Satellitennavigation 12.10.2020, 16:45 Uhr

Mehr Sicherheit: Fraunhofer trickst Störsender aus

Die Satellitennavigation gewinnt an Bedeutung. Das könnte zu einem Problem werden, denn sie lässt sich verhältnismäßig leicht stören und manipulieren. Glücklicherweise haben Fraunhofer-Forscher dafür bereits eine erste Lösung gefunden, die sich im Praxistest befindet. Auch ein Angebot für den Massenmarkt wird entwickelt.

Satellit über Erde

Satelliten sind ein wichtiger Teil unserer Kommunikationssysteme. Jetzt sollen sie auch im zivilen Bereich sicherer werden.

Foto: panthermedia.net/Wavebreakmedia (YAYMicro)

Die meisten Autofahrer, die in den vergangenen Jahren einen Führerschein gemacht haben, wären mit einem handelsüblichen Stadtplan oder einer Straßenkarte wohl überfordert. Wie soll man fahren und dabei den Plan auf den Knien balancieren? Das hat einen einfachen Grund: Kaum einer ist im Umgang mit Plänen noch geübt, denn Navigationssysteme gehören zum Alltag. Jedes Smartphone ist damit ausgerüstet, und in vielen Neuwagen sind sogar Geräte verbaut, die aktuelle Staumeldungen direkt einbeziehen. Das ist nicht nur für den privaten Gebrauch ausgesprochen praktisch. Zum Beispiel Polizei und Feuerwehr gelangen dank der Navis ebenfalls schneller ans Ziel.

Planet Labs: Das macht das größte Satellitennetzwerk in Berlin – und wie es unsere Erde sieht

Natürlich sind nicht nur Navigationssysteme auf eine störungsfreie Datenübertrag der Satelliten angewiesen. Das Gleiche gilt unter anderem für kritische Infrastrukturen, wie Energie-, IT- oder Mobilfunknetze. Das heißt aber auch, dass sich alle Beteiligten hundertprozentig darauf verlassen wollen, dass die Daten korrekt sind und nicht durch Störsender manipuliert wurden – genau das wollen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS aus Nürnberg garantieren. Dafür haben sie den Joseph-von-Fraunhofer-Preis erhalten, der intern für herausragende wissenschaftliche Leistungen an Fraunhofer-Forscher verliehen wird.

Jammer und Spoofer behindern Signalübertragung

Permanent kreisen Navigationssatelliten über unseren Köpfen, mit der stolzen Geschwindigkeit von etwa vier Kilometern pro Sekunde. Das wären 14.400 Stundenkilometer. Dabei haben sie eine Entfernung von etwa 20.000 Kilometern zur Erde. Ihre Position wechselt also extrem schnell, wird aber permanent gesendet und mit einem Zeitstempel versehen, der dank Atomuhren extrem genau ist.

