Maritime Anwendungen DLR testet Funknavigationssystem Ranging-Mode und GNSS-Empfänger unter Stress

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DLR-Standort Bonn Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Metrofunk Kabel-Union GmbH

Globale Navigationssatellitensysteme sind heute nicht mehr wegzudenken. Werden GNSS-Signale allerdings absichtlich durch Jamming und Spoofing gestört, kann das schwerwiegende Folgen haben. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt Technologien, die eine sichere und störungsresistente Navigation ermöglichen und demonstrierte diese zum „Jammertest“ in Norwegen.

Der jährlich im norwegischen Andøya stattfindende Jammertest gilt als weltweit größter offener PNT/GNSS-Ausfalltest. Organisiert wird die Veranstaltung in Zusammenarbeit mit Testnor und der norwegischen Straßenverkehrsbehörde, Kommunikationsbehörde, dem Verteidigungsforschungsinstitut, Messdienst sowie Weltraumagentur. In diesem Jahr nahm auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Norwegen teil. Das DLR-Institut für Kommunikation und Navigation stellte sich mit dem Funknavigationssystem Ranging-Mode (R-Mode) und dem störresilienten GNSS-Empfänger Galant dem Stresstest. Dabei konnten Technologien unter realen Bedingungen im Einsatz auf dem Land erprobt werden.

Störsignale gezielt unterdrücken

Adaptive Antennen-Arrays sind eine vielversprechende Lösung, um die Navigationsempfänger gegen GNSS-Jamming und -Spoofing zu härten. Mit ihnen ist es möglich, die Signale nach ihrer Einfallsrichtung zu unterscheiden und zu filtern. Mit speziellen Signalverarbeitungsverfahren können dann die Störsignale identifiziert und gezielt unterdrückt werden. Diese Technologie wurde vom DLR in dem Demonstrationsempfänger Galant implementiert.

Mithilfe des Jammertests konnte das DLR die Vorteile und das Potenzial der Technologie demonstrieren und mit diversen anderen Gegenmaßnahmen vergleichen. Die Ergebnisse der Messkampagne sollen helfen, die existierenden GNSS-basierten Technologien für sicherheitskritische Anwendungen weiterzuentwickeln sowie auch dringend benötigte Lösungen auszuarbeiten, um zukünftige Navigationsempfängern gegen Jamming und Spoofing von GNSS-Signalen zu schützen.

R-Mode als Alternative zur satellitengestützten Navigation

Die R-Mode-Technologie ist ein landbasierendes Navigationssystem für die Schifffahrt, das als Alternative zu satellitenbasieren Systemen wie GPS oder Galileo vom DLR und Partnern im Ostseeraum entwickelt und aufgebaut wird. Mit diesen zusätzlichen Navigationssignalen trägt R-Mode zu einer sicheren Schiffsnavigation in küstennahen Gewässern, Hafenanfahrten und auf den Binnenwasserstraßen bei. Es macht sich dazu bereits bestehende Funkinfrastrukturen der maritimen Administrationen zu Nutze, die nach erfolgter R-Mode Erweiterung synchronisierte Zeitsignale im Bereich der Mittelwelle oder Ultrakurzwelle abstrahlen.

Für den Jammertest 2025 erweiterte das DLR temporär einen Sender der norwegischen Küstenadministration auf Andøya um einen Signalgenerator und eine hochgenaue Uhr. So konnte erstmalig in Norwegen ein Mittelwellen-R-Mode-Signal bereitgestellt werden.

Dazu kam erstmals eine erweiterte R-Mode-Empfängerplattform zum Einsatz, die es erlaubt, neben einer Distanzschätzung ein 10-MHz-Zeitsignal ausgeben zu können. „Durch den Vergleich mit einem 10 Megahertz Referenzsignal von Jammertest konnten wir zeigen, dass wir mithilfe des Mittelwellen R-Mode eine Zeitreferenz vom Sender in Andenes ins nahe gelegene Bleik auch unter GPS- beziehungsweise Galileo-Jamming- und Spoofing-Bedingungen stabil transportieren konnten“, so Dr. Stefan Gewies vom DLR-Institut für Kommunikation und Navigation. (se)

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