SILICON VALLEY / LONDON (IT BOLTWISE) – Verteidigungsplaner gehen zunehmend davon aus, dass GPS im Einsatz gestört, verfälscht oder ganz ausfallen kann. Der CEO und Mitgründer von ANELLO beschreibt, warum GPS-freie Navigation für autonome Systeme in den kommenden Jahren zur Pflicht wird. Im Fokus steht eine miniaturisierte Navigationstechnologie auf Basis von SiPhOG, die Bewegungen inertial verfolgt und Navigation auch ohne vertrauenswürdige Satellitensignale fortsetzt. Dazu gehören Messergebnisse, die Fehler im Bereich von rund 0,1% bis 2% je nach Plattform zeigen.
GPS ist seit Jahrzehnten das unsichtbare Fundament moderner Navigation: Flugzeuge routen damit, Schiffe halten Kurse, Fahrer erhalten Anweisungen und viele militärische Systeme nutzen die Positionsinformation als gemeinsame Referenz. Mit zunehmender Automatisierung wächst allerdings die Abhängigkeit in einer neuen Dimension: Autonome Drohnen, Fahrzeuge und Plattformen müssen nicht nur „wissen, wo sie sind“, sondern auch zuverlässig dorthin navigieren, wenn das Umfeld elektronisch umkämpft ist. Experten berichten, dass Störsender GPS-Frequenzen überdecken können und dass Spoofer falsche Signale einspeisen, sodass Empfänger eine überzeugend falsche Position berechnen. Genau dieser Wechsel vom theoretischen Risiko zur operativen Normalität treibt Innovationen im Bereich GPS-denied Navigation voran.
Die historische Ausgangslage ist klar: Militärische Akteure haben GPS-Verfügbarkeit schon früh als angreifbar eingeordnet. Aktuelle Konflikte haben die Erwartung „Wenn GPS gestört wird, dann reagieren wir“ jedoch in „Störung passiert regelmäßig“ übersetzt. In solchen Szenarien werden Kommunikationswege und Satellitennavigation häufig gemeinsam adressiert, etwa um unbemannte Systeme abzulenken oder ihre Zielerfassung zu stören. Laut dem ANELLO-CEO Dr. Mario Paniccia geraten dadurch autonome Systeme unter zusätzlichen Druck: „Anything we sell that’s autonomous must be able to operate in a GPS-denied environment.“ Der technische Kern dahinter ist Resilienz: Navigation soll nicht bei GPS-Ausfall stehen bleiben, sondern weiterlaufen, bis wieder vertrauenswürdige Signale vorliegen.
Ein Ansatz zur GPS-freien Navigation nutzt Kameras und Computer Vision: Das System vergleicht visuelle Eindrücke mit Karten oder bekannten Geländemerkmalen, um die eigene Lage abzuschätzen. Das funktioniert besonders gut bei stabilen Landmarken – wird aber in offenen Gewässern, bei Nebel, geschlossener Bewölkung, in Schneelagen oder in Umgebungen ohne klare Bezugspunkte deutlich schwieriger. Eine zweite Klasse setzt auf Inertial Navigation Systems (INS), die Bewegungen und Rotation ohne äußere Referenz direkt messen. In der Praxis sind dafür hochpräzise Faser-Optik-Gyroskope (FOGs) bekannt, die historische Premium-Leistungswerte liefern, etwa in Anwendungen, in denen U-Boote über Monate präzise Position halten. Die Herausforderung liegt darin, dieses Leistungsniveau in eine skalierbare, kompakte und kostenfähige Form zu bringen.
