Das GPS Jammer: Bedrohungen und Alternativen aus deutscher Sicht

Mit der zunehmenden Verbreitung drahtloser Kommunikations- und Ortungstechnologie sind GPS-Störsender (Jammer) zu einer Sicherheitsherausforderung in Europa und weltweit geworden. Sie können starke Funksignale aussenden, um das Satellitennavigationssystem (GNSS) zu blockieren oder zu manipulieren. Dies kann zu Positionsfehlern oder Datenanomalien in kritischen Bereichen wie Fahrzeugen, Drohnen, der Kommunikation und der Zeitplanung führen.

In Deutschland ist dieses Thema besonders brisant. Von Mauthinterziehung auf Autobahnen über Anomalien in der Flottenlogistik bis hin zur Störung von Flugnavigationssignalen werden die Folgen von GPS-Störsendern deutlich. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und mehrere Aufsichtsbehörden berichten von einem deutlichen Anstieg von Stör- und Spoofing-Vorfällen in Deutschland, insbesondere im Umfeld ziviler Flugrouten und Häfen.

Daher ist die Frage, wie GPS Jammer legal und sicher ersetzt, abgewehrt oder ihre Auswirkungen gemindert werden können, zu einem zentralen Thema in der deutschen Technologie- und Sicherheitslandschaft geworden.

Reale Risiken durch GPS-Störsender

1. Verkehrs- und Logistikstörungen
   Lkw-Fahrer nutzen kleine Störsender, um die Ortungssysteme von Unternehmen oder Mautsysteme zu umgehen. Dadurch werden ganze Flottenüberwachungssysteme lahmgelegt und die Abfertigung sowie die Sicherheit beeinträchtigt.
2. Risiken durch Drohnen und autonome Drohnen
   Störsender können dazu führen, dass Drohnenortungssysteme kurzzeitig ihre Koordinaten verlieren, was zu unkontrollierten Abstürzen oder Abweichungen führen kann. Auch autonome Fahrzeuge, die auf GPS-Signale angewiesen sind, sind direkt gefährdet.
3. Sicherheitsrisiken in der Zivilluftfahrt
   Einige deutsche Flüge meldeten kurzzeitige Verluste der Navigationssignale beim Anflug oder bei grenzüberschreitenden Flügen. Störsender oder Spoofing können zu Abweichungen von Flugrouten führen und die Arbeitsbelastung der Piloten erhöhen.
4. Ketteneffekte auf Kommunikations- und Zeitsysteme
   GPS wird nicht nur zur Positionsbestimmung eingesetzt, sondern liefert auch eine einheitliche Zeitmessung für die 5G-Netzsynchronisation, Bankenuhren und Energienetze. Signalstörungen können Kettenreaktionen auslösen.

Rechtlicher Schutz und technologische Alternativen zum Ersatz von GPS-Störsendern

Da die Herstellung und Verwendung von Störsendern in Deutschland illegal ist, können Unternehmen und Institutionen die Herausforderungen durch GPS-Störsender nur durch einen „Schutz- und Ersatz“-Ansatz bewältigen. Folgende Lösungen setzen sich durch:

1. Redundante Positionsbestimmung mit mehreren Konstellationen: Wegfall der Abhängigkeit von einem einzelnen GPS

Moderne Navigationssysteme integrieren zunehmend mehrere Konstellationen, darunter Galileo (EU), GLONASS (Russland) und BeiDou (China). Die meisten hochpräzisen Navigationsgeräte in Deutschland unterstützen mittlerweile mehrere GNSS-Systeme und gewährleisten so die Navigationsstabilität, selbst wenn ein System gestört ist.

2. Trägheitsnavigationssystem (INS) und Fusionsalgorithmen: Kontinuierliche Navigation trotz Störungen

INS nutzt Beschleunigungssensoren und Gyroskope zur Bewegungsverfolgung und hält die Position über Minuten bis Stunden stabil, selbst wenn das GPS-Signal verloren geht.

Durch die Integration von GNSS, INS und Kartenabgleichsalgorithmen können Fahrzeuge oder Drohnen ihre Position auch in gestörten Gebieten schätzen und korrigieren.

3. Positionierung basierend auf Kommunikationsnetzen (5G/LTE/LoRa)

Mit dem Ausbau der 5G- und IoT-Netzabdeckung erhalten städtische Gebiete in Deutschland schrittweise die Möglichkeit, über Mobilfunkbasisstationen Positionsbestimmung durchzuführen. Mithilfe der Ankunftszeitdifferenz (TDOA) oder der Signalstärke (RSSI) können Geräte in satellitenfreien Umgebungen eine metergenaue Positionsbestimmung erreichen.

Dies gilt als wichtige Alternative zu GPS-Störungen in städtischen Umgebungen.

4. eLoran und bodengestützte Funknavigation

Einige deutsche Häfen und Militäreinrichtungen haben die Forschung an der eLoran-Technologie (Enhanced LORAN) wieder aufgenommen. Dieses bodengestützte Langwellennavigationssystem ermöglicht eine unabhängige Positionsbestimmung und Zeitmessung im Falle eines vollständigen GNSS-Signalausfalls.

Das leistungsstarke Niederfrequenzsignal des Systems lässt sich von herkömmlichen Störsendern nicht so leicht blockieren oder abfangen.

5. Störüberwachung

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat ein System namens JASP-R (Jamming and Spoofing Risk Monitoring) eingeführt, um GNSS-Störquellen in Echtzeit zu erkennen und Warnungen an Fluggäste auszugeben.

Ähnliche Systeme werden auch im Schienenverkehr und in der Hafenlogistik eingesetzt. Sie schalten bei Störungen automatisch auf eine Ersatznavigation um oder geben Sicherheitswarnungen aus.

Signalschicht und Hardwareschutz: Die zentrale Barriere gegen Störsender

1. Richtantennen / Antennen mit kontrolliertem Empfangsmuster (CRPAs)
   Diese Systeme unterdrücken aktiv Hochleistungssignale aus der Störrichtung und empfangen nur gültige Signale vom Satelliten.
2. Spektralfilterung und Software-Anti-Interferenz-Algorithmen
   Durch Signalmerkmalanalyse und adaptive Filterung kann das System echte Satellitensignale von Störsignalen isolieren.
3. Faraday-Abschirmung und Isolationsdesign
   Metallische Abschirmstrukturen für empfindliche Geräte (wie Kommunikationsbasisstationen und Kommandofahrzeuge) können die Auswirkungen externer Störsignale effektiv reduzieren.
4. Signalauthentifizierung und Anti-Spoofing-Mechanismen
   OSNMA (Open Service Navigation Message Authentication) wird im europäischen Galileo-System schrittweise eingeführt, um die Authentizität empfangener Signale zu überprüfen und Spoofing-Störungen zu verhindern.

Von der Technologie zur Regulierung: Deutschlands Zwei-Linien-Verteidigungssystem

Deutschland verfolgt eine Null-Toleranz-Politik gegenüber GPS-Störsendern, und der Besitz, Verkauf und die Nutzung solcher Geräte sind gemäß § 91 des Telekommunikationsgesetzes ausdrücklich verboten.

Darüber hinaus haben Regulierungsbehörden (wie die Bundesnetzagentur) ein überregionales Funkstörungsüberwachungsnetz zur Ortung von Störquellen eingerichtet.

Auf technischer Ebene fördert Deutschland Folgendes:

• Standardisierte Zertifizierungssysteme für störsichere Navigationsempfänger
• Einheitliche Zeit- und Fehlertoleranzstandards in allen Sektoren (Zivilluftfahrt, Verkehr und Energie)
• Zusammenarbeit mit der EU beim Aufbau einer gemeinsamen Datenbank zur Überwachung von GNSS-Störungen

Deutschland ist damit einer der europäischen Vorreiter im Bereich sicherer Alternativen zu GPS.

Fazit: Sichere Navigation im Zeitalter von GPS-Störsendern neu gestalten

Das Aufkommen von GPS-Störsendern hat die Schwachstelle der übermäßigen Abhängigkeit der modernen Gesellschaft von einem einzigen Satellitensystem offengelegt.

Die deutsche Technologiebranche begegnet dieser Herausforderung mit einem pragmatischeren Ansatz: dem Aufbau eines selbstheilenden und selbstverifizierenden Navigations-Ökosystems, das auf konvergenter Positionierung, Multisystemredundanz und intelligenter Überwachung basiert.

Zukünftig werden legale, störungsfreie und dezentrale Positionierungstechnologien zu einem Schlüsselfaktor für die Digitalisierung von Transport, Logistik, Verteidigung und Industrie in Deutschland.