GPS gestört oder gefälscht? Diese Navigation nutzt einfach die Schwerkraft der Erde
Ein Quantensensor bestimmt auf See die Position über Schwerkraftkarten – ohne GPS und damit unabhängig von Jamming und Spoofing.
Der Quantensensor misst kleinste Unterschiede der Erdanziehung und gleicht sie mit Schwerkraftkarten ab – so kann ein Schiff seine Position ohne GPS bestimmen. © Q-CTRL
Wer auf See wissen will, wo er ist, schaut heute nicht mehr nach den Sternen – sondern auf Satelliten. Doch was passiert, wenn deren Signale plötzlich ausfallen oder absichtlich verfälscht werden? Für diesen Fall hat ein australisches Unternehmen eine Navigation ohne GPS getestet. Statt Funksignalen nutzt das System winzige Unterschiede der Erdanziehung als Orientierung. Bei Versuchen im Korallenmeer bestimmte es die Position bis auf rund eine Seemeile genau, also etwa 1,85 Kilometer.
Das australische Unternehmen Q-CTRL veröffentlichte die Ergebnisse am 27. August 2026. Ein technisches Manuskript liegt zudem als Preprint auf arXiv vor. Zum Einsatz kam ein Quantengravimeter, das kleinste Unterschiede der Erdanziehung misst und mit vorhandenen Schwerkraftkarten abgleicht. So lässt sich aus dem lokalen Schwerkraftmuster die Position bestimmen.
Navigation ohne GPS nutzt die Schwerkraft als Landkarte
Die Schwerkraft ist auf der Erde keineswegs überall identisch. Unterschiede in der Dichte von Gestein, im Aufbau der Erdkruste und in der Struktur des Meeresbodens verändern die Anziehungskraft minimal. Für Menschen bleiben diese Unterschiede unbemerkt, empfindliche Messgeräte können sie jedoch erfassen.
Q-CTRL bezeichnet das Verfahren als „GravNav“. Der Sensor misst während der Fahrt fortlaufend die lokale Schwerkraft. Eine Software vergleicht die Werte anschließend mit gespeicherten Karten. So lässt sich die Position korrigieren, wenn ein klassisches Trägheitsnavigationssystem mit der Zeit ungenauer wird. Solche Systeme berechnen den zurückgelegten Weg aus Bewegungsdaten, sammeln dabei aber nach und nach kleine Fehler an.
Quantensensor soll trotz Seegang zuverlässig messen
Auf einem fahrenden Schiff ist die Aufgabe schwieriger als unter ruhigen Laborbedingungen. Wellen, Vibrationen und Bewegungen des Rumpfs können extrem feine Messungen überlagern. Q-CTRL setzt deshalb Software ein, die solche Störungen aus den Sensordaten herausrechnet.
Nach Angaben des Unternehmens musste das Gerät dafür nicht auf einer speziell stabilisierten Plattform montiert werden. Auch eine aufwendige Temperaturregelung oder häufige Neukalibrierungen seien nicht erforderlich gewesen. Das System stand während der Tests in einer Passagierkabine und arbeitete dort selbstständig.
Die Technik soll dadurch mehrere Eigenschaften vereinen:
- Sie benötigt weder GPS noch andere Satellitensignale.
- Sie sendet selbst keine Funksignale aus.
- Sie funktioniert unabhängig von Tