Technik

Galileo: Satellitennavigation schafft Unabhängigkeit von GPS

von Peter Michaely

Mit dem europäischen Satellitennavigationssystem Galileo will sich die EU von US-Diensten wie GPS lösen – einige Programme nutzen das System bereits.

Ein Galileo-Satellit am DLR-Standort Oberpfaffenhofen.
Ein Satellit des Galileo-Projektes: Diese Technik schickte die ESA bereits vor einigen Jahren ins All. Foto: GSA, Thibault Belvaux

Das erfahren Sie gleich:

  • Wie sich die EU mit einem Satellitennavigationssystem vom GPS unanbhängig machen will
  • Wie es um die Genauigkeit von Galileo bestimmt ist
  • Welche Systeme die Satellitennavigation der ESA bereits nutzen
  • Welche Dienste noch geplant sind – und wie teuer das System war

Namenspatron Galileo Galilei, der berühmte Gelehrte und Astronom des ausgehenden 16. und frühen 17. Jahrhunderts, wäre bestimmt stolz auf Anna, Ellen, Samuel und Tara gewesen. So heißen die vier Satelliten, die von der europäischen Raumfahrtagentur ESA (European Space Agency) am 25. Juli 2018 an Bord einer Ariane-5-Rakete ins All geschossen worden sind.

Gestartet ist die Ariane-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Über 30 Galileo-Satelliten sollen bis Ende 2020 die Erde umkreisen.

Galileo: Satellitennavigation ohne GPS

Geplant ist, dass Nutzer mit den Galileo-Satelliten und den von ihnen empfangenen Signalen weltweit unabhängig vom US-amerikanischen Global Positioning System (GPS) navigieren können. Allerdings sind derzeit nur 14 Satelliten einsatzbereit. Weitere werden sukzessive aktiviert.

Bis Februar 2019, so der Plan der ESA, sollen es 22 sein. "Die Satelliten umkreisen in einer Höhe von 23.222 Kilometern die Erde. Das System kann bereits eine fast globale Abdeckung mit Galileo-Signalen gewährleisten", erklärt René Kleeßen, Galileo-Programm-Manager im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn.

Galileo wird zivil kontrolliert

Dass hohe Genauigkeit bei Satellitennavigation und Ortungsdiensten schon in der Vergangenheit Begehrlichkeiten geweckt haben, geht noch auf die Zeit des Kalten Krieges zurück. Seit den 1970er-Jahren entwickelte das US-Verteidigungsministerium das amerikanische GPS als militärisch kontrollierten Dienst.

Um potenzielle Gegner davon abzuhalten, GPS zu infiltrieren und für eigene Zwecke zu nutzen, wurde dessen Genauigkeit als Ortungsdienst künstlich verwässert. Erst mit der Abschaltung dieser Störfunktion im Jahr 2000 war mit Satellitennavigation per GPS eine globale Positionsbestimmung auf zehn Meter möglich. Zuvor lag die Abweichung bei mehr als 100 Meter.

Ziel der EU ist es, sich mit dem europäischen System Galileo von der militärisch genutzten globalen Technik unabhängig zu machen. Dazu zählen neben dem vom US-Militär kontrollierten GPS auch der russische Dienst GLONASS oder das chinesische Beidou-Projekt. Für die Kontrolle von Galileo ist die in Prag ansässige Agentur für das europäische GNSS (Globales Navigationssatellitensystem) zuständig, die die EU eigens zu diesem Zweck gegründet hat.

Genauigkeit von bis zu einem Meter

Das von der ESA entwickelte System Galileo ist für eine Vielzahl von Anwendungen ausgelegt. Die Signale der Satelliten arbeiten in der kostenlosen Variante mit einer Genauigkeit von vier Metern bei der Ortung. Geplant ist außerdem ein kostenpflichtiger Modus, bei dem die Signale der Satelliten auf einen Meter und weniger genau sein sollen – also deutlich exakter als beim US-System GPS.

Für Navigationssysteme, Smartphones oder Google Maps

Die Einsatzmöglichkeiten von Galileo und seiner Satelliten sind also vielfältig: Navigationssysteme sind ein Bereich, ganz gleich ob als fest installiertes Gerät oder als App. Auch für Google Maps oder andere Dienste lässt sich Galileo nutzen.

Wichtig sind die Signale der Galileo-Satelliten künftig auch für das autonome Fahren, wo präzise Informationen für die Positionsbestimmung benötigt werden. Gleiches gilt für das automatische Notrufsystem eCall, mit dem seit Ende März alle neuen Pkw und leichten Nutzfahrzeuge in der Europäischen Union ausgestattet sein müssen. Mit speziellen Geräten im Fahrzeug wird durch eCall bei einem Unfall automatisch ein Notruf abgesetzt.

Laut der französischen Raumfahrtagentur CNES, die über die ESA am Galileo-Programm beteiligt ist, nutzen weltweit bereits 100 Millionen Menschen die Signale der europäischen Satelliten. Zum Vergleich: Google Maps hat rund eine Milliarde Nutzer im Monat, die per GPS navigieren. Laut Internetportal Statista gab es 2017 in der deutschsprachigen Bevölkerung ab 14 Jahre rund 2,87 Millionen Personen, die häufig die GPS- bzw. Navigationsfunktion ihres Mobiltelefons nutzten.

Welche Systeme nutzen Galileo?

Verschiedene Unternehmen setzen auf die 715 Kilogramm schweren Satelliten der ESA und ihre Signale, auch wenn das europäische System noch nicht voll einsatzfähig ist. Einbau-Navis von Siemens und Conti sind entsprechend konfiguriert, aber auch viele iOS und Android-Geräte – wie zum Beispiel Smartphones von Apple und Samsung.

"Am Ende umkreisen mindestens 30 Galileo-Satelliten die Erde. Zwei Bodenkontrollzentren und mehrere Empfangs- und Sendestationen garantieren die zuverlässige und hochgenaue Funktionsweise des Systems", erläutert Programm-Manager René Kleeßen. Um eine genaue Positionierung zu erhalten, benötigt man laut Kleeßen die Daten von mindestens vier Satelliten.

Ein Mann nutzt Galileo auf dem Smartphone, um sich in der Stadt zu orientieren.
Mit dem Smartphone navigieren: Nicht nur Google Maps bietet diese Funktion – auch mit Galileo finden Suchende den Weg. Foto: GSA

In 14 Stunden um die Welt

14 Stunden braucht ein Galileo-Satellit, um die Erde einmal zu umrunden. 17 Bodenstationen von Spitzbergen bis in die Antarktis empfangen die Signale des Systems und leiten sie an Kontrollzentren weiter. Gesteuert wird die Satellitenflotte vom Galileo-Kontrollzentrum beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen unweit von München.

Jeder Satellit hat drei verschiedene Geräte an Bord:

  1. hochpräzise Uhren (Timing Section)
  2. eine Signalerzeugungs-Einheit (Signal Generation Section)
  3. eine Übermittlungs-Einheit (Transmit Section)

Teures Projekt für die ESA

Doch die angestrebte Unabhängigkeit ist teuer. Nachdem sich die ESA-Beteiligten bereits 2003 auf ein erstes Finanzierungskonzept geeinigt hatten, waren für den Endausbau bis 2013 3,4 Milliarden Euro aus EU-Mitteln vorgesehen.

Mittlerweile geht man von Kosten in Höhe von bis zu 5,3 Milliarden Euro bis 2020 aus, Tendenz womöglich weiter steigend. Die Betriebskosten liegen bei ungefähr 800 Millionen Euro pro Jahr – ebenfalls mehr, als ursprünglich kalkuliert. Die EU hat deshalb auch Investoren aus Drittstaaten ins Boot geholt. China ist beispielsweise mit 280 Millionen Euro beteiligt.

Verschiedene Dienste sind geplant

Die ersten Dienste wurden bereits Ende 2016 freigeschaltet. Der wichtigste ist der offene Dienst, der sich zum Beispiel für Navigationssysteme nutzen lässt. Er ist bis auf circa einen Meter genau. Zusätzlich soll es einen kommerziellen Dienst geben, der eine noch exaktere Ortung gewährleistet – wichtig zum Beispiel für autonomes Fahren oder Logistiklösungen.

Außerdem gibt es einen Such- und Rettungsdienst, einen verschlüsselten Dienst, den zum Beispiel Polizei und Feuerwehr nutzen können und einen Dienst für exakte Zeitangaben.

Die offenen Dienste können von Menschen genutzt werden, die über ein Smartphone oder Navigationsgerät der neuesten Generation verfügen. 95 Prozent aller heute vertriebenen Chip-Sets sollen Galileo-Signale verarbeiten können. Eine Übersicht ist unter www.usegalileo.eu abrufbar.

Auch interessant

Diese Website verwendet Cookies, um die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern. Durch die weitere Nutzung der Website stimmen Sie dem zu. Um mehr über die von uns verwendeten Cookies zu erfahren und wie man sie deaktiviert, können Sie unsere Cookie-Richtlinie aufrufen.

Schließen