Satellitennavigation: GPS unter Beschuss
Störsender, kaum größer als ein Mobiltelefon und für unter 100 US-Dollar im Netz zu haben, gefährden weltweit die Navigation: ob auf Schifffahrts- und Flugrouten oder in Konfliktgebieten.
Was lange vor allem ein Problem entlang der Front im Ukrainekrieg war, hat sich inzwischen bis zur Straße von Hormus ausgeweitet, durch die rund 20 Prozent des weltweit gehandelten Öls transportiert werden.
Das von den USA entwickelte GPS-System basiert auf konstruktionsbedingt schwachen Signalen von Satelliten in rund 20.000 Kilometern Höhe. Das macht sie angreifbar.
Störsender überfluten die Frequenzen mit Rauschen, Spoofer senden gefälschte Koordinaten an die Empfänger und täuschen falsche Postionen vor. Laut einer Anhörung im US-Kongress sank die Trefferquote einer amerikanischen satellitengesteuerten Waffe durch russisches Jamming in der Ukraine von 70 auf 6 Prozent.
In Nordeuropa wurden Flüge umgeleitet, weil GPS-Signale in der Nähe von Flughäfen ausfielen. Das Analyseunternehmen Windward beobachtete in der Straße von Hormus Frachtschiffe, die GPS-Angaben zufolge mitten auf dem Land fuhren(öffnet im neuen Fenster) .
Was GPS ersetzen könnte
Die Industrie arbeitet seit Jahren an Alternativen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Trägheitsnavigation(öffnet im neuen Fenster) : Kreiselsensoren oder optische Sensoren berechnen die Position anhand von Bewegungen ab einem bekannten Ausgangspunkt – ohne Satellitenverbindung und damit unempfindlich gegenüber Störangriffen. Präzise Systeme sind jedoch sehr teuer und bisher Militär und großen Reedereien vorbehalten.
Das Startup Anello Photonics(öffnet im neuen Fenster) will das ändern. Es hat ein chipbasiertes Trägheitsnavigationssystem entwickelt, das in einen Würfel von 2,5 Zentimetern Kantenlänge passt und so wenig Energie verbraucht, dass es auf Drohnen einsetzbar ist. Gründer Mario Paniccia hat das langfristige Ziel, die Technologie auf Smartphone-Format zu schrumpfen.
Ein anderer Ansatz nutzt Quantensensoren, die Schwankungen im Erdmagnetfeld messen. SandboxAQ(öffnet im neuen Fenster) , ein Spin-off von Alphabet, entwickelt ein System, das Echtzeit-Messwerte mit gespeicherten Magnetfeldkarten abgleicht; ein Schiff, eine U-Bahn oder ein Flugzeug kann so seine Position bestimmen, ohne auf Satelliten angewiesen zu sein.
Die Genauigkeit reicht nicht ganz an GPS heran, soll aber für die Navigation von Schiffen, Passagierflugzeugen oder Lenkwaffen ausreichen. Letztere können kurz vor dem Ziel ohnehin auf kamerabasierte Bildnavigation umschalten.
Visuelle Navigation, also der Abgleich von Kamerabildern mit Geländekarten, wird seit den 1950er Jahren vom Militär eingesetzt. Moderne Rechenleistung hat das Verfahren deutlich leistungsfähiger gemacht. Das New Yorker Unternehmen Vermeer(öffnet im neuen Fenster) , ursprünglich auf Filmdrohnen spezialisiert, schwenkte nach 2019 auf Rüstungsanwendungen um und zählt heute Teile des US-Militärs zu seinen Kunden. Gründer Brian Streem betont, dass bessere Kartendaten, höhere Kameraauflösungen und schnellere Prozessoren visuelle Navigation erst wirklich praxistauglich gemacht hätten.
Die meisten Experten bezweifeln, dass eine einzige Technologie GPS vollständig ersetzen kann. Das US-Startup Vatn Systems(öffnet im neuen Fenster) , das autonome Unterwasserfahrzeuge für militärische Überwachung baut, testet daher eine Kombination aus Trägheitsnavigation, Sonar und manuell eingegebenen Positionsdaten. Mitgründer Nelson Mills erklärte, Trägheitsnavigation liefere die Grundlage, müsse aber ergänzt werden, denn kleine Positionsfehler akkumulierten sich auf längeren Missionen.