Ein temporärer Ausfall von globalen Satellitennavigationssystemen (GNSS) hätte erhebliche Auswirkungen. Chaos und Unsicherheit wären die Folge. Im KIRAS-Projekt CATCH-IN befasst sich ein multidisziplinäres Team mit diesem Thema. Das Hauptziel des Projekts ist es, Expertise über auftretende GNSS-Störungen wie Interferenz, Jamming und Spoofing weiter auszubauen und gleichzeitig geeignete Gegenmaßnahmen zu konzeptionieren.
Störungen der Zeit- und Navigationssysteme
Jamming and Spoofing klingt eher wie etwas, das in einem Musikclub stattfindet, als unhörbar im Luftraum. Beides sind Störmethoden, um Chaos in Zeit- und Navigationssystemen zu stiften. Störungen können auch nicht mutwillige Ursachen haben. Sonnenstürme oder defekte Geräte können ebenfalls Störungen verursachen. Betroffen davon sind zivile oder militärische Anwendungen wie Luft- oder Schifffahrt, Transport und Mobilität generell, der Finanzmarkt, die Landwirtschaft oder Rettungsdienste. Der Schaden, der dabei entstehen könnte, geht ins Unermessliche. Wäre etwa ein Flughafen betroffen, käme es zu Verspätungen, Annullierungen, zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen, Entschädigungszahlungen, erhöhten Personalkosten, Verzögerungen im Frachtverkehr und vieles mehr. Abgesehen davon käme es zu Reputationsschäden wie Vertrauensverlust. Kurzum, der Schaden stiege in die Höhe mehrerer Millionen Euro pro Tag.
Sensorsystem
Um diese Risiken zu minimieren, forscht ein Team von DIGITAL an einem Sensorsystem, das Störungen der GNSS-Signale in Echtzeit erkennen und lokalisieren kann. Projektleiterin Susanne Schweitzer erklärt: „Wir arbeiten daran, ein Netzwerk aus Messgeräten bereitzustellen, die Störungen orten. Die Daten sollen für Betreiber von kritischen Infrastrukturbetrieben wie zum Beispiel Flughäfen zugänglich sein. Dafür entwickeln wir sogenannte Sensorboxen. Darin befindet sich neben einem GNSS-Empfänger auch ein kleiner Computer.“ Der erste Testbetrieb mit diesen Boxen soll am Grazer Flughafen stattfinden. Der Testbetrieb wird dann so gestaltet, dass die Sensorboxen an definierten Stellen positioniert werden und jeweils alle Signale messen und aufzeichnen, die im Bereich der GNSS-Frequenzbänder auftreten. Tritt eine Störung auf, sieht man das im aufgezeichneten Signal und durch Korrelation der Beobachtungen an unterschiedlichen Stellen kann man berechnen, wo und wann die Interferenz aufgetreten ist. Wir können also den örtlichen Ursprung und den Zeitpunkt der Störung ausfindig machen“, erklärt Schweitzer. Die dafür verwendeten Sensortechnologien wurden von JOANNEUM RESEARCH und dem Projektpartner IGASPIN entwickelt. Treten Unregelmäßigkeiten im GNSS-Spektrum auf, werden über einen dafür entwickelten Algorithmus Richtung und Entfernung der Störquelle errechnet.
Psychologie
Diese technologischen Entwicklungen gepaart mit psychologischen Untersuchungen, welche die FH JOANNEUM in dem Projekt durchführt, sollen die Sicherheit auf Flughäfen langfristig erhöhen. Die Psychologin und Forscherin Denise Koren von der FH JOANNEUM steigt an diesem Punkt ein. Sie untersucht im Rahmen des Projekts mögliche Auswirkungen auf handelnde Personen. „Wir ermitteln im Flugsimulator und durch Befragungen Faktoren der psychischen Belastung von Pilot*innen oder Fluglots*innen, wenn Störungen in der GPS-Navigation auftreten. Die Informationen aus diesen Tests fließen in die Trainings des Flugpersonals ein. Das erhöht weiter die Sicherheit des Flugverkehrs“, erklärt Koren. Getestet wird im Flugsimulator mit Elektroden und Sensoren zur Messung der Herzratenvariabilität und Schweißdrüsenaktivität. „Mit den so generierten Daten möchten wir herausfinden, ob es für Flugzeug-Crews mehr Trainings in diesem Bereich geben müsste, oder ob die Checklisten, die im Fall eines Ausfalls abgearbeitet werden, angepasst werden müssen“, erklärt Koren.
Sicherheit
Das Ziel beider Forschungsgruppen ist es dabei, das Fliegen, als ohnehin bereits sicherste Transportart noch sicherer zu machen. Ein Plus: Das Sensornetzwerk kann auch erweitert und über das Projekt hinaus zum Beispiel für die Erstellung einer Interferenzlandkarte für Österreich herangezogen werden, von der dann alle Erhalter kritischer Infrastruktur profitieren würden.
Das von der FFG geförderte KIRAS-Projekt läuft noch bis Ende 2024. Partner sind das Institut Luftfahrt für FH JOANNEUM, die ASFINAG, die Austro Control Österreichische Gesellschaft für Zivilluftfahrt mbH sowie IGASPIN GmbH. Die Bedarfsträger sind das Bundesministerium für Landesverteidigung (BMLV) sowie das Bundesministerium für Finanzen, Fernmeldebehörde (BMF).
Weitere Infos