Die Suche nach einer GPS-Alternative für die USA
GNSS-Systeme bestimmen die Welt. Fast alles, was wir täglich verwenden, ob unser Smartphone, Computer und selbst unsere Fahrzeuge, werden mit einem solchen System betrieben. Die Angst um den Verlust der GPS-Ortung ist bei den amerikanischen Behörden besonders groß, denn wenn das System einmal fehlschlägt, wird die ganze Welt lahmgelegt, oder zumindest ein großer Teil davon. Im Gegensatz zu der USA, die das GPS-System kreiert haben, besitzen die EU, Indien, Russland und China bereits gute und zuverlässige Alternativen zu dem US-amerikanischen GPS-System. Welche Alternativen das sind und was in Planung für die Zukunft ist, erfahren Sie in unserem Blogartikel.
Global Navigation Satelliten Systeme (GNSS)
Das GPS-System der USA
Das GPS-System der USA ist das bekannteste GNSS-System, welches weltweit verwendet wird. Dieses wurde zunächst allerdings ausschließlich vom US-Amerikanischen Militär verwendet und erst ab dem Jahr 2000 für die Allgemeinheit zur Verwendung freigeschaltet.
Wie das GPS-System funktioniert und was dies genau bedeutet, haben wir Ihnen in diesem Blog-Artikel bereits dargestellt.
EU-Satellitensystem Galileo
Das Galileo-Satellitensystem ist ein Großprojekt in Europa, welches seit 2014 im Programm steht und seit 2024 funktionsfähige Satelliten im Orbit besitzt. Galileo ist ein unabhängiges GNSS-System der Europäischen Unionen und kann auch bereits in beispielsweise Smartphones verwendet werden. Galileo ist eines der genausten Systeme der Welt und ermöglicht eine zentimetergenaue Ortung. Somit übertrifft das europäische System seinen Mitbewerber den russischen GLONASS, den chinesischen Beidou und das amerikanische GPS-System, um mehr als ein zehnfaches.
Das Galileo-System hat derzeitig 30 Satelliten in Betrieb, von welchen 3 Notsatelliten sind. Diese besitzen Transponder, welche Notsignale senden könne, beispielsweise Koordinaten für Bootsrettungen.
GLONASS – Das Satellitensystem in Russland
Das russische GLONASS Satelliten-Navigationssystem wurde erstmals 1972 für das russische Militär in Betrieb genommen. Nach anfänglichen Problematiken wurde dieses daraufhin 2011 für die zivile Anwendung freigestellt.
Das GLONASS-System ähnelt dem US-amerikanischen GPS-System in vielen Bereichen, besitzt jedoch eine höhere Präzision für die nördlichen Bereichen der Erde und eine genauere Signalerkennung in städtischen Gegenden. Zudem kann das System in Kombination mit dem GPS-System verwendet werden.
Beidou (BDS) - Chinas „Großer Bär“
Das Beidou-Satellitensystem der chinesischen Regierung ist nach der Ausarbeitung des amerikanischen, europäischen und russischen Systems erstmals in Bearbeitung gelangt. Da sich China am europäischen Satellitensystem beteiligte, konnten Sie Erfahrungswerte aus diesem System heranziehen. Somit verlief der Aufbau des chinesischen Systems schneller. Das Beidou System wurde erstmals 2020 für die Öffentlichkeit zugänglich und ist seitdem auch auf ziviler Ebene im Einsatz.
IRNSS – Indiens eigengenutztes System
Das Satellitennavigationssystem Indiens IRNSS unterscheidet sich in gewissen Punkten von den anderen genannten GNSS-Systemen. Das IRNSS-System kann nämlich lediglich in Indien angewendet werden und ist somit ein exklusives System.
Der erste offizielle Einsatz des Navigationssystem fand 2016 statt und wird seitdem in Verbindung mit anderen GNSS-Systemen verwendet.
Der Plan der USA - Notice of Inquiry
Die Federal Communications Commission der USA hat ein öffentliches Dokument mit dem Titel Notice of Inquiry erstellt, um sich mit dem Thema der Sicherung eines PNT-Systems (Positioning-, Navigation-, Timing- Technology) zu befassen. Hierbei geht es fokussiert um die Förderung eines alternativen GNSS und eine Ablösung der Abhängigkeit des derzeitig aktiven GPS-Systems. In diesem Dokument werden eine Ausarbeitung und Verbesserung der PNT-Systeme besprochen und verdeutlicht.
Das Ziel des Dokuments ist es Kommentare und neue Technologien zu sammeln, welche in der Lage sind die GPS-Systeme zu ergänzen oder zu ersetzen. Hierdurch soll die Sicherheit und Stabilität des Landes gewährleistet werden und mögliche Bedrohungen von Außerhalb abgewehrt werden.
Die wichtigsten Aussagen des Dokuments für Sie zusammengefasst:
- Die nationale Sicherheit: Das GPS-System der USA wird derzeitig monopolar verwendet und könnte in Zukunft die Sicherheit durch Störungen oder äußere Manipulationen beeinträchtigen. Alternativen zu PNT-Diensten werden auf terrestrischer, satellitenbasierter und drahtloser Ebene untersucht. Die alternativen Systeme sollen den Schutz der Bürger und den ununterbrochenen Warenfluss und Verrichtung von Dienstleistungen gewähren.
