CRPA-Guard stärkt die Sicherheit satellitengestützter Systeme

Doch GNSS-Signale sind empfindlich: Sie erreichen die Erde mit typischen Pegeln um –130 dBm – deutlich schwächer als viele andere Funksignale. Dadurch können sie relativ leicht überlagert oder verfälscht werden. In den vergangenen Jahren kam es immer wieder zu großflächigen Störungen, insbesondere in der Nähe von Konfliktregionen wie dem Baltikum oder dem Schwarzen Meer. EUROCONTROL warnte mehrfach vor temporären Ausfällen der Satellitennavigation im zivilen Luftverkehr.

Ein Vorschaltgerät aus der Forschung – für den Praxisbetrieb weiterentwickelt

Am DLR-Institut für Kommunikation und Navigation wurde über mehrere Jahre ein Mehrantennensystem entwickelt, das GNSS-Empfänger aktiv gegen Störungen schützt. Dieser Forschungsprototyp bildet die Grundlage für den CRPA-Guard, der derzeit zur industrietauglichen Lösung weitergeführt wird.

Das Gerät ist so konstruiert, dass es eine bestehende GNSS-Antenne ersetzen kann, aber nicht muss: Es lässt sich als Vorschaltgerät in vorhandene Systeme integrieren oder auch eigenständig als geschützter GNSS-Empfänger betreiben. Dadurch bleiben nachgelagerte Hardware und Software unverändert – ein wesentlicher Vorteil für Betreiber komplexer oder zertifizierter Anlagen.

Intelligente Antennentechnik gegen Jamming und Spoofing

Im Inneren arbeitet ein miniaturisiertes Antennenarray mit vier GNSS-Empfangselementen. Die eingehenden Signale werden digital analysiert, um Störsender oder gefälschte GNSS-Signale (Spoofing) zu erkennen.Adaptive Verfahren wie Nulling und Beamforming unterdrücken gezielt störende Signale, während echte Satellitensignale weiterhin empfangen werden. Dadurch bleibt die GNSS-Funktionalität selbst unter schwierigen Bedingungen erhalten.

Der CRPA-Guard erkennt nicht nur Störungen, sondern kann auch deren Richtung bestimmen. Zusätzlich ist in das Gerät ein GNSS-Empfänger mit RTK-Funktionalität (Real-Time Kinematic) integriert, der Positionsdaten mit Zentimeter- bis Millimeter-Genauigkeit ermöglicht.

Anwendungsfelder: Schutz für kritische Infrastruktur

Da der CRPA-Guard stationär einsetzbar ist und ohne Änderungen an bestehenden Empfängern integriert werden kann, eignet er sich besonders für:

• Telekommunikations- und Energienetze, in denen exakte Zeitsynchronisation essenziell ist
• GNSS-Referenzstationen im Vermessungswesen
• Häfen und maritime Überwachungsstellen, die zuverlässige Navigation benötigen
• Behörden und Forschungseinrichtungen, die Interferenzen überwachen oder Störquellen lokalisieren

Gerade Betreiber kritischer Infrastrukturen sehen im Schutz vor GNSS-Störungen eine zentrale Notwendigkeit. In einer Markterhebung stuften über 80 % der befragten Anwender Gegenmaßnahmen gegen Jamming und Spoofing als „wichtig“ oder „sehr wichtig“ ein.

Technologiereife und Ausblick

Der Entwicklungsstand des CRPA-Guard liegt derzeit bei TRL 4–5. In den kommenden Jahren soll das System im Rahmen weiterer Forschungs- und Entwicklungsprojekte auf TRL 6–7 gebracht und unter realen Einsatzbedingungen demonstriert werden.

Als in Deutschland entwickelte, auf zivilen GNSS-Signalen basierende Lösung ist der CRPA-Guard frei von internationalen Exportrestriktionen und unterstützt zugleich die Stärkung einer unabhängigen europäischen PNT-Infrastruktur.

Mit der Überführung eines langjährig erprobten Forschungsprototyps in eine industrietaugliche Lösung entsteht ein wichtiges Werkzeug, um Energieversorgung, Kommunikation, maritime Navigation und Vermessung robuster, sicherer und zukunftsfähiger zu machen.