Kostengünstig und klein: Galileo PRS-Empfänger für mobile Anwendungen

/ 19.12.2017

Nürnberg: Der verschlüsselte Navigationsdienst Galileo Public Regulated Service (PRS) steht behördlichen Nutzern zur Verfügung, die bei sicherheitskritischen Anwendungen von einer störsicheren Positionsbestimmung profitieren. Preis und Größe bisheriger PRS-Empfänger begrenzen jedoch die Einsatzmöglichkeiten. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS startete mit Airbus Defence and Space, Siemens und IABG Industrieanlagen das Projekt »GUaRDIAn«, in dem ein kostengünstiger und miniaturisierter Galileo PRS-Empfänger entwickelt wird.

© Fraunhofer IIS

Das Projekt-Team um das Fraunhofer IIS ist dabei, bis Ende 2019 einen kostengünstigen und miniaturisierten Galileo PRS-Empfänger zu entwickeln.

Galileo PRS ist ein spezieller, kryptographisch geschützter Navigationsdienst für behördliche und von Behörden autorisierte Nutzer. Durch die eingesetzte besonders sichere Verschlüsselung ist das absichtliche Täuschen der Zeit und Position nicht möglich. Dadurch lassen sich viele anspruchsvolle sicherheitskritische Anwendungen realisieren, wie sie mit anderen Galileo-Diensten nicht möglich sind.

Aktuelle Galileo PRS-Empfängertechnologie ist nur eingeschränkt nutzbar

Bei der in aktuellen PRS-Empfängern eingesetzten Technologie, basierend auf programmierbaren Logikbausteinen (sog. FPGAs), lassen sich Kosten, Größe und Leistungsaufnahme nur begrenzt reduzieren. Damit sind diese Empfänger nicht für hochmobile oder kostensensitive Anwendungen geeignet. Eine Größe von minimal 8 cm x 5 cm bzw. eine Leistungsaufnahme von nicht unter 5 Watt ist für viele portable Empfänger deutlich zu groß bzw. zu hoch. Meist übersteigen bereits die Fertigungs- und Materialkosten FPGA-basierter PRS-Empfänger den Kostenrahmen von preissensitiven Anwendungen, die typischerweise Empfänger im niedrigen dreistelligen Eurobereich erfordern. Da es aktuell keinen passenden europäischen FPGA-Hersteller gibt, existiert durch die Verwendung eines FPGAs als Empfänger-Komponente eine Abhängigkeit von außereuropäischen Herstellern. Die Verfügbarkeit von PRS-Empfängerlösungen ist daher häufig eingeschränkt.

Kostengünstiger und stromsparender Chipsatz

Ziel des Vorhabens »GUaRDIAn« (Galileo pUblic Regulated service DIgital Asic) ist die Entwicklung der Basisband-Teilkomponente eines Galileo PRS-Empfängers als digitaler ASIC bzw. Chipsatz sowie von Demonstratoren dieser miniaturisierten PRS-Empfänger. GUaRDIAn stellt die Verfügbarkeit der Kernkomponente Basisband des PRS-Empfängers sicher und unterstützt auf diese Weise die Unabhängigkeit Deutschlands und Europas im Bereich sicherer Satellitennavigationslösungen. Der Chipsatz kann sowohl für konventionelle PRS-Empfänger als auch für serverbasierte, miniaturisierte und kostengünstige Endgeräte eingesetzt werden. Er ist damit ein Schlüssel zur Umsetzung von vielen PRS-Anwendungen und für zukünftige Produkte.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Nach dem Projektende im Dezember 2019 können die Ergebnisse vielfältig eingesetzt werden: Der Chipsatz kann sowohl in miniaturisierten und stromsparenden Stand-Alone-PRS-Empfängern als auch für serverbasierte-PRS-Empfangslösungen als »User Terminal« eingesetzt werden. Damit lassen sich in Zukunft beispielsweise sichere Satellitennavigationsempfänger in Drohnen integrieren oder auch Einsatzfahrzeuge günstig mit PRS-Empfängerlösungen ausstatten. Das Vorhaben wird durch das nationale PRS-Programm finanziert, gefördert durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur. Projektträger ist das DLR Raumfahrtmanagement.