GNSS ist für viele professionelle Anwendungen längst ein selbstverständlicher Bestandteil der technischen Infrastruktur. GNSS Jamming und Spoofing rücken deshalb zunehmend in den Fokus, wenn es um die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit dieser Systeme geht. Vermessung, Referenzstationen, Maschinen, Navigationslösungen und autonome Systeme nutzen Satellitensignale für Positionierung, Navigation oder eine präzise Zeitbasis. Damit wächst zugleich die Abhängigkeit von verlässlichen GNSS-Daten. Denn eine präzise berechnete Position hilft nur dann, wenn der Anwender ihr auch vertrauen kann.
„GNSS-Anwendungen basieren im Kern darauf, dass ich mich auf die Daten verlassen kann. Wenn ich verlässliche Daten benötige, muss ich mich deshalb auch damit beschäftigen, was diese Daten oder die Position stören kann“, sagt Igor Bruss, Geschäftsführer der ALLSAT.
Aus unserer Erfahrung gehört deshalb bei professionellen GNSS-Anwendungen heute mehr zur Systembetrachtung als die nominelle Genauigkeit. Auch die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit der Positionslösung sowie der Umgang mit Störungen spielen eine Rolle. Zwei Begriffe tauchen in diesem Zusammenhang immer häufiger auf: Jamming und Spoofing.
Was ist GNSS Jamming?
Beim Jamming wird der Empfang von GNSS-Signalen durch Funkstörungen beeinträchtigt. Vereinfacht gesagt überlagert ein Störsignal die sehr schwachen Signale, die ein Empfänger von den Navigationssatelliten erhält. Dadurch kann die Qualität der Positionierung abnehmen, einzelne Signale können nicht mehr zuverlässig verarbeitet werden oder eine GNSS-basierte Positionsbestimmung fällt zeitweise vollständig aus.
Was zunächst technisch klingt, wird in der Anwendung schnell konkret. Wer Vermessungsdaten erhebt oder Punkte für ein Bauvorhaben absteckt, muss sich auf die ermittelte Position verlassen können. Ist GNSS Bestandteil einer automatisierten oder integrierten Lösung, werden diese Informationen möglicherweise unmittelbar von weiteren Systemen verarbeitet.
Jamming ist deshalb nicht ausschließlich ein Thema für besonders sicherheitskritische Anwendungen. Entscheidend ist vielmehr, welche Rolle GNSS innerhalb des jeweiligen Prozesses spielt und welche Folgen ein Ausfall hätte.
Was ist GNSS Spoofing?
Spoofing unterscheidet sich grundlegend vom Jamming. Statt den Empfang lediglich zu stören, werden gefälschte beziehungsweise nachgebildete GNSS-Signale ausgesendet, um den Empfänger zu täuschen. Dadurch können fehlerhafte Positions-, Navigations- oder Zeitinformationen entstehen.
Damit entsteht eine besondere Herausforderung: Bei einem vollständigen GNSS-Ausfall ist für den Anwender offensichtlich, dass aktuell keine Position zur Verfügung steht. Bei Spoofing kann dagegen weiterhin eine zunächst plausibel erscheinende Information ausgegeben werden, obwohl sie nicht der tatsächlichen Situation entspricht.
Betrifft GNSS Jamming und Spoofing nur besonders kritische Anwendungen?
GNSS-Störungen werden öffentlich häufig im Zusammenhang mit Konfliktregionen, Luftfahrt, Schifffahrt oder militärischen Anwendungen wahrgenommen. In den vergangenen Jahren haben Berichte über Jamming- und Spoofing-Ereignisse insbesondere rund um Konfliktzonen und andere sensible Regionen deutlich zugenommen.
Daraus sollte jedoch nicht der Schluss entstehen, dass das Thema für andere professionelle GNSS-Anwender grundsätzlich irrelevant ist.
„Was man noch nicht erlebt hat oder nicht kennt, ist erst einmal weit weg. Genau deshalb muss Aufklärungsarbeit stattfinden“, beschreibt Igor Bruss eine Erfahrung, die auch in der Beratung immer wieder eine Rolle spielt.
