispielsweise ein Fake-Sender aufgestellt, wäre es für den Empfänger unmöglich zu erkennen, dass das Signal zur Positionsberechnung nicht vom richtigen Satelliten kommt.

»So verbreitete Fehlinformationen wären beim klassischen Navi hauptsächlich ärgerlich. Beim autonomen Fahren – oder auch beim Ausbringen von Giftstoffen auf den Äckern – wäre es ein richtiges Problem. Um das zu verhindern, ist zwingend ein Logikabgleich mit Radarsensoren und Videoanalyse nötig«, mahnt Bernd Hantsche. Galileo ist das einzige GNSS, welches für seine Signale eine Authentifizierung zulässt und somit einem Angriff vorbeugen kann. »Wir wollen auf Gefahren und mögliche Szenarien aufmerksam machen und Wege zur Katastrophenvermeidung aufzeigen«, ergänzt Bernd Hantsche, der bereits seit 2005 Rutronik-Kunden bei der Auswahl des individuellen GPS-Empfängers und GSM-Modems beratend zur Seite steht.

Moderne GNSS-Empfänger können oftmals die Daten der verschiedenen Systeme gleichzeitig verarbeiten. »Das Telit SE868-V3 kann beispielsweise alle Signale sämtlicher Systeme empfangen. In der Voreinstellung werden immer alle GNSS-Signale empfangen und darunter die am besten verwertbaren für den aktuellen Fix verwendet«, erklärt Bernd Hantsche.

Aus verschiedenen Gründen – beispielsweise bei technischen Störungen, einer Attacke der Systeme oder im Kriegsfall – sollten die Hersteller von Geräten mit integrierten GNSS-Empfängern jederzeit die Kontrolle über diese behalten. Denn: »So lassen sich Empfänger, selbst wenn es nur Rasenmähroboter sind, auch noch Jahre nach dem Verkauf so umprogrammieren, dass beispielweise nur noch Galileo verwendet wird oder alle Systeme außer dem amerikanischen GPS oder nur noch Glonass und Beidou – je nachdem, was einmal relevant werden wird«, führt Hantsche aus.