ANELLO adressiert genau diesen Skalierungshebel: Die Firma überträgt Konzepte der Silizium-Photonik aus der Chip- und Rechenzentrumsindustrie auf Navigation. Vor der Unternehmensgründung arbeitete Paniccia laut eigener Darstellung über zwei Jahrzehnte bei NVIDIA? Nein: in der Quelle wird Intel als Station genannt, wo Silicon-Photonics-Techniken entwickelt wurden, die optische Komponenten per Halbleiterfertigung auf Chips integrieren. Bei ANELLO wird daraus ein Silicon Photonics Optical Gyroscope (SiPhOG), also ein miniaturisiertes optisches Gyroskop auf Faserbasis, das inertiale Messungen zur Verfolgung von Orientierung und Bewegung liefert. Wenn GPS als Bezug wieder zuverlässig wird, kann die Software die inertialen Bahndaten mit den Satelliteninformationen abgleichen; wenn nicht, bleibt das System über den inertialen Pfad funktionsfähig.
Entscheidend für die Nutzbarkeit ist die Fehlerakkumulation: INS kann nach einem Satellitenausfall zwar sofort weiterarbeiten, doch kleinste Messabweichungen wachsen mit Zeit und zurückgelegter Strecke. Hochwertige Gyroskope begrenzen diese Drift, während zusätzliche Sensoren und zeitnahe Fusion mit anderen Datenquellen die Genauigkeit stabil halten. In einem gemeldeten Ground-Vehicle-Test soll ANELLO GPS während einer rund 100 Kilometer langen Fahrt getrennt haben und danach ohne Kameras, ohne visuelle Hilfen und ohne LIDAR navigiert haben. Bei Wiederherstellung lag das Fahrzeug etwa 100 Meter vom GPS-referenzierten Kurs ab, was grob 0,1% Fehler über die Distanz entspricht. Für USVs nennt die Firma Fehler im Bereich von etwa 1% bis 1,5% der zurückgelegten Strecke nach Entfernen von GPS; bei festen Flügeldrohnen wurden Werte meist unter 2% bzw. teils nahe 1% berichtet. Für Unterwasserplattformen gilt zusätzlich: GPS funktioniert dort praktisch nicht, daher wird Inertialtechnik häufig mit Doppler Velocity Logs kombiniert.
Marktseitig verschiebt sich damit auch der Wettbewerbsfokus. Während Vision-orientierte Navigation in ruhigen Umgebungen konkurrenzfähig bleibt, verlagert sich die entscheidende Frage in umkämpften elektromagnetischen Lagen auf die Qualität der inertialen Komponente und auf die Robustheit der Sensorfusion. Zu alternativen Pfaden zählen etwa INS-Lösungen etablierter Navigations- und Avionik-Anbieter wie Honeywell, Safran oder Raytheon/Collins-Ökosysteme, die ebenfalls auf präzise Gyroskope und Filteralgorithmen setzen. Gleichzeitig steht die Branche unter dem Eindruck, dass „GPS immer verfügbar“ als Architekturannahme ausgedient hat. Für Entscheider ist das auch eine Sicherheitsfrage: Wenn ein System trotz Spoofing weiter navigiert, muss es zugleich Mechanismen besitzen, um falsche GPS-Quellen zu erkennen und deren Einfluss zu begrenzen. Genau hier liegt der regulatorische und betriebliche Nutzen, weil Fehlpositionen etwa in sensiblen Umgebungen sicherheits- und haftungsrelevant werden können.
Der Blick nach vorn betrifft nicht nur ANELLO, sondern die Planungslogik vieler Nutzerorganisationen. Die Quelle nennt, dass ANELLO 25 Millionen US-Dollar zur Produktionsausweitung eingeworben und Unterstützung für die Fertigung erhalten haben soll, um die Kapazität zu erhöhen. Unabhängig von der konkreten Finanzierungsrunde zeigt das Muster: Resiliente Navigation wird schneller zur Entwicklungsanforderung, weil autonome Systeme in immer mehr Bereichen eingesetzt werden. Für Entwickler bedeutet das: Designen muss man die KI-Entscheidungen und die Sensorik gemeinsam, inklusive Testverfahren für Drift, Störszenarien und Fail-Safe-Strategien. In den nächsten Jahren wird sich die Industrie stärker auf verifizierbare Genauigkeit, zuverlässige Sensor-Fusion und nachvollziehbare Sicherheitsnachweise konzentrieren müssen.
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