Prototyp Robuster GNSS-Array-Empfänger GALANT
Für eine sichere Navigation ist die Schifffahrt stark auf präzise Positions- und Zeitinformationen angewiesen, die von Globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) wie dem amerikanischen GPS oder dem europäischen Galileo bereitgestellt werden. Die Verfügbarkeit dieser Informationen ist insbesondere unter erschwerten Bedingungen, etwa bei schlechter Sicht, in stark befahrenen Gewässern oder im Hafenbereich, von entscheidender Bedeutung. Empfangsstörungen, ob absichtlich (durch GNSS-Jamming und -Spoofing) oder unbeabsichtigt, können die relativ schwachen GNSS-Satellitensignale beeinträchtigen. Dies kann zu Navigationsfehlern, Verzögerungen oder gar Unfällen führen. Die Nutzung von störungsresistenten GNSS-Empfängern ist deswegen von großer Bedeutung, um eine sichere Schiffsnavigation aufrechtzuerhalten und die Effizienz maritimer Verkehrssysteme zu erhöhen. Die Stärkung der Störresilienz von bord-seitigen GNSS-Empfängern ist auch ein fester Bestandteil des E-Navigation-Konzepts der IMO.
Das Institut für Kommunikation und Navigation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat den Prototyp eines störfesten GNSS-Empfängers namens „GALANT“ entwickelt, der adaptive Antennenarrays einsetzt, um Störsignale effektiv zu unterdrücken. Dieser Empfänger passt sein Empfangsrichtdiagramm dynamisch an die beobachtete Signalumgebung an, um den Empfang der GNSS-Satellitensignale zu optimieren. Gleichzeitig wird jedes Störsignal durch das gezielte Setzen von „Nullstellen“ im Empfangsdiagramm in der entsprechenden Richtung unterdrückt. Der Einsatz eines solchen Empfängers verringert die Auswirkungen von Jamming- und Spoofing-Signalen erheblich. Folglich bleiben die Positions- und Zeitinformationen unbeeinträchtigt und durchgängig verfügbar, was eine sichere Schifffahrt gewährleistet.
Zusätzlich zur Störunterdrückung ermöglicht ein GNSS-Array-Empfänger auch die Schätzung der Einfallsrichtungen der empfangenen Signale. Dies erlaubt die Lokalisierung von Störquellen und das Einleiten effizienterer Gegenmaßnahmen im Verkehrsmanagement. Mehrere Versionen des Empfängers im Technologie-Reifegrad (TRL) 4–5 stehen zur Verfügung, um eine Validierung der Technologie in realen Einsatzumgebungen zu ermöglichen. Zudem sind verschiedene vom DLR entwickelte Antennenarray-Designs unterschiedlicher Miniaturisierungsgrade verfügbar, die zu den verschiedenen Installationsbedingungen in GNSS-Anwendungen anpasst sind. Eine Version des GALANT-Empfängers funktioniert vergleichbar mit einer Controlled Reception Pattern Antenna (CRPA). Dieses System ersetzt eine herkömmliche GNSS-Antenne und kann so mit jedem konventionellen GNSS-Empfänger genutzt werden. Diese Version wird derzeit von der Lange Electronic GmbH vermarktet. Für weitere Details lesen Sie bitte die Beschreibung unter https://www.lange-electronic.com/de/gnss-resilienz.