Stellenangebote im Bereich IT/TK-Projektmanagement

IT/TK-Projektmanagement Jobs
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) für Automatisierung und Netzführung Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
Project Manager (w/m/d) Operational Technology B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Tebis ProLeiS GmbH-Firmenlogo
MES Consultant (m/w/d) Tebis ProLeiS GmbH
Martinsried/Planegg, Erndtebrück, Aachen, Home-Office Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
BIM-Managerin oder BIM-Manager (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover-Firmenlogo
Mitarbeiter (m/w/d) Anwendungsbetreuung für IT-gestützte Bau- und Gebäudemanagementprozesse, CAFM, interne BIM-Koordination Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Hannover Zum Job 
FCP Ingenieure Deutschland GmbH-Firmenlogo
BIM-Modeller Infrastruktur (m/w/d) FCP Ingenieure Deutschland GmbH
IMS Röntgensysteme GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/i) für digitale Inspektionssysteme IMS Röntgensysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
HygroMatik GmbH-Firmenlogo
Junior Entwicklungsingenieur für Hard- und Softwarelösungen (m/w/d) HygroMatik GmbH
Henstedt-Ulzburg Zum Job 
THU Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
W2-Professur Technische Informatik THU Technische Hochschule Ulm
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Systemingenieur (m/w/i) für Oberflächeninspektion IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
Iqony Solutions GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Prozesssimulation/Verfahrenstechnik Iqony Solutions GmbH
IMS Messsysteme GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/i) Systemsoftware IMS Messsysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
HygroMatik GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur für Hard- und Softwarelösungen (m/w/d) HygroMatik GmbH
Henstedt-Ulzburg Zum Job 
Narda Safety Test Solutions GmbH'-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Hardware (m/w/d) Narda Safety Test Solutions GmbH'
Pfullingen Zum Job 
Bundesamt für Strahlenschutz-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) Liegenschafts- und Gebäudemanagement im Referat "Bau, Liegenschaften und Innerer Dienst" Bundesamt für Strahlenschutz
Oberschleißheim (bei München), Salzgitter, Berlin Zum Job 
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) für Automatisierung und Netzführung Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
Project Manager (w/m/d) Operational Technology B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Tebis ProLeiS GmbH-Firmenlogo
MES Consultant (m/w/d) Tebis ProLeiS GmbH
Martinsried/Planegg, Erndtebrück, Aachen, Home-Office Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
BIM-Managerin oder BIM-Manager (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 

Auf der anderen Seite stehen die Störsender, im Fachjargon Jammer genannt. Sie können den Empfang der Signale unterbinden. Ein weiteres Problem sind Täuscher, auch als Spoofer bezeichnet. Sie sind in der Lage, Navigationssystemen falsche Orts- und Zeitinformationen vorzuspielen. Schutz und Verschlüsselungstechnologien standen für den zivilen Bereich bislang nach Angaben der Fraunhofer-Wissenschaftler jedoch nicht zur Verfügung. Das soll sich jetzt ändern.

Störfall-Gefahr: „Risiken an allen Ecken in Deutschland“

„Das Galileo Public Regulated Service, kurz PRS-System, ist das weltweit erste verschlüsselte Signal für die Nutzung im zivilen hoheitlichen Bereich“, sagt Alexander Rügamer, stellvertretend für das Forschungsteam. Die Basis ist also das europäische Satellitennavigationssystem Galileo. Abhängigkeiten von den USA oder von Russland gibt es dementsprechend nicht. Dass Galileo Jamming und Spoofing zudem gut abwehren kann, ist bekannt, was jedoch fehlte, war ein PRS-Empfänger für den zivilen Bereich. Den haben die ILS-Wissenschaftler entwickelt. Die Daten können dabei nur von autorisierten Personen abgerufen werden. Die neue Technologie wird aktuell in Polizei- und Feuerwehrautos getestet.

Bauteile Empfänger

Diese einzelnen Bauteile des neuen Systems wurden bereits in Polizei- und Feuerwehrautos verbaut.

Foto: Fraunhofer / Banczerowski

Daten werden über Server am Fraunhofer ILS ausgewertet

Klar ist aber auch: Für den Massenmarkt sind die neuen Empfänger ungeeignet, weil die Kosten zu hoch wären. „Wir haben PRS-Systeme daher noch einmal gänzlich anders gedacht“, sagt Günter Rohmer, der ebenfalls zur Forschergruppe gehört. Vereinfacht gesagt, sei es ausreichend die „Signale vom Himmel“ aufzuzeichnen. Sie werden also gar nicht im Gerät selbst ausgewertet, sondern in einer speziellen Server-Infrastruktur. Die dafür notwendigen Server stehen am Fraunhofer IIS in Nürnberg.

Bis zur Marktreife sind aber noch einige Fragen offen. Zur Beantwortung setzen die Forscher unter anderem Simulatoren ein. Über einen PRS-Signal-Simulator können Hersteller und Anwender beispielsweise klären: Wie reagiert der Empfänger, wenn er schnell beschleunigt wird – etwa in Fluggeräten? Funktioniert er auch in Australien? So erkennen die Wissenschaftler, was sie bei der Weiterentwicklung beachten müssen.

Weitere Entwicklungen von Fraunhofer-Forschern:

Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.