Navigation US-Behörde fürchtet Ausfall von GPS-Satelliten

Weil alte Satelliten nicht wie geplant ersetzt werden, warnt der US-Rechnungshof vor Problemen mit dem Navigationssystem GPS. Ab 2010 könnte das für technikverwöhnte Autofahrer Probleme bei der Ortsbestimmung bedeuteten.

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Ohne GPS wagen sich viele Autofahrer heute nicht mehr auf die Straße. Die laufende Positionsbestimmung über Satelliten des Global Positioning Systems (GPS) gehört mittlerweile zum Alltag. Auf zehn bis 15 Meter genau ist die Ortung - kein Wunder, dass inzwischen Millionen GPS-Empfänger weltweit genutzt werden. Den Anfang machten Segler und Yachtbesitzer, mittlerweile werden Empfangsmodule sogar in Digitalkameras und Handys eingebaut.

Doch die Erfolgsbilanz des ursprünglich fürs US-Militär entwickelten Navigationssystems könnte in den kommenden Jahren einige Kratzer abbekommen - zumindest wenn eintritt, was der US-Rechnungshof befürchtet: 2010 bis 2016 drohen seiner Ansicht zufolge problematische Ausfälle von Satelliten. Diese könnten zu einer Unterschreitung der Mindestkonfiguration von 24 aktiven GPS-Orbitern führen, schreibt die Behörde in dem 15-seitigen Bericht "GPS - Significant Challenges in Sustaining and Upgrading Widely Used Capabilities".

Nach Angaben des US Government Accountibility Office ist es "ungewiss, ob die Air Force neue Satelliten erwerben kann, um den derzeitigen GPS-Dienst ohne Unterbrechung aufrechterhalten zu können". Hintergrund sind Verzögerungen und Budgetüberschreitungen bei der Entwicklung von neuen GPS-Satelliten. In den kommenden fünf Jahren sollen immerhin 5,8 Milliarden Dollar US-Steuergelder in GPS investiert werden.

Verfügbarkeit nur noch 80 Prozent?

Bei der Generation GPS IIF lägen die Kosten 870 Millionen Dollar über dem Etat, der Start des ersten Orbiters sei im November 2009 geplant - drei Jahre später als vorgesehen. Bei der Entwicklung der Generation IIIA habe sich die Air Force ambitionierte Ziele gesetzt, damit die Satelliten drei Jahre früher fertig seien als in der Vorläufergeneration. Sollte die Air Force ihren Zeitplan bei den GPS-IIIA-Satelliten nicht schaffen, dann erhöhe sich ab 2010 die Wahrscheinlichkeit, dass das gesamte System nicht mehr die Anforderungen der US-Regierung erfülle, weil ältere GPS-Satelliten ausfallen könnten.

Als Mindestanforderung ist eine Verfügbarkeit von 24 Satelliten definiert. Derzeit kreisen 31 GPS-Satelliten um die Erde, das Verfügbarkeitsziel kann so in den kommenden Monaten mit einer Wahrscheinlichkeit nahe der hundert Prozent eingehalten werden. Ab 2010 könnte der Wert aber auf minimal 80 Prozent sinken, prognostizieren die Rechnungsprüfer.

Wie genau die Position mit einem GPS-Gerät bestimmt werden kann, hängt von der Anzahl der Satelliten ab, deren Signale den Empfänger erreichen. "Sie brauchen generell vier Satelliten", sagt Jens Hammesfahr, Experte für Satellitennavigation am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). "Je mehr Satelliten man hat, umso besser kann man mitteln." Denn die GPS-Signale sind nicht fehlerfrei: Atmosphärische Störungen können eine exakte Positionsbestimmung erschweren, Ausbrüche auf der fernen Sonne sie sogar unmöglich machen.

Hilfe aus Russland möglich

Bei einer Konfiguration von 24 Satelliten sind in fast 40 Prozent aller Fälle acht Satelliten zugleich am Himmel. Fallen zwei der 24 Orbiter plötzlich aus, sinkt die Quote auf unter 30 Prozent. In der Stadt oder im Gebirge, wo Teile des Himmels verdeckt sind, stehen häufig nur noch vier Satelliten zur Verfügung - manchmal auch weniger. Vor allem an solchen Orten könnte der vom Rechnungshof befürchtete Ausfall also zu spüren sein. "Die Folgen hängen auch von den konkreten Bahnen der ausgefallenen Satelliten ab", sagt Hammesfahr im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Der US-Rechnungshof sieht vor allem aufs Militär Probleme zukommen. Bei ungenauerer Ortung müsste mehr oder schwerere Munition eingesetzt werden, um ein Ziel mit der gleichen Erfolgsquote angreifen zu können. Auch neuartigen Notrufsystemen, bei denen die GPS-Position des Anrufers übermittelt werde, würde es in urbanen Gegenden und im Gebirge an Präzision fehlen.

Sollten tatsächlich GPS-Satelliten ausfallen, könnten Autofahrer und Segler dies unter Umständen kompensieren, indem sie Signale anderer Navigationssysteme mitnutzen. Europas Antwort auf GPS, Galileo, kommt dafür wahrscheinlich zu spät. 2010 werden erst einzelne Satelliten um die Erde kreisen - auf das fertig ausgebaute System müssen Bürger noch Jahre warten. Beim russischen System Glonass ist das vermutlich anders. "Das System ist fast komplett", sagt Hammesfahr. "Wenn man einen Empfänger hat, der beide Systeme empfangen kann, dann kommt man auf deutlich mehr Satelliten." Statt 22 oder 24 könnten Nutzer so Signale von weit über 30 Orbitern nutzen. "Technisch gesehen ist das möglich", meint Hammesfahr. Allerdings sei dafür eine neue Generation von Empfängern nötig.

Der DLR-Forscher glaubt allerdings, dass Autofahrer nach 2010 auch ohne Glonass ihr Ziel finden: "Ich halte es nicht für sehr wahrscheinlich, dass die Zahl der verfügbaren GPS-Satelliten unter 24 sinkt."



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