Die Echtzeit-Interferenzerkennung durch GIDAS macht das Navigationssystem sicherer

Ein neues Überwachungssystem, das im Rahmen eines von der ESA unterstützten Projekts entwickelt wurde, funktioniert wie ein Leibwächter für die Satellitennavigation an strategischen oder sicherheitskritischen Standorten. Das als GIDAS bekannte skalierbare System erkennt, identifiziert und lokalisiert sofort Navigationsstörungen in seiner Nähe.

Es wird geschätzt, dass es derzeit auf der Erde die gleiche Anzahl von Navigationsempfängern gibt wie Menschen. Positions-, Navigations- und Zeitsignale von weltraumgestützten Konstellationen wie Galileo und GPS bilden eine unsichtbare, wesentliche Infrastruktur, die zahlreiche moderne Aspekte des modernen Lebens untermauert: Kommunikation, Energie und Transport.

Die Satellitennavigation hilft dabei, eine wachsende Anzahl von Flugzeugen, Booten, Zügen und autonomen Fahrzeugen zu steuern. In der Zwischenzeit stempeln Navi-basierte Zeitstempel authentische Finanztransaktionen im Wert von mehreren Milliarden Euro ab und koordinieren den synchronisierten Betrieb von Stromnetzen. Die Satellitennavigation ist immer aktiv und überall auf der Erde verfügbar. Daher ist es leicht, die Verfügbarkeit als selbstverständlich zu betrachten. So wichtig diese Signale aus dem Weltraum auch sind, sie sind auch anfällig für bodengestützte Interferenzen.

"Es ist einfach eine Frage der Ausgangsleistung", sagte Andreas Lesch von OHB Digital Solutions aus Österreich. „Ein Navigationssignal am Boden entspricht dem Licht einer 60-Watt-Lampe an Bord eines Satelliten, der im Fall von Galileo etwa 23.222 km entfernt im Weltraum liegt. So können diese schwachen Signale versehentlich oder absichtlich durch stärkere lokale Funksignale oder sogar durch irreführende gefälschte Navigationssignale, sogenannte Spoofing, gestört werden. “

„Unser neues GNSS-Interferenzerkennungs- und -analysesystem GIDAS wurde entwickelt, um kritische Infrastrukturen vor Störungen oder Spoofing zu schützen, indem wichtige Signalbänder kontinuierlich überwacht werden. Auf diese Weise kann GIDAS den Alarm in Echtzeit auslösen, die Art der Störung identifizieren und dann den Ort dieser gefährlichen tragbaren Geräte bestimmen, die die Störung verursachen, sodass die Behörden sofort Abhilfemaßnahmen ergreifen können. “

GIDAS kann Interferenzerkennung und -richtung mit einer einzigen Meldestation bereitstellen, obwohl mindestens drei Stationen erforderlich sind, um Interferenzquellen zu lokalisieren, die mit einem Gesamtüberwachungszentrum verbunden sind. Überwachungszentren können auch miteinander verbunden werden, wodurch das GIDAS-System leicht skalierbar ist, von der Sicherung eines einzelnen Hafens, Flughafens oder systemkritischen Standorts bis hin zu einer ganzen Stadt oder Region.

GIDAS kann Interferenzerkennung und -richtung mit einer einzigen Meldestation bereitstellen, obwohl mindestens drei Stationen erforderlich sind, um Interferenzquellen zu lokalisieren, die mit einem Gesamtüberwachungszentrum verbunden sind. (Foto: ESA)

„Die Menschen holen erst jetzt die Ernsthaftigkeit dieses Problems ein“, fügt Andreas hinzu. „Umfragen in Teilen Europas mit der höchsten Dichte ergeben pro Stunde etwa drei bis vier Störsender.

„Diese kleinen Geräte sind technisch illegal, aber für ein paar hundert Euro oder weniger online leicht verfügbar und werden häufig als Datenschutzgeräte vermarktet. Störsender werden mit einer Reichweite von nur wenigen Metern verkauft, können jedoch eine praktische Reichweite von Dutzenden von Metern oder mehr haben - was zu ungewollt weit verbreiteten Störungen führt, wie der berühmte US-amerikanische Lkw-Fahrer mit Störsender, der die Navigation am Flughafen Newark abschaltet Systeme, wann immer er vorbeifuhr.

„Spoofing ist noch schwerwiegender, mit einem starken kriminellen Element, bei dem falsche Satellitennavigationssignale echte ersetzen, um Empfänger über ihre Position in die Irre zu führen, die in der Vergangenheit zum Abstellen von Drohnen oder zum Umleiten von Booten eingesetzt wurden.

„Wir haben acht bis neun Jahre in diesem Bereich gearbeitet und eine starke Zunahme der Interferenzen festgestellt, auch wenn GNSS immer wichtiger wird. Mit unserer Leidenschaft für GNSS und Signalverarbeitung haben wir uns für etwas Praktisches entschieden, um dieser Entwicklung entgegenzuwirken und unseren Kunden eine schnelle Erkennung, Klassifizierung und Lokalisierung von Störungen zu ermöglichen. “

GIDAS wurde von OHB Digital Solutions und der Joanneum University im Rahmen des ESA-Programms für Innovation und Unterstützung bei der Navigation (NAVISP) in Zusammenarbeit mit der europäischen Industrie und Wissenschaft entwickelt, um innovative Navigationstechnologien zu entwickeln.

"Das Unternehmen initiierte das Projekt über das zweite Element von NAVISP, das sich auf die Stärkung der europäischen Wettbewerbsfähigkeit im Navigationsbereich konzentrierte und kofinanziert wurde", sagte Ingenieur Thomas Burger, der das GIDAS-Projekt für die ESA beaufsichtigte. "Der Plan war, den Start eines wirtschaftlich attraktiven Geschäfts zu ermöglichen, und ich bin froh, sagen zu können, dass wir es geschafft haben."

„In Anbetracht des Budgets hatte das Projekt einen weiten Umfang, einschließlich der Entwicklung eines GNSS-Empfängers mit mehreren Konstellationen mit allen Verarbeitungsstufen, eines erweiterten digitalen Frontends für die Erkennung von Störungen und Spoofing sowie der Verarbeitung von Blöcken, die auf der Grundlage eines vollständig angepassten Prozessors an einen Parallelprozessor übertragen wurden programmierbares Gate-Array.

„Und das war nur ein Bestandteil des gesamten GIDAS-Systems, einschließlich der eigentlichen Interferenzerkennungsmaschinerie, des Interferenzortungssubsystems und aller Kommunikations-, Datenbank- und grafischen Benutzeroberflächenelemente, die zur Erstellung eines verteilten, vom Menschen verwendbaren Systems erforderlich sind kann autonom weiterarbeiten und nur dann nach menschlicher Beteiligung fragen, wenn Ereignisse erkannt werden. “

Nach Abschluss des zweijährigen NAVISP-Projekts wird GIDAS nun für mehrere Kunden aus dem staatlichen und privaten Sektor in Europa eingeführt.