Die entscheidende Frage ist weniger, ob ein Unternehmen bereits selbst eine GNSS-Störung erlebt hat. Viel wichtiger ist, welche Konsequenzen eine fehlende oder falsche GNSS-Information in der eigenen Anwendung hätte.
Bei einer Vermessung geht es um verlässliche Koordinaten. Bei einer Referenzstation können Daten für zahlreiche weitere Anwender bereitgestellt werden. In automatisierten Anwendungen fließen Positionsinformationen möglicherweise direkt in Steuerungsprozesse ein. In Luftfahrt, Marine oder sicherheitsrelevanten Anwendungen wiederum ist GNSS häufig Bestandteil komplexer Navigations- und Gesamtsysteme.
Welche Maßnahmen sinnvoll sind, hängt deshalb immer von der konkreten Anwendung und den möglichen Folgen einer Störung ab.
Wie kann man sich gegen Jamming und Spoofing schützen?
Es gibt nicht die eine Anti-Jamming- oder Anti-Spoofing-Lösung für jede Anwendung. Technische Maßnahmen können an unterschiedlichen Stellen ansetzen. Je nach System kommen beispielsweise geeignete Antennen- und Filtertechnologien, Funktionen im GNSS-Empfänger, Verfahren zur Erkennung von Interferenzen oder die Kombination mit weiteren Sensoren infrage.
Bei Spoofing spielt zusätzlich die Authentifizierung von Navigationsinformationen eine zunehmende Rolle. Galileo bietet mit OSNMA, der Open Service Navigation Message Authentication, beispielsweise die Möglichkeit, die Authentizität von Navigationsdaten zu überprüfen. Solche Verfahren können bestimmte Spoofing-Risiken reduzieren, ersetzen aber kein ganzheitliches Schutzkonzept.
Für die Praxis beginnt die Auswahl deshalb nicht beim Produkt, sondern bei der Anwendung: Welche Daten werden benötigt? Wie kritisch ist ihre Verfügbarkeit? Was geschieht bei einem Ausfall? Und welche Folgen hätte eine unbemerkte falsche Position?
„Man muss keinen Anti-Jammer oder Anti-Spoofer selbst entwickeln. Dafür gibt es Lösungen. Wir müssen gemeinsam prüfen, was für das jeweilige Projekt die richtige Lösung ist“, sagt Igor Bruss.
Präzision und Vertrauen gehören zusammen
GNSS-Systeme werden häufig anhand ihrer erreichbaren Positionsgenauigkeit beurteilt. Für professionelle Anwendungen bleibt das ein entscheidendes Kriterium. Die Genauigkeit unter idealen Bedingungen beschreibt jedoch nicht jede Situation im praktischen Einsatz.
Störungen, Abschattungen, Mehrwegeffekte und andere Einflüsse gehören zur Realität. Jamming und Spoofing erweitern diese Betrachtung um die Frage, wie ein System mit gezielten oder unbeabsichtigten Störungen umgeht.
Für die Auswahl und Planung einer professionellen GNSS-Lösung sollte deshalb nicht nur gefragt werden, welche Genauigkeit ein System erreichen kann. Ebenso wichtig ist, wie belastbar und nachvollziehbar die daraus resultierende Positionslösung für die jeweilige Anwendung ist.
Genau hier liegt aus unserer Sicht der richtige Ausgangspunkt für die weitere technische Betrachtung: nicht pauschal möglichst viel Schutztechnik einzusetzen, sondern zunächst die tatsächliche Abhängigkeit von GNSS und das konkrete Risiko zu verstehen.
Wir betrachten, wie GNSS-Empfänger Jamming und Spoofing erkennen können, welche Möglichkeiten JAVAD GNSS auf Empfängerseite bietet und wie GNSS-Antennen beziehungsweise Anti-Jamming-Technologien von Calian bereits an der Antenne ansetzen.
Sie möchten wissen, wie sich Ihre GNSS-Anwendung gegenüber Jamming und Spoofing absichern lässt? Sprechen Sie mit uns. Wir beraten Sie gerne zu einer passenden Lösung für Ihre Anwendung.
