Ein 10,2 Milliarden Euro-Projekt (so viel Geld ist im EU-Budget bis 2020 vorgesehen), dessen kurzfristiger Ausfall anscheinend niemanden berührt. So erging es dem europäischen Satellitennavigationssystem Galileo Mitte Juli. Für sechs Tage fiel es komplett aus.

Der Image-Schaden war groß, der Aufschrei klein. Aber warum eigentlich? "Weil fast alle Geräte auf alleinige GPS-Nutzung umgeschaltet haben", sagt Robert Weber dem STANDARD. "Die Leute konnten weiterhin ihr Auto-Navi oder die standortbezogenen Dienste auf dem Smartphone benutzen", meint der Experte des Departments Geodäsie und Geoinformation der Technischen Universität Wien.

"Die Leute wissen gar nicht, wie viele Dienste schon darauf basieren"

Die meisten Geräte haben Receiver-Chips eingebaut, die mehrere Satellitennavigationssysteme gleichzeitig nützen. Fällt eines aus, kompensieren das die anderen. Neben den 31 Satelliten des erwähnten US-amerikanischen Global Positioning Systems (GPS) wären das 25 von Beidou (China) und 24 von Glonass (Russland). Zusammen mit den 22-24 aktiven Galileo-Satelliten bilden sie das Globale Navigationssatellitensystem (GNSS).

Robert Weber arbeitet im Department Geodäsie und Geoinformation der Technischen Universität Wien.
Foto: Weber

Otto Normalverbraucher kann also durchatmen. Ganz anders wäre es, wenn überhaupt kein Navi mehr zur Verfügung stehen würde. "Die Leute wissen gar nicht, wie viele Dienste schon darauf basieren", bemerkt Weber.

Vom LKW bis Energienetz

Die Ortungsdienste helfen etwa via Google Maps, den richtigen Weg zu finden. Viele in LKW und PKW eingebaute Bemautungssysteme hängen auch daran. Ein eigenes Gerät an Bord zeichnet die zurückgelegte Strecke auf und berechnet daraus die fällige Maut. "Im Vermessungs- und Navigationsbereich basieren rund 70% aller Applikationen auf der GNSS-Positionierung", sagt Weber.

Auch die Navigation im Luftfahrt- und Schiffsbereich verlässt sich darauf. Das GPS gibt zudem die weltweite Richtzeit vor. Sämtliche Rechenzentren basieren auf dieser GPS-Zeit, darunter die Telekommunikation, der Zahlungsverkehr und das Energienetz.

APG, der österreichische Übertragungsnetzbetreiber, bestätigt dies auf Anfrage. Gleichzeitig heißt es aber, dass kein kompletter Blackout zu befürchten wäre. Zur Not könnte auf andere Zeitserver zurückgegriffen werden. Es ist aber davon auszugehen, dass "nicht der komplette Infrastruktur-Markt auf einen GPS-Ausfall vorbereitet wäre", sagt Weber.

Warum gibt's vier globale Systeme?

In der Praxis ergänzen sich momentan die Systeme. "Wenn ich in einer engen Häuserschlucht auf der Favoritenstraße fahre und mir die Position im Sekundentakt anzeigen lassen möchte, kann ich mit GPS alleine vielleicht 50 Prozent der Positionen bestimmen. Zusammen mit Galileo 70 Prozent, mit einem dritten Navi 80", sagt Weber. "Ein viertes Navi macht keinen Unterschied mehr. Da geht’s nur noch um Marktanteile".

Überblick: So funktioniert die Standort-Bestimmung.
Foto: REUTERS/isotype.com

Für den Endnutzer zähle nur, so viele Satelliten wie möglich zur Verfügung zu haben. Um die korrekte Position zu empfangen, müssen je nach angewendetem Positionierungsalgorithmus Signale von zumindest vier bis fünf Satelliten messbar sein. In schwerer einsehbaren Gebieten ist diese Zahl durch ein einziges Navi kaum zu erreichen.

Milliardengeschäft

GPS ist Marktführer, je nach Kontinent unterschiedlich stark. In Europa komme es auf rund 60 Prozent, schätzt Weber. Galileo hält wie Glonass bei je circa 20 Prozent, sagt der Experte: "Jeder versucht, nur ja nicht das vierte System zu sein".

Galileo und GPS seien als gleich genau zu bewerten. Ihr Vorteil liegt darin, dass Receiver-Chips ihre Messdaten einfacher kombinieren können als jene der Konkurrenz. Solche kombinierten Chips lassen sich daher auch billiger produzieren. Weil die Signale des russischen Systems nicht dermaßen interoperabel sind, verliert es Marktanteile.

Die GPS-Position wird auch dafür verwendet, um illegale Fischerei aufzuspüren.
Foto: APA/AFP/ERIC BARADAT

Seltener Komplettausfall

"Ein Prozent Markanteil bedeutet mehrere Milliarden Gewinn", meint Weber. Insofern würde sich das EU-Prestigeprojekt leicht rentieren. Seit 2016 befindet sich Galileo in einer Testphase, 2020 soll das System in den Vollbetrieb übergehen. Aktuell greifen rund eine Milliarde Smartphones auf das europäische Satellitennavigationssystem zurück.

Fehler in der Pilotphase seien laut Weber durchaus hinnehmbar. "Für mich ist allerdings unerklärlich, warum die Behebung so lange gedauert hat". Es wurden falsche Navigationsnachrichten an die Galileo-Satelliten gesendet.

Dass Satellitennavigationssysteme komplett ausfallen, ist äußerst selten. Bei Glonass gab es vor vielen Jahren öfters Probleme, weil die Schaltsekunde nicht korrekt in der Navigationsnachricht verarbeitet wurde. Einzelne Satelliten fallen immer wieder aus. Das fällt aber nicht auf, weil dies die anderen kompensieren.

Langsamer, aber wichtiger Fortschritt

Technische Fortschritte in diesem Bereich kommen nur mit jahrelanger Vorlaufzeit im All an. Der "aktuelle" Trend sei jedenfalls, mehrere Sensoren im Nutzerendgerät zu kombinieren, GNSS etwa mit den neuen 5G-Netzen oder Inertialplattformen zu verbinden. Letztere messen Beschleunigung und Drehraten.

Mit dieser Technik kann neben Position und Zeit auch gleichzeitig die Orientierung des Fahrzeugs bestimmt werden: "In welche Richtung schaut mein Fahrzeug?" Diese Sensorfusion werde dann auch autonomen Fahrzeugen zugutekommen.

Zudem hilft Galileo Europa dabei, in vielen Technik-Bereichen unabhängiger von den USA zu werden. Für manche Bauteile gibt es nur einen oder wenige geeignete Hersteller in Europa. Weber nennt etwa die Frequenzgeneratoren in den Satelliten, zuständig für die genaue Zeitmessung. "Wenn Europa Bauteile aus den USA ankaufen müsste, könnten die Amerikaner einbauen, was sie wollen. Das wäre eine Katastrophe". Und Katastrophen verursachen bekanntlich einen größeren Aufschrei. (Andreas Gstaltmeyr, 5.10.2019)