Von Dr. Manfred Wittig, Experte im Bereich des Globalen Navigationssatellitensystems
Dieser Beitrag ist eine Fortsetzung des Artikels Globales Navigationssatellitensystem – Technologie und Bedrohungen.
Satellitennavigationssysteme sind Teil der alltäglich genutzten Infrastruktur. Allerdings sind Störungen dieser Infrastruktur mittlerweile auch alltäglich. Zu unterscheiden sind gewollte und ungewollte Störungen:
- Gewollte oder absichtliche Störungen sind illegale Aussendungen von falschen Navigationssignalen. Solch eine Handlung ist nahezu überall auf unserem Planeten strafbar, wird aber trotzdem in großem Umfang durchgeführt.
- Ungewollte Störungen entstehen durch technische Unzulänglichkeit von elektronischen Geräten. Zum Beispiel sind neuerdings Wechselrichter von photovoltaischen Solaranlagen potenzielle Störquellen für GNSS-Empfänger.
Spoofing
Zum Erkennen von Störern muss der Störer zunächst identifiziert und eventuell lokalisiert werden. Das Erkennen von Störsignalen und falschen GNSS-Signalen (Spoofing) ist eine delikate Angelegenheit, denn die nominellen Navigationssignale sind sehr schwach und verbergen sich im thermischen Rauschen der dedizierten Empfänger. Die Anforderung an einen GNSS-Jammer/Spoofer – Detektor sind sehr widersprüchlich: Es müssen sehr schwache und unbekannte Signale unter dem Rauschpegel in einem sehr weiten Frequenzbereich (typisch bis zu 20 MHz Bandbreite) sehr zuverlässig in einem sehr kurzen Zeitrahmen von ungefähr 0.01 Sekunden erkannt und angezeigt werden. Diese Anforderungen sind für Nachrichtentechniker so widersprüchlich, dass die allgemeine Antwort lautet: So ein Gerät kann nicht realisiert werden.
Basierend auf Messungen von GNSS-Stör-Signalen von einem Satelliten der Höhe 600 km über der Erdoberfläche über der Ukraine und Syrien und dem Ziel vor Augen, sehr schwache Signale zuverlässig zu erkennen, haben Prof. Dr. Otto Koudelka und Dr. Manfred Wittig ein Gerät entwickelt, welches die notwendigen Anforderungen erfüllt. Bei Messungen unter reproduzierbaren Bedingungen in einem speziellen Testbereich auf der Erdoberfläche und in dem angrenzenden Luftraum wurde solch ein Gerät eingehend getestet und die geforderte Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt.
Die detaillierte technische Spezifikation ist in dem folgenden Dokument zu finden:
Dr. Manfred Wittig
Technische Spezifikationen: GNSS Spoofing-Detektor
(PDF, ca. 0.5 MB)
Zum Autor
Dr. Manfred Wittig ist eine zentrale Figur im Bereich der Satellitenkommunikation und -navigation. Als Projektleiter bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat er maßgeblich zur Entwicklung europäischer Satelliten-Kommunikationssysteme und als Koordinator bei der Europäischen Union zur Entwicklung von Navigationssystemen (insbesondere EGNOS) beigetragen.
Prof. Dr. Otto Koudelka
Prof. Dr. Otto Koudelka ist ein renommierter Experte für Weltraumkommunikation und Satellitentechnik und war Leiter des Instituts für Kommunikationsnetze und Satellitenkommunikation an der TU Graz. Koudelka ist unter anderem Principal Investigator von TUGSAT-1, dem ersten österreichischen Satelliten, der 2013 als Teil der BRITE-Konstellation gestartet wurde.