Smartphones und Navigationssysteme: „Galileo läuft längst!“

Die Europäische Union hat vier weitere Satelliten für das eigene Navigationssystem „Galileo“ ins All geschossen. Was dahinter steckt, wo die Unterschiede zum amerikanischen GPS liegen und was das für unsere Smartphones bedeutet, erklärt Prof. Dr. Götz Kappen von unserem Fachbereich Elektrotechnik und Informatik.

Herr Prof. Kappen, viele Medien haben in den vergangenen Tagen getitelt, dass Europa unabhängiger von den USA wird und endlich sein eigenes Navigationssystem bekommt – Galileo. Was ist da dran?

Tatsächlich ist das Projekt schon viel früher gestartet. Schon 2005 haben die Europäer die ersten Satelliten auf die Umlaufbahnen geschossen, um erste Tests durchzuführen. Zum Navigieren sind vier Satelliten nämlich Minimum: Einen benötigt man, um die Uhr zu synchronisieren, und drei weitere, um die Entfernungen zur Erde zu messen – dann jeweils die x-, y- und z-Koordinate beziehungsweise Länge, Breite und Höhe. Aktuell sind 14 Satelliten für Galileo im Umlauf, acht weitere sind noch nicht online, zwei sind nicht nutzbar. Das heißt: Galileo läuft längst! Das Thema ist nur aktuell politisch aufgeladener als vor zehn Jahren.

 

Wie ist das denn mit unseren Smartphones, haben die auch schon die Technik, um auf Galileo zuzugreifen oder läuft da alles über GPS?

Sie entscheiden bei Ihrem Smartphone eigentlich nur darüber, ob Informationen über Ihren Standort an die Software weitergegeben werden sollen oder nicht. Die Ortung der Position selbst läuft immer, und zwar über alle Globalen Navigationssatellitensysteme, die es gibt. Dazu zählen dann bei uns Galileo und das amerikanische GPS mit 31 Satelliten. Es gibt aber zum Beispiel auch noch das russische Glonass mit 24 Satelliten oder das chinesische Beidou mit 23 Satelliten.

 

Unterscheiden sich die Systeme denn technisch voneinander?

Ja, der Empfänger bei Galileo ist im Detail anders aufgebaut, aber das Prinzip ist das gleiche. Die Europäer haben sich gedacht, es wäre gut, wegen der Hardware die gleiche Frequenz wie die Amerikaner zu nutzen. Das russische System ist bei uns etwas schwieriger integrierbar, allein wegen unterschiedlichen Zeitsystemen. Aber alle sind gleich gut, die Systeme sind absolut genial aufgebaut! Die Satelliten kreisen in circa 20000 Kilometer über dem Erdboden und funken mit wenigen Watt – das ist letztendlich nur eine schlappe Glühbirne und das Signal muss ja dann auch noch eine sehr lange Wegstrecke zurücklegen. Deshalb ist es aber auch auf der Erdoberfläche sehr schwach und sehr leicht störbar.

 

Störbar, was ist damit denn gemeint?

Um einwandfreie Ergebnisse zu erhalten, muss die Unabhängigkeit der Messungen gewährleistet sein. Einfach gesagt: Die Signale der Satelliten dürfen sich nicht in die Quere kommen, und die äußeren Faktoren müssen stimmen. So beeinflussen unterschiedliche Entfernungen die Messzeiten, und auch andere Signale schwirren durch die Welt – es geht schon los bei metallisierten Fensterscheiben, das reflektiert und stört. Deshalb kommen meist weitere Sensoren zum Einsatz. Wie man Störungen noch schneller aufspürt, dazu forschen wir übrigens in meinem Labor, und auch die Grundlagen der Navigation können die Studierende bei uns im Master lernen.

 

Braucht man die Navigationssysteme eigentlich noch für andere Dinge außer für die Standortbestimmung?

Ja, und die Standortbestimmung macht sogar nur einen kleinen Teil aus! Unsere komplette Zeitsynchronisierung läuft über die Satelliten im All. Und da hängt ganz viel dran: Unsere Stromversorgung zum Beispiel und unsere Kommunikation im ganz Speziellen.

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