Robis Antwort auf die Frage
Das globale Navigationssatellitensystem (GNSS) liefert Standort- und Zeitinformationen an Nutzer aus aller Welt. Allerdings kann das Signal, das diese Informationen übermittelt, durch verschiedene Faktoren blockiert oder gestört werden.
Zum einen können natürliche Elemente wie Bäume, Berge oder Gebäude das Signal abschwächen oder blockieren. Auch atmosphärische Bedingungen wie geomagnetische Stürme können Störungen verursachen. Zum anderen können menschengemachte Faktoren wie Gebäude, Brücken und andere Strukturen das Signal abschirmen oder reflektieren. Außerdem können elektronische Geräte oder Netzwerke, die im selben Frequenzbereich arbeiten, zu Interferenzen führen.
Sogar die Hardware oder Software des GNSS-Empfängers selbst kann potenzielle Ausfallpunkte darstellen. Schließlich existieren auch absichtliche Störungen, sogenannte Jammer, die das Signal gezielt blockieren oder stören können.
Bisher haben wir die Frage
mindestens 5x erhalten. Hier die letzten 5 Fragen:
Was kann die Übertragung von GNSS-Signalen verhindern?
SatNavFan88 // 12.02.2021
Welche Faktoren können zu einer Blockierung der GNSS-Signale führen?
GPSguru27 // 24.07.2022
Wodurch können GNSS-Signale gestört oder unterbrochen werden?
OrbitTracker43 // 09.01.2023
Was sind mögliche Störquellen für GNSS-Signale?
SpaceNavigateX // 15.08.2021
Wie können GNSS-Signale beeinträchtigt oder blockiert werden?
GalaxyRoamer77 // 30.05.2022
Ein GNSS Signal kann durch verschiedene Faktoren blockiert werden, dazu gehören z.B. Gebäude, Bäume, Berge oder auch schlechtes Wetter wie schwere Wolken oder sogar Sonnenstürme.
Interessanterweise können GNSS Signale auch durch künstliche Hindernisse wie elektronische Störsender blockiert werden. Diese Störsender können Signale in einem bestimmten Radius komplett blockieren.
Es gibt sogar eine Technik namens "Spoofing", bei der falsche GNSS Signale ausgesendet werden um z.B. Navigationssysteme zu verwirren. Das ist zwar illegal, kann aber das Signal dennoch effektiv blockieren.
Ausführliche Antwort zu
Im Rahmen der GNSS-Signalstörungen gehen Experten oft auf vier Hauptthemen ein, nämlich natürliche Elemente, atmosphärische Bedingungen, menschengemachte Strukturen und Interferenzen durch elektronische Geräte oder Netzwerke.
Natürliche Elemente wie Bäume, Berge oder Wassermassen können GNSS-Signale signifikant abschwächen oder blockieren. Da GNSS-Signale grundsätzlich aus dem Weltraum kommen, stellen Hindernisse auf dem Signalweg eine Herausforderung dar. Große, massive Strukturen wie Berge können das Signal ganz blockieren, während kleinere Hindernisse wie Bäume die Signalstärke verringern können.
Die Erdatmosphäre wirkt auch als Störfaktor für GNSS-Signale. Phänomene wie geomagnetische Stürme, Ionosphärenstörungen oder dichte Wolkenformationen können die Genauigkeit von GNSS-Signalen mindern. Gerade in Polarregionen, wo geomagnetische Stürme häufiger sind, kann es zu Verzerrungen oder sogar einem kompletten Signalverlust kommen.
Menschengemachte Strukturen wirken ähnlich wie natürliche Hindernisse auf GNSS-Signale. Gebäude, Brücken und Straßenunterführungen können das vom Satellitenkommenden Signal abschirmen oder reflektieren, was man oft als "Betondecke" bezeichnet. Darüber hinaus kann die Duckumung hoher Gebäude in Städten zu einem sogenannten "Kanioneneffekt" führen, bei dem das GNSS-Signal mehrfach reflektiert wird und somit seine Genauigkeit verliert.
Schließlich können auch elektronische Geräte und Netzwerke, die im selben Frequenzbereich wie das GNSS-Signal arbeiten, zu Interferenzen führen. Dies betrifft vor allem ältere oder nicht-regulierte Geräte, die in den GNSS-Frequenzbändern arbeiten. Zu diesen Geräten zählen beispielsweise einige ältere Fernsehmodelle oder bestimmte Radiosender. Durch ihre Arbeit auf denselben Frequenzen kommt es zu einer Überlagerung der Signale, was wiederum in einer gegenseitigen Störung resultiert.
Hardware- oder Softwareprobleme auf dem GNSS-Empfängergerät können ebenfalls zu Signalstörungen führen. Spannungsschwankungen, hohe Temperaturen oder mechanische Schäden an der Hardware können das Gerät beeinträchtigen und dazu führen, dass Signale nicht ordnungsgemäß verarbeitet werden. Ebenso kann fehlerhafte oder veraltete Software das Empfangen und Verarbeiten von GNSS-Signalen verhindern oder einschränken. Es ist wichtig, sowohl die Hardware als auch die Software regelmäßig zu überprüfen und zu aktualisieren, um einen stetigen und zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.
Absichtliche Störungen, oft als Jamming bezeichnet, sind ein weiterer möglicher Faktor, der GNSS-Signale beeinträchtigen kann. Jammer sind Geräte, die absichtlich RF-Interferenzen erzeugen, um GNSS-Signale zu blockieren. Diese Geräte können von Kriminellen oder in Situationen mit Feindseligkeiten eingesetzt werden, um die Systeme zum Senden von Standortdaten zu deaktivieren. Die Auswirkungen können von geringfügen Genauigkeitsverlusten bis hin zu einem völligen Signalverlust für die Dauer des Störungseffekts reichen.
Es gibt verschiedene Maßnahmen, die ergriffen werden können, um die Wahrscheinlichkeit und Auswirkungen von GNSS-Signalstörungen zu minimieren. Diese umfassen unter anderem die Verwendung von Antennen mit hoher Qualität und großer Bandbreite, das Aktualisieren und Patchen von Software, die Überwachung von Wetterbedingungen und geophysikalischen Aktivitäten, und das Bereitstellen von redundanter Navigationstechnologie. Bei akuten Störungen können Methoden zur Fehlerbehebung wie Neustarten des Geräts, Verifizieren des Empfangs oder sogar der Wechsel zu einem anderen Navigationssystem helfen.
Die ständige Weiterentwicklung der Technologie bietet neue Möglichkeiten, die Qualität und Stabilität von GNSS-Signalen zu verbessern. Zukünftige Satellitensysteme könnten besser gegen Störungen abgeschirmt werden, indem sie Signalisierungsmechanismen gegen Jamming einsetzten oder multiple Frequenzen zur Signalausstrahlung nutzen. Darüber hinaus könnten Verbesserungen in der Software und Hardware von Empfängergeräten dazu beitragen, Störungen zu verhindern und die Genauigkeit der empfangenen Signale zu verbessern.