Space Force fördert GPS-Alternativen in niedriger Erdumlaufbahn

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Space Force spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung eines neuen Ökosystems kommerzieller Satellitenkonstellationen, die Alternativen zum Global Positioning Service (GPS) bieten. Diese Satelliten befinden sich in einer viel niedrigeren Erdumlaufbahn, was ihre Signale genauer und schwerer zu stören macht.

Die Space Force unterstützt aktiv die Entwicklung eines neuen Ökosystems kommerzieller Satellitenkonstellationen, die als Alternativen zum Global Positioning Service (GPS) dienen sollen. Diese Satelliten befinden sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO), was ihre Signale genauer und schwerer zu stören macht. Mehrere Unternehmen, darunter einige mit Forschungsaufträgen von der Space Force oder Air Force, planen derzeit LEO-Konstellationen mit Hunderten von kleinen Satelliten, die Positions-, Navigations- und Zeitdienste anbieten, um GPS zu ergänzen oder zu ersetzen.

Die militärische Abhängigkeit von GPS war schon lange ein Thema, doch in den letzten Jahren haben zivile Nutzer zunehmend schwere GPS-Störungen in Konfliktgebieten in Osteuropa und dem Nahen Osten erlebt. Besonders die zivile Luftfahrt ist betroffen, wie Lisa Dyer von der GPS Innovation Alliance erklärt. GPS-Störungen, die zur Verhinderung von Drohnenangriffen und zur Zielerfassung von Bomben eingesetzt werden, belasten die Luftverkehrskontrolle und erhöhen die Risiken für die Sicherheit von Flugbesatzungen und Passagieren.

Experten betonen, dass PNT-Signale aus niedriger Erdumlaufbahn schwerer zu stören sind, da sie näher an der Erdoberfläche ausgestrahlt werden. Neue kryptografische Techniken erschweren es, die Signale mit gefälschten Daten zu imitieren, ein Problem, das als Spoofing bekannt ist. Zwei der neuen Konstellationen planen zudem, ein völlig anderes Frequenzband für ihre Signale zu nutzen, was Störungen noch schwieriger und komplizierter macht.

LEO-Satelliten umkreisen die Erde in einer Höhe von 100 bis 1.200 Meilen. GPS und andere große PNT-Konstellationen wie Chinas BeiDu, Russlands GLONASS und Europas Galileo befinden sich alle in mittlerer Erdumlaufbahn, 11.000-15.000 Meilen über der Erdoberfläche. Der Hauptvorteil von MEO ist die geringere Anzahl benötigter Satelliten, da ein Satellit von einer höheren Umlaufbahn aus über einen größeren Teil der Erdoberfläche sichtbar ist.

Der Hauptvorteil von LEO ist, dass das Signal beim Empfänger um Größenordnungen stärker ankommt, was es einfacher zu empfangen und schwerer zu stören macht. Mit mehreren Hundert Satelliten in einer großen LEO-Konstellation können Nutzer auch mehr Satelliten gleichzeitig am Himmel sehen und somit mehr triangulierende Signale empfangen, was LEO-PNT potenziell genauer macht als MEO-basierte Systeme.

Die neuen GPS-Alternativen verwenden kryptografische Authentifizierung, was bedeutet, dass der Nutzer sicher sein kann, dass die empfangenen Daten echt sind und nicht durch ein betrügerisches Ersatzsignal ersetzt wurden. Die neue Generation von PNT-Systemen verwendet auch Verschlüsselung, die das Signal so verschlüsselt, dass nur diejenigen mit dem richtigen kryptografischen Schlüssel es nutzen können. Dies erleichtert auch die Bereitstellung von Abonnementdiensten.

Sowohl die Air Force als auch die Space Force Technologie-Inkubatoren haben kommerzielle Unternehmen in diesem Bereich gefördert, um die Entstehung eines neuen Ökosystems von LEO-PNT-Anbietern zu erleichtern, die eine sichere Alternative zu GPS bieten können. TrustPoint, ein LEO-PNT-Startup, hat kürzlich seine dritte Satellitenmission gestartet und plant, bis Ende des Jahrzehnts etwa 350 Satelliten in den Orbit zu bringen.

Der globale Markt für schwer zu störende PNT-Dienste wird voraussichtlich von 400 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 auf 3,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen. TrustPoint sieht sich bereits mit Konkurrenz konfrontiert, darunter Xona, ein kalifornisches Startup, das kürzlich seine erste Produktionssatellitenmission gestartet hat und eine Serie-B-Finanzierungsrunde von 92 Millionen US-Dollar abgeschlossen hat.

Xona plant eine Konstellation von 250-300 Satelliten und wird Signale sowohl im L-Band als auch im C-Band senden. Das Unternehmen arbeitet mit Empfängerherstellern zusammen, um Geräte zu entwickeln, die sowohl GPS L-Band als auch LEO PNT C-Band Signale empfangen können. Iridium, die erste LEO-Konstellation, bietet seit acht Jahren einen L-Band PNT-Dienst an und hat kürzlich Satelles übernommen, um seine Position in diesem Markt zu stärken.

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