- Risiken ausländischer PNT-Systemen: Das Dokument erklärt, dass die Nutzung bereits bestehender GNSS aus anderen Ländern, beispielsweise dem russischen GLONASS oder dem chinesischen Beidou, in potenziellen Bedrohungen resultieren könnte. Zudem wird erläuternd dargestellt, dass keinerlei Datenschutzgarantie für Nutzer dieser Systeme bestehen würde und somit Risiken aufkommen könnten. Zusätzlich wird auf die Tatsche hingewiesen, dass die US-amerikanische Lösung hierfür eventuell nicht das gleiche Innovationslevel, wie die chinesischen oder russischen Alternativen erlangen wird, da diese in Ihrer Entwicklung bereits fortgeschrittener sind.
- Die PNT-Stabilität: Hierbei liegt der Fokus darauf, dass Technologien entwickelt werden, welche die Stabilität und den Widerstand der PNT-Technologie sicherstellen soll. Außerdem wird die Notwendigkeit neuer Frequenzzonen und deren Zuteilung überprüft, damit innovative PNT-Technologien fehler- und störungsfrei ablaufen können, sowie Maßnahmen, die die Kommission ergreifen kann, um deren Implementierung zu unterstützen.
- Maßnahmen: Alle bestehenden Gesetze und Vorschriften werden zusammenfassend dargestellt und eine Debatte, ob eventuelle Änderungen von Nöten sind, wird eröffnet. Änderungen beziehen sich auf Gesetze oder Vorschriften, welche die Innovationen und Technologien in Zukunft in Ihrem Potenzial einschränken könnten.
- Öffentlich-Private-Partnerschaften (PPP): Öffentlich-Private-Partnerschaften beziehen sich auf den öffentlichen Sektor des Staates in Zusammenarbeit mit privaten Unternehmensführern. Diese sollen gefördert werden, um die Entwicklung von PNT-Lösungen zu unterstützen.
- Innovationszonen: Es sollen Testumgebungen zum Testen der neuen Technologien entstehen. Diese sollen auch von der FCC überwacht und verwaltet werden. Außerdem wird klargestellt, dass diese Technologien neutral gegenüber stehen sollten und keine Bevorzugungen erlaubt sind.
- Zusammengefasste Zielsetzung: Die Zielsetzung dieser Note of Inquiry ist es, zu prüfen, welche Maßnahmen die FCC ergreifen kann, um die Entwicklung und Implementierung PNT-Technologien zu fördern, die widerstandsfähig, stabil und Sicherheit gegenüber Störungen bieten können. Hierfür sollen entsprechende Innovationsgebiete gefördert werden und eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Staat und Industrie stattfinden. Ein Schwerpunkt des Dokuments ist es die nationale Sicherheit durch alternative Systeme zu wahren und von ausländischen Systemen abzusehen. Die USA möchte ein unabhängiges PNT-System aufbauen, mit welchem sie sich von der Abhängigkeit des GPS-Systems lösen können und somit potenzielle Angriffe oder anderweitige Störungen abgewichen bzw. vermieden werden können.
Mögliche Lösungen für die PNT-Technologie
Verknüpfung mit bereits bestehenden Systemen
Raumbasierte PNT-Technologien, bei welchen das PNT-System priorisiert wird. Eine Ergänzung durch das bereits bestehende WAAS (Wide Area Augmentation System) ist möglich.
Genauso wurde auch ein neues GNSS-System, wie die bereits bestehenden Galileo, GLONASS und Beidou vorgeschlagen. Diese arbeiten mit einer sehr hohen Genauigkeit, haben jedoch schon verfrüht Fehlermeldungen und Störungen.
Auch das LEO-Satellitensystem wurde in diesem Dokument genannt. Private Unternehmen wie SpaceX oder Amazon sind derzeitig in der Entwicklung eines LEO-Satellitensystems, welches für eine marktbasierte Nutzung angedacht ist. Jedoch zeigen auch diese Systeme bereits verfrüht Störungen und Fehler auf.
Terrestrische PNT-Technologien
Terrestrische Technologien sind ortsgebundene bzw. erdgebundene Technologien, welche Signale an Sender übermitteln. Sie funktionieren auch großflächiger und haben stärkere Empfangssignale. Zudem neigen sie weniger zu Störungen oder Unterbrechungen.
Beispiele für bereits bestehende terrestrische Technologien wären das Broadcast Positioning System, welches für Fernsehersignale verwendet wird. Das eLoran ist ein weiteres terrestrisches System, welches bereits verwendet wird. Dieses wird in der Radio Navigation verwendet in welcher ortsgebundene Sendetürme die Signale weiterleiten.
Fazit
Wie man am Beispiel der USA unschwer erkennen kann, birgt die monopolare Verwendung eines einzigen GNSS-System große Sicherheitsrisiken. Gerade als Großmacht ist es schwierig sich hierdurch nicht angreifbar zu machen, denn ein Systemabsturz könnte teilweise überlebenswichtige Dienste, wie beispielsweise die polizeiliche Ortung von Anrufern, lahmlegen. Aus diesem Grund sind alternative Systeme wichtig, um die Grundversorgungen, welche durch das GPS-System geliefert werden, sicherstellen zu können. Für welche Alternativen sich die USA entscheidet und wie diese umgesetzt wird, bleibt bisher noch offen.