Satellitennavigation ist längst mehr als eine Orientierungshilfe für Auto oder Smartphone. Zeit- und Positionsdaten aus GPS, Galileo oder BeiDou halten Energie- und Kommunikationsnetze im Takt, synchronisieren Finanztransaktionen und steuern Referenzstationen in der Geodäsie. Doch diese Systeme sind anfällig: GNSS-Signale sind extrem schwach – rund –130 dBm – und können leicht gestört oder manipuliert werden.
In den vergangenen Jahren häuften sich Berichte über GNSS-Ausfälle in Europa, etwa über dem Baltikum, Finnland oder dem Schwarzen Meer. Laut EUROCONTROL kommt es dort regelmäßig zu Beeinträchtigungen durch absichtliches Jamming und Spoofing – ein ernstes Risiko für zivile Infrastruktur und Luftfahrt.
Von der Forschung zur Anwendung
Am DLR-Institut für Kommunikation und Navigation wurde über mehrere Jahre ein Mehrantennensystem entwickelt, das GNSS-Empfänger wirksam gegen Störungen schützt. Auf dieser Grundlage entsteht nun das industrielle Nachfolgeprodukt CRPA-Guard. Das Gerät soll GNSS-Empfänger in Zukunft durch intelligente Signalverarbeitung widerstandsfähiger machen.
Einfache Integration durch Antennenersatz
Der CRPA-Guard ist so konzipiert, dass er eine bestehende GNSS-Antenne direkt ersetzen kann. Dadurch lässt sich der Schutz vor Stör- und Täuschsignalen ohne Eingriff in die nachgelagerte Hardware oder Software nachrüsten.
Diese Austauschbarkeit ist besonders für stationäre Installationen interessant, etwa in Netzsynchronisationssystemen oder Referenzstationen, bei denen Änderungen an der Empfangselektronik mit hohem Aufwand verbunden wären.
Präzision durch RTK-Verfahren
Neben der Unterdrückung von Störsignalen unterstützt der CRPA-Guard auch das RTK-Verfahren (Real-Time Kinematic). Dieses nutzt Korrekturdaten von Referenzstationen, um Positionsbestimmungen mit Zentimeter- bis Millimeter-Genauigkeit zu ermöglichen.
Damit bleibt die Genauigkeit selbst dann erhalten, wenn Interferenzen die Signalqualität beeinträchtigen. Diese Fähigkeit ist besonders für Anwendungen im Vermessungswesen und in Synchronisationssystemen von Bedeutung.
Mehr als Abschirmung
Herzstück ist ein miniaturisiertes CRPA-Antennenarray (Controlled Reception Pattern Antenna) mit vier GNSS-Elementen. Über adaptive Verfahren wie Nulling und Beamforming analysiert es eingehende Signale im Raum-, Zeit- und Frequenzbereich, erkennt Störquellen und blendet sie gezielt aus. So bleibt der Empfang der echten Satellitensignale stabil – selbst bei massiver Interferenz.
Der CRPA-Guard kann nicht nur Störungen unterdrücken, sondern auch Spoofing-Angriffe erkennen und die Richtung von Störsignalen bestimmen. Zusätzlich liefert das System auf Wunsch eigene Positions- und Zeitdaten, sodass es sich auch als autonomer, geschützter GNSS-Empfänger nutzen lässt.
Einsatzfelder und Ausblick
Mit seinem modularen Aufbau und der Kombination aus Antennentechnik, RTK-Präzision und Echtzeit-Signalverarbeitung überführt der CRPA-Guard bewährte Forschung in die Praxis. Das System befindet sich derzeit auf Technologiereifegrad (TRL) 4–5; im Rahmen weiterer Entwicklungsprojekte soll es bis TRL 6–7 reifen und in realen Umgebungen demonstriert werden.
GNSS-Resilienz wird damit nicht länger nur erforscht, sondern konkret anwendbar – ein Schritt hin zu robusterer, sichererer PNT-Technologie.
Als in Deutschland entwickelte, ausschließlich auf zivilen GNSS-Signalen basierende Lösung vereint der CRPA-Guard hohe Interferenzresistenz mit einfacher Integration – ohne Exportbeschränkungen und als Beitrag zu einer unabhängigen europäischen PNT-Infrastruktur.
