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 nutzte das Forschungsteam in der Luft schwebende Empfänger, um Radiowellen von Kommunikationssatelliten und Mobilfunkmasten des Flugzeugs zu empfangen. Diese Informationen nutzte es dann, um den 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.

GPS ist zwar hochpräzise, hat aber auch seine Schwächen. In Kriegsgebieten und deren Umgebung können GPS-Signale gezielt gestört werden. Hacker können GPS-Signale zudem fälschen, um falsche Informationen über den Standort oder die Richtung eines Piloten zu übermitteln.

Darüber hinaus können GPS-Systeme ausfallen oder ganz ausfallen. Wenn ein Verkehrsflugzeug sein GPS-Signal verliert, könnten Menschen gefährdet werden. Deshalb hält die Gruppe ein Backup-System für unerlässlich.

Derzeit muss das Team anhand verfügbarer Referenzdaten noch manuell ermitteln, welcher Satellit welches Signal sendet. Zukünftig hofft das Team, Algorithmen zu entwickeln, mit denen Antennensysteme Satelliten automatisch identifizieren und anhand von Satelliten- und Mobilfunkmastdaten den Standort und die Geschwindigkeit einer Person in Echtzeit bestimmen können.

Bisherige Tests der Technologie beschränkten sich auf Höhen von 1.500 bis 2.000 Metern. Das neue Projekt des Teams bringt das Antennensystem jedoch auf eine Höhe von 24.300 Metern. Wenn das System aus dieser Höhe zuverlässige Navigationsdaten senden kann, könnte es einen echten Nutzen für die Luftfahrt bringen.

Obwohl das System in einer Höhe von 24.400 Metern schwebt, um bessere Signale sowohl von Kommunikationssatelliten als auch von Mobilfunkmasten am Boden zu empfangen, ist dies keine perfekte Methode. Satelliten bündeln Radiowellen zur Erde, um einen optimalen Empfang am Boden zu gewährleisten. Daher ist in der Höhe eines Wetterballons ein starkes Signal nicht immer garantiert.

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