ESA

Herausforderungen und Lösungsansätze

Anknüpfend an unseren Blogbeitrag zum NAVIS Workshop vom 29. Jänner 2025 in Wien, beschäftigen wir uns in diesem Blogbeitrag mit den potenziellen Auswirkungen sowie möglichen Lösungsansätzen, die durch die heutige GNSS-Abhängigkeit kritischer Infrastrukturen besteht.

Wenn GPS/Galileo ausfällt: Die verborgenen Risiken für unsere kritischen Systeme

In der heutigen Welt ist die Befriedigung unserer Bedürfnisse stark von der Verfügbarkeit von GNSS (GPS/Galileo) abhängig. Doch in Zeiten multipler Krisen können wir nicht davon ausgehen, dass diese Systeme unter allen Umständen fehlerfrei funktionieren.

Vielleicht denken Sie: „Was ist schon dabei? Ich nehme einfach eine Papierkarte.“ Doch der Ausfall von GNSS betrifft weit mehr als nur die Navigation. So ist beispielsweise das Stromnetz—eine Schlüsselkomponente kritischer Infrastruktur—auf GNSS für präzise Zeitsynchronisation angewiesen. Ohne diese Synchronisation riskieren wir großflächige Blackouts.

GNSS-Ausfälle können durch Jamming (z. B. mit kleinen tragbaren Geräten) oder Spoofing verursacht werden und gefährden essenzielle Systeme und Dienste, darunter:

• Stromnetze: Sie sind abhängig von GNSS für die Zeitsynchronisation, die für die Netzstabilität, die Koordination von Kraftwerken und die schnelle Fehlererkennung unerlässlich ist.
• Mobilfunknetze: Sie benötigen präzise Zeitstempel für einen nahtlosen Betrieb.
• Verkehrssysteme: Sie setzen auf präzise GNSS Daten für Koordination und Sicherheit.
• Rechenzentren & Cloud-Dienste: Sie sind auf GNSS-basierte Zeitsynchronisation angewiesen, um die Integrität von Datenbanken, verteiltes Rechnen und sichere Transaktionen zu gewährleisten; Störungen können zu Datenkorruption, fehlgeschlagener Authentifizierung und Ausfällen in kritischer digitaler Infrastruktur führen.
• Finanzmärkte: Sie verlassen sich auf genaue Zeitstempel, um die korrekte Reihenfolge von Handelsaufträgen sicherzustellen.
• Rettungsdienste: Sie sind abhängig von präzisen Orts- und Zeitangaben, um effektiv zu reagieren.
• Landwirtschaft: GNSS ermöglicht präzise Maschinensteuerung und effiziente Landwirtschaft; Ausfälle können Erträge und Betriebsabläufe beeinträchtigen.
• Militärische Operationen: Sie setzen auf GNSS zur Koordination von Truppenbewegungen, Logistik und präziser Zielerfassung; Ausfälle können Operationen stören und die Lageeinschätzung beeinträchtigen.

NAVISP und FORTE: Lösungen für mehr Resilienz

Das NAVISP-Programm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) geht diese Schwachstellen direkt an, indem es Technologien fördert, die Positionierung, Navigation und Timing (PNT) unabhängig von GNSS und widerstandsfähiger machen. Zudem unterstützt es innovative GNSS-Anwendungen, beispielsweise für das autonome Fahren.

Zusammenfassend konzentriert sich NAVISP auf:

• Die Entwicklung von Alternativen zu GNSS, wie terrestrische Zeitsynchronisations- und Positionierungsnetze, inertiale Navigation und hybride Systeme.
• Die Erhöhung der Verfügbarkeit von GNSS durch fortschrittliche Erkennung und/oder Unterdrückung von Jamming und Spoofing.
• Die Förderung von Innovationen im Bereich PNT-Technologien für Mobilität, Infrastruktur und resiliente Kommunikation.

Durch die Integration von GNSS mit ergänzenden Systemen sorgt NAVISP für robuste Leistung, selbst in herausfordernden Umgebungen wie dicht besiedelten Städten oder Gebirgsregionen.

Neben der finanziellen Fördermöglichkeit treten im Rahmen von NAVISP regelmäßig Infrastrukturbetreiber, Experten, Forschungseinrichtungen und ESA-Vertreter zusammen, um neueste Technologien für resilientes PNT zu erkunden, Herausforderungen in Mobilitäts- und Infrastruktursystemen zu diskutieren und gezielt Projektideen für das NAVISP-Programm mit ESA-Experten zu entwickeln. Siehe dazu auch unseren Blogbeitrag zum NAVIS Workshop vom 29. Jänner 2025 in Wien.

Glossar

ESA – Europäische Weltraumorganisation
Die European Space Agency (ESA) ist eine zwischenstaatliche Organisation zur Förderung der europäischen Raumfahrt. Sie entwickelt Satellitensysteme, darunter Galileo, und unterstützt innovative Programme wie NAVISP.

GNSS – Global Navigation Satellite System
Globale Satellitennavigationssysteme liefern Positions-, Navigations- und Zeitinformationen. Dazu gehören GPS (USA), Galileo (EU), GLONASS (Russland) und BeiDou (China).

IRIS² – Infrastructure for Resilience, Interconnectivity and Security by Satellite
Eine geplante europäische Satellitenkonstellation zur Sicherstellung sicherer und unabhängiger Kommunikations- und Navigationsdienste

NAVISP – Navigation Innovation and Support Program
Ein ESA-Programm zur Förderung innovativer Technologien im Bereich PNT. Ziel ist es, innovative Anwendungen für PNT voranzutreiben sowie Europas Resilienz und Unabhängigkeit in der Navigation zu stärken.

PNT – Positioning, Navigation, Timing
Die drei wesentlichen Funktionen von Navigationssystemen: Positionsbestimmung (Wo bin ich?), Navigation (Wie komme ich ans Ziel?) und Zeitmessung (Synchronisation von Netzwerken und Systemen).

Schutz kritischer Infrastrukturen, wenn GPS oder Galileo ausfällt

Am 29. Jänner 2025 veranstalteten das BMK, die ESA, Austriatech und die FFG einen Workshop zur Stärkung wichtiger Technologien, die für die Resilienz von kritischen Infrastrukturen und die Zukunft der Mobilität unerlässlich sind. Die Veranstaltung war Teil des ESA-NAVISP-Programms, und brachte Infrastrukturbetreiber, Experten, Forschungseinrichtungen und ESA-Vertreter zusammen. Das Ziel dabei war, neueste Technologien für resilientes PNT zu erkunden, Herausforderungen in Mobilitäts- und Infrastruktursystemen zu diskutieren und gezielt Projektideen für das NAVISP-Programm mit ESA-Experten zu entwickeln.

Workshop Highlights: “Pole Position with Satellite Navigation”

Der Workshop betonte die immens wachsenden Anwendungsfelder für Satellitennavigation (GPS, Galileo, und GNSS allgemein) und die Bemühungen, kritische Infrastrukturen zu stärken sowie neue zu schaffen. Es geht darum, Europas Resilienz und Unabhängigkeit zu sichern – auch in Österreich. Ein Ausfall von GNSS ist längst kein theoretisches Risiko mehr, sondern ein reales Szenario mit potenziell schwerwiegenden Folgen, etwa einem flächendeckenden Stromausfall in Europa. Angesichts neuer Infrastrukturprojekte und der notwendigen Anpassung bestehender Systeme wie Stromnetze und Verkehrsnetze ergaben sich folgende Kernpunkte.

Wichtigste Erkenntnisse:

• Wachsende Sensibilisierung für GNSS-Schwachstellen: Europas Fokus verlagert sich von bloßer Leistungssteigerung hin zur Sicherstellung von Verfügbarkeit und Resilienz, wobei Jamming und Spoofing als zentrale Bedrohungen gelten.
• Österreichs wichtige Rolle bei GNSS-Anwendungen: Neben der Luftfahrt setzen österreichische Verkehrssysteme auf der Straße und auf der Schiene zunehmend auf GNSS. Die nächsten Schritte sind die Skalierung und großflächige Implementierung. Gleichzeitig entstehen neue Geschäftsmöglichkeiten in der Entwicklung von Anti-Jamming- und Spoofing-Technologien, wodurch Österreich sich beispielsweise mit OHB Austria als wichtigem Akteur in diesem Bereich positioniert.
• Weltraum als strategischer Schlüsselbereich: Kein Land kann es sich leisten, den Weltraum zu vernachlässigen. Auch kleinere Staaten wie Österreich investieren verstärkt in eigene Raumfahrtinfrastrukturen, um sich gegen aktuelle und zukünftige weltraumgestützte Systeme abzusichern.
• Großflächige Timing-Infrastruktur zur Absicherung gegen GNSS-Ausfälle: Auf europäischer Ebene entstehen konkrete Projekte für eine robuste, glasfaserbasierte Timing-Infrastruktur. Großbritannien führt in diesem Bereich, während Teile Kontinentaleuropas nachziehen. Dies soll die Basis für zukünftige PNT-Entwicklungen bilden.
• Alternative PNT-Konzepte am Boden und/oder im Weltraum: Neue Lösungen, darunter die IRIS²-Initiative, befinden sich in der Entwicklung. Jede terrestrische Umsetzung sollte dabei auf einer stabilen Timing-Infrastruktur aufbauen.
• Aufstieg der Indoor-Lokalisierung: Während die Fußgängernavigation nicht im Fokus steht, gewinnt Indoor-Positionierung besonders für industrielle Automatisierung und smarte Fertigung stark an Bedeutung.

Wie die team Sie unterstützen kann

Als erfahrenes Beratungsunternehmen für IT in kritischen Infrastrukturen helfen wir Unternehmen, sich an die sich wandelnden Herausforderungen und Regularien in diesem Bereich anzupassen. Von der Analyse bestehender IT-Infrastrukturen bis hin zur Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen helfen wir Ihnen, Innovationen nahtlos in Ihre Prozesse zu integrieren und bestehende Schwachstellen gezielt zu beheben.

Dank unserer branchenübergreifenden Zusammenarbeit in den Bereichen Schienenverkehr, Straßenverkehr, Luft- und Raumfahrt liefern wir Ihnen praxisnahe und nachhaltige Lösungen zur Stärkung Ihrer kritischen Infrastruktur. Zudem prüfen wir, ob Sie von Fördermöglichkeiten profitieren können – etwa aus FFG-Forschungsprogrammen, Verteidigungsforschungsprogrammen oder ESA-Programmen – und beraten Sie dabei gerne.

Gemeinsam mit Ihnen gestalten wir eine zukunftsfähige und resiliente Infrastruktur, die den Anforderungen von heute und morgen gerecht wird.

Glossar

ESA – Europäische Weltraumorganisation
Die European Space Agency (ESA) ist eine zwischenstaatliche Organisation zur Förderung der europäischen Raumfahrt. Sie entwickelt Satellitensysteme, darunter Galileo, und unterstützt innovative Programme wie NAVISP.

GNSS – Global Navigation Satellite System
Globale Satellitennavigationssysteme liefern Positions-, Navigations- und Zeitinformationen. Dazu gehören GPS (USA), Galileo (EU), GLONASS (Russland) und BeiDou (China).

IRIS² – Infrastructure for Resilience, Interconnectivity and Security by Satellite
Eine geplante europäische Satellitenkonstellation zur Sicherstellung sicherer und unabhängiger Kommunikations- und Navigationsdienste

NAVISP – Navigation Innovation and Support Program
Ein ESA-Programm zur Förderung innovativer Technologien im Bereich PNT. Ziel ist es, innovative Anwendungen für PNT voranzutreiben sowie Europas Resilienz und Unabhängigkeit in der Navigation zu stärken.

PNT – Positioning, Navigation, Timing
Die drei wesentlichen Funktionen von Navigationssystemen: Positionsbestimmung (Wo bin ich?), Navigation (Wie komme ich ans Ziel?) und Zeitmessung (Synchronisation von Netzwerken und Systemen).