GPS-Backup: Das Potenzial der Verfolgung niedriger Umlaufbahnen

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  Quantumrun-Vorausschau
• 16. Juni 2022

Zusammenfassung der Einblicke

Die Landschaft der globalen Navigationssatellitensysteme (GNSS) wird zu einem Bereich kommerzieller, technologischer und geopolitischer Manöver, wobei Branchen wie autonome Fahrzeughersteller präzisere Positionierungs-, Navigations- und Zeitdaten (PNT) benötigen, als das aktuelle GPS bieten kann. Die Anerkennung von GPS-Daten als Grundlage für die nationale und wirtschaftliche Sicherheit hat zu Maßnahmen und Kooperationen der Regierung geführt, die darauf abzielen, die alleinige Abhängigkeit von GPS zu verringern, insbesondere in kritischen Infrastruktursektoren. Es entstehen neue Unternehmungen, die darauf abzielen, die PNT-Verfügbarkeit durch Satellitenkonstellationen mit niedriger Umlaufbahn zu erweitern und so möglicherweise neue Bereiche der Wirtschaftstätigkeit zu erschließen.

GPS Backup-Kontext

Unternehmen, die Milliarden von Dollar in die Entwicklung selbstfahrender Autos, Lieferdrohnen und städtischer Lufttaxis investieren, verlassen sich auf genaue und zuverlässige Standortdaten, um ihren Betrieb reibungslos zu verwalten. Während beispielsweise Daten auf GPS-Ebene ein Smartphone in einem Umkreis von 4.9 Metern (16 Fuß) lokalisieren können, ist diese Entfernung für die selbstfahrende Autoindustrie nicht genau genug. Unternehmen für autonome Fahrzeuge streben eine Standortgenauigkeit von bis zu 10 Millimetern an, wobei größere Entfernungen erhebliche Sicherheits- und Betriebsherausforderungen in realen Umgebungen darstellen.

Die Abhängigkeit verschiedener Branchen von GPS-Daten ist so weit verbreitet, dass die Störung oder Manipulation von GPS-Daten oder -Signalen die nationale und wirtschaftliche Sicherheit gefährden kann. In den Vereinigten Staaten (USA) erließ die Trump-Regierung im Jahr 2020 eine Durchführungsverordnung, die dem Handelsministerium die Befugnis erteilte, Bedrohungen für die bestehenden PNT-Systeme der USA zu identifizieren, und anordnete, dass staatliche Beschaffungsprozesse diese Bedrohungen berücksichtigen. Das US-Heimatschutzministerium arbeitet auch mit der US-Behörde für Cybersicherheit und Infrastruktursicherheit zusammen, damit das Stromnetz, die Notdienste und andere lebenswichtige Infrastrukturen des Landes nicht vollständig auf GPS angewiesen sind.

Das Bestreben, die PNT-Verfügbarkeit über das GPS hinaus auszuweiten, führte zur Gründung von TrustPoint, einem Startup mit Schwerpunkt auf der Entwicklung eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), das 2020 gegründet wurde. Im Jahr 2 erhielt das Unternehmen eine Startfinanzierung in Höhe von 2021 Millionen US-Dollar. Xona Space Systems wurde 2019 in San Mateo gegründet , Kalifornien, verfolgt das gleiche Projekt. TrustPoint und Xona planen, kleine Satellitenkonstellationen in eine niedrige Umlaufbahn zu bringen, um globale PNT-Dienste unabhängig von bestehenden GPS-Betreibern und GNSS-Konstellationen bereitzustellen. 

Störende Wirkung

Die Zukunft von GPS und seinen Alternativen ist mit einem komplexen Geflecht kommerzieller, technologischer und geopolitischer Dynamiken verknüpft. Das Aufkommen vielfältiger globaler Navigationssatellitensysteme (GNSS) dürfte Branchen, die von Positionierungs-, Navigations- und Zeitdaten (PNT) abhängig sind, dazu veranlassen, kommerzielle Allianzen mit verschiedenen Anbietern zu schmieden. Dieser Schritt kann als eine Möglichkeit angesehen werden, Redundanz und Zuverlässigkeit wichtiger Navigations- und Zeitdaten sicherzustellen, die das Rückgrat vieler moderner Branchen wie Logistik, Transport und Notfalldienste bilden. Darüber hinaus könnte diese Vielfalt die Marktdifferenzierung und den Wettbewerb innerhalb der PNT- und GNSS-Sektoren fördern und sie lebendiger machen und besser auf die Bedürfnisse ihrer vielfältigen Kunden eingehen.

Im weiteren Sinne könnte die Existenz mehrerer GNSS-Systeme die Notwendigkeit eines universellen Reglers oder Benchmarks verdeutlichen, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der von diesen Systemen bereitgestellten Daten sicherzustellen. Ein solches globales Normungsgremium könnte darauf hinarbeiten, die technischen und betrieblichen Standards verschiedener GNSS-Systeme zu harmonisieren und so ein Maß an Interoperabilität und Vertrauen unter den Nutzern weltweit sicherzustellen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da Diskrepanzen in den PNT-Daten erhebliche Auswirkungen haben könnten, die von geringfügigen Störungen bei der Leistungserbringung bis hin zu großen Sicherheitsrisiken in Sektoren wie der Luftfahrt oder der Seeschifffahrt reichen können. Darüber hinaus kann die Standardisierung auch die Integration verschiedener Systeme erleichtern und die globale Widerstandsfähigkeit von PNT-Diensten gegenüber potenziellen Systemausfällen, absichtlichen Eingriffen oder Naturkatastrophen erhöhen.

Regierungen, die traditionell auf GPS angewiesen sind, sehen möglicherweise den Wert in der Entwicklung eigener PNT-Systeme, die durch eine intern erstellte GNSS-Infrastruktur unterstützt werden, als Mittel zur Daten- und Informationsunabhängigkeit. Diese Eigenständigkeit hat nicht nur das Potenzial, die nationale Sicherheit zu verbessern, sondern eröffnet auch Möglichkeiten für die Bildung von Bündnissen mit anderen Nationen auf der Grundlage gemeinsamer sozialer, politischer oder wirtschaftlicher Ziele. Darüber hinaus könnten Technologieunternehmen in diesen Ländern, wenn sie sich an die Entwicklung unabhängiger PNT-Systeme wagen, einen Anstieg der staatlichen Finanzierung verzeichnen, was das Beschäftigungswachstum im Telekommunikations- und Technologiesektor erheblich ankurbeln und zu einem positiven wirtschaftlichen Dominoeffekt beitragen könnte. Dieser Trend kann letztendlich ein globales Umfeld fördern, in dem Nationen nicht nur technologisch unabhängig sind, sondern auch eine konstruktive Zusammenarbeit auf der Grundlage gemeinsamer PNT-Infrastruktur und -Ziele eingehen.

Auswirkungen der Entwicklung neuer GPS-Technologien

Weitere Auswirkungen der Bereitstellung von PNT-Daten aus verschiedenen Quellen können sein:

• Regierungen, die ihre eigenen PNT-Systeme für spezifische militärische Zwecke entwickeln.
• Verschiedene Nationen verbieten PNT-Satelliten aus gegnerischen Ländern oder regionalen Blöcken, ihre Grenzen zu umkreisen.
• Die Erschließung wirtschaftlicher Aktivitäten im Wert von Milliarden von Dollar, da Technologien wie Drohnen und autonome Fahrzeuge zuverlässiger und sicherer für den Einsatz in einer breiteren Palette von Anwendungen werden.
• GNSS-Systeme mit niedriger Umlaufbahn werden zur vorherrschenden Methode für den Zugriff auf PNT-Daten für betriebliche Zwecke.
• Das Aufkommen von Cybersicherheitsfirmen, die PNT-Datenschutz als Kundendienstlinie anbieten.
• Es entstehen neue Startups, die speziell neue PNT-Netzwerke nutzen, um neuartige Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln.

Fragen zu berücksichtigen

• Soll ein globaler PNT-Standard etabliert werden oder soll es verschiedenen Unternehmen und Ländern erlaubt werden, ihre eigenen PNT-Datensysteme zu entwickeln? Wieso den?
• Wie würden sich unterschiedliche PNT-Standards auf das Vertrauen der Verbraucher in Produkte auswirken, die auf PNT-Daten basieren?