Entwicklung eines neuen Systems, das GPS ersetzen könnte

Wissenschaftler testen eine Alternative zum Global Positioning System (GPS). Dabei werden Mobilfunksignale als Notfallsicherung genutzt, falls das GPS-Signal eines Flugzeugs gestört oder unterbrochen wird.

Das neue System kann Signale von Mobilfunkmasten aus einer Höhe von 24.300 m empfangen - Foto: Sandia National Laboratories

Das von Forschern der Sandia National Laboratories und der Ohio State University (USA) durchgeführte Projekt zielt darauf ab, ein Sicherheitsnetz für luftgestützte Navigationssysteme zu schaffen.

Laut LiveScience vom 26. November verwendete das Forschungsteam einen in der Luft schwebenden Empfänger, um Radiowellen von Kommunikationssatelliten und Mobilfunkmasten des Flugzeugs zu empfangen. Diese Informationen werden dann verwendet, um dem Piloten Navigationsdaten bereitzustellen.

Das Team befestigte Antennensysteme an Wetterballons und ließ sie in die Stratosphäre (in eine Höhe von 6 bis 50 km über dem Boden) in eine Position zwischen Satelliten und Mobilfunkmasten steigen, um deren einzelne Signale zu empfangen.

Theoretisch könnte dieses Antennensystem als Notsignal dienen, wenn der Pilot das GPS-Signal verlieren würde.

Obwohl GPS sehr genau ist, hat es auch seine Schwächen. In Kriegsgebieten und deren Umgebung können GPS-Signale gezielt gestört werden. Hacker können GPS-Signale außerdem „fälschen“, um Piloten falsche Informationen über den Standort oder die Flugrichtung zu übermitteln.

Darüber hinaus kann es zu Störungen oder zum vollständigen Ausfall des GPS-Systems kommen. Wenn ein Verkehrsflugzeug sein GPS-Signal verliert, können Menschen in Gefahr geraten. Daher war die Gruppe der Ansicht, dass ein Backup-System unabdingbar sei.

Derzeit muss das Team noch manuell anhand der verfügbaren Referenzdaten ermitteln, welcher Satellit welches Signal sendet. In der Zukunft wird das Team Algorithmen entwickeln, die es Antennensystemen ermöglichen, Satelliten automatisch zu identifizieren und mithilfe von Satelliten- und Mobilfunkdaten den Standort und die Geschwindigkeit einer Person in Echtzeit zu bestimmen.

Bisherige Tests dieser Technologie endeten erst in Höhen zwischen 1.500 und 2.000 m. Das neue Projekt des Teams hat das Antennensystem jedoch auf eine Höhe von 24.300 m gebracht. Wenn das System aus dieser Höhe zuverlässige Navigationsdaten zurücksenden könnte, könnte dies echte Vorteile für die Luftfahrt mit sich bringen.

Obwohl das System in einer Höhe von 24.300 m schwebt, um bessere Signale sowohl von Kommunikationssatelliten in der Höhe als auch von Mobilfunkmasten am Boden zu empfangen, handelt es sich dabei nicht um eine perfekte Methode. Für einen optimalen Signalempfang bündeln Satelliten die Radiowellen zur Erde. In der Höhe eines Wetterballons ist daher ein starkes Signal nicht immer gewährleistet.

Daher muss das Team die Erkennungsfunktionen und die Geschwindigkeit verbessern, um der Möglichkeit eines zukünftigen Auftretens dieses Fehlers Rechnung zu tragen.

Quelle: https://tuoitre.vn/phat-trien-he-thong-moi-co-the-thay-the-gps-20241126113215133.htm