Im Rahmen des Wettbewerbs „Anwendungsorientierte Exzellenzforschung in Mecklenburg-Vorpommern“ gab das Ministerium für Wissenschaft, Kultur, Bundes- und Europaangelegenheiten am 10. März 2025 die Ergebnisse bekannt. Unter den geförderten Projekten sticht das Vorhaben AIR-MoPSy (Atmospheric Impact on the R-Mode Positioning System) der Universität Greifswald hervor. Dieses Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, die Auswirkungen der Variabilität in der mittleren Atmosphäre auf die Ausbreitung von Radiowellen zu erforschen, um die Genauigkeit eines Backup-Systems für satellitengestützte Positionierung, wie etwa GPS, nachhaltig zu verbessern. Die Relevanz dieser Forschung wird durch die künstlichen Störungen der GNSS-Signale im Ostseeraum verstärkt, die durch die gegenwärtige politische Situation bedingt sind (uni-greifswald.de).
Participating institutions, besides the University of Greifswald, include the DLR Institute for Solar-Terrestrial Physics, the DLR Institute for Communication and Navigation, the Leibniz Institute for Atmospheric Physics, and the Leibniz Institute for Baltic Sea Research Warnemünde. These collaborations signal a multidisciplinary approach to the pressing issue of GNSS reliability. In total, five research alliances received support for four years, alongside ten individual projects, which are set to be funded for twelve months. The research aims to transfer findings into societal and economic applications.
Forschungsverbünde und Themenbereiche
- KITIERWOHL: Smarte Technologien zur Analyse und Sicherstellung des Tierwohls (Universitätsmedizin Rostock)
- AutoPasture: Digitale Anwendungen für autonomes Herden- und Weidemanagement (Hochschule Stralsund)
- Alg4Nut: Algen in der Wiederkäuerfütterung (Universität Rostock)
- Target-H: Innovative Therapien und Diagnostik am Beispiel von Hautkrebs (Universitätsmedizin Rostock)
- AIR-MoPSy: Atmospheric Impact on the R-Mode Positioning System (Universität Greifswald)
Die Forschung im Bereich der GNSS-Positionierung ist international von großer Bedeutung. Auf der 2022 Institute of Navigation (ION) GNSS+ Konferenz wurden zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten präsentiert, darunter auch fünf, die sich mit atmosphärischen Effekten auf GNSS-Signale befassten. Die Komplexität dieser Phänomene, die insbesondere bei der Nutzung in Äquatornähe eine Rolle spielt, erfordert umfangreiche Datensammlungen und die Entwicklung realistischer Modelle. Zudem wurde ein Prototyp vorgestellt, der diese Effekte erkennen und mindern soll (gpsworld.com).
Zu den bedeutenden Innovationen zählt das Echtzeit-Überwachungssystem GUARDIAN, das ionosphärische Störungen analysiert und dabei duale GNSS-Daten von verschiedenen Überwachungsstationen nutzt. Dieses System kann Informationen bereitstellen, um die Zuverlässigkeit von GNSS-Systemen deutlich zu erhöhen.
Atmosphärenbeobachtungen und deren Bedeutung
Ein zentraler Aspekt im Kontext der GNSS-SIGNALVERARBEITUNG ist die Laufzeitverzögerung, die durch die Erdatmosphäre verursacht wird. Insbesondere in der Ionosphäre und Troposphäre manifestieren sich Verzögerungen, die die geodätische Nutzung erheblich beeinflussen. Während Mehrfrequenz-Messungen und Korrekturmodelle viele dieser Effekte mindern können, bleiben Restabweichungen. Innovative Algorithmen und ausgeklügelte Modellierungen sind notwendig, um diese Abweichungen zu reduzieren und damit die Genauigkeit bei der GNSS-Positionsbestimmung weiter zu verbessern. Ein Beispiel ist der I95-Index, der seit den 1990er Jahren zur Quantifizierung ionosphärischer Einflüsse in Regionen eingesetzt wird (tu-dresden.de).
Kurz gesagt, die laufende Forschung und Entwicklung in der Satellitennavigation und der atmosphärischen Wissenschaft wird nicht nur die Effizienz der bestehenden Systeme verbessern, sondern auch neue Wege für deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen eröffnen.
