Forscher finden Weg, Starlink-Signale als Alternative zu GPS zu verwenden

Das US Global Positioning System (GPS) ist ein entscheidendes Werkzeug für die Navigation, aber was passiert, wenn die Satelliten ausfallen oder versucht werden, sie zu stören? Neue Untersuchungen zeigen, dass Starlink, der Satelliten-Internetdienst von SpaceX, eine praktikable Alternative darstellen könnte, ob es dem Unternehmen gefällt oder nicht.

Das Forschung(Öffnet in einem neuen Fenster) stammt von einem Team am Radionavigation Laboratory der University of Texas at Austin. Sie konstruierten die Signale, die von Tausenden von Starlink-Satelliten im Orbit gesendet wurden, um zu zeigen, wie sie für Positionierungszwecke verwendet werden können.

Die Forschung „könnte die Grundlage für ein nützliches Navigationssystem bilden“, das mit dem US-amerikanischen GPS und anderen gleichwertigen Positionierungssystemen aus China, Russland und Indien konkurrieren könnte. MIT Technology Review Berichte(Öffnet in einem neuen Fenster).

Das aktuelle Starlink-Satellitennetzwerk (Bildnachweis: satellitemap.space)

Professor Todd Humphrey vom Radionavigation Lab der University of Texas fragte SpaceX nach der Verwendung von Starlink als globales Navigationssatellitensystem, ähnlich wie GPS. Die US-Armee hat Humphreys Forschung finanziert und suchte nach einem Backup für das US-GPS-System, das derzeit 31 aktive Satelliten in einer Höhe von etwa 12.500 Meilen über dem Planeten betreibt. MIT Technology Review Anmerkungen.

Im Gegensatz dazu betreibt Starlink bereits über 3.000 Satelliten, die die Erde etwa 340 Meilen über der Oberfläche umkreisen, was zu einer stärkeren Signalabdeckung führt. Elon Musk, CEO von SpaceX, lehnte es jedoch Berichten zufolge ab, Humphrey zu helfen, weil er befürchtete, dies würde sein Unternehmen ablenken.

Trotz der Ablehnung setzte Humphreys Team seine Forschung fort und konnte die Signalstruktur für Starlink-Downlink-Beams im 10,7- bis 12,7-GHz-Band analysieren. „Wir haben ferner vier Synchronisationssequenzen identifiziert, die verwendet werden können, um Starlink-Signale passiv für Pseudoentfernungs-basierte Positionierung, Navigation und Zeitmessung (PNT) auszunutzen, und zwei davon explizit bewertet“, schrieb sein Team in seinem Non-Peer-Review Papier(Öffnet in einem neuen Fenster).

Starlink kann als GPS-ähnliches System verwendet werden, da die Satelliten routinemäßig Signale an die Erdoberfläche senden. Daher kann ein Empfänger am Boden diese Signale analysieren und die Entfernung von einem Starlink-Satelliten berechnen, um seinen Standort auf dem Planeten zu bestimmen.

Entsprechend MIT Technology Review, Humphreys Team nutzte die Starlink-Satelliten, um einen Empfänger innerhalb von etwa 30 Metern zu lokalisieren. Das ist immer noch nicht so genau wie GPS, das ein Gerät wie ein Smartphone innerhalb von 5 Metern oder weniger orten kann. Aber wenn SpaceX mit Humphrey zusammenarbeiten würde, könnte sich die Genauigkeit des Starlink-betriebenen Positionssystems auf weniger als einen Meter verbessern.

Am Freitag hat Musk selbst zu den Recherchen Stellung genommen. „Starlink kann offensichtlich eine weitaus robustere Positionierung bieten als GPS, da es im Laufe der Zeit ~1000-mal mehr Satelliten haben wird“, schrieb er in a twittern(Öffnet in einem neuen Fenster). „Nicht alle werden Sichtverbindung zu den Benutzern haben, aber immer noch >10X GPS und ein weitaus stärkeres Signal. Nur nicht das heutige Problem.“

Twittern(Öffnet in einem neuen Fenster)

Ein Team der Ohio State University hat auch untersucht, wie Starlink ohne die Zusammenarbeit von SpaceX als GPS-Alternative verwendet werden kann. Im September 2021 wird das Team gefunden(Öffnet in einem neuen Fenster) eine Möglichkeit, dies mit einer Genauigkeit von etwa 7,7 Metern zu tun. „Wir haben das Signal abgehört und dann ausgeklügelte Algorithmen entwickelt, um unseren Standort zu bestimmen, und wir haben gezeigt, dass es mit großer Genauigkeit funktioniert“, sagte Zak Kassas, Professor im Team.