Entwicklung eines neuen Systems, das GPS ersetzen könnte

Wissenschaftler testen eine Alternative zum Global Positioning System (GPS). Dabei nutzen sie Mobilfunksignale als Notfall-Backup für den Fall, dass 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 schickte sie in die Stratosphäre (in Höhen von 6 bis 50 km über dem Boden), in eine Position zwischen Satelliten und Mobilfunkmasten, um deren einzelne Signale zu empfangen.

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

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

Darüber hinaus kann es zu Fehlfunktionen oder zum vollständigen Ausfall des GPS-Systems kommen. Wenn ein Verkehrsflugzeug sein GPS-Signal verliert, können Menschen in Gefahr geraten. Aus diesem Grund 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 Zukunft wird das Team Algorithmen entwickeln, die es Antennensystemen ermöglichen, Satelliten automatisch zu identifizieren und mithilfe von Satelliten- und Mobilfunkmastdaten den Standort und die Geschwindigkeit einer Person in Echtzeit zu bestimmen.

Bisherige Tests dieser Technologie endeten erst in Höhen von 1.500 bis 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 den Flugverkehr mit sich bringen.

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

Daher muss das Team die Erkennungsfähigkeiten und -geschwindigkeit verbessern, um der Möglichkeit Rechnung zu tragen, dass dieser Fehler in Zukunft erneut auftritt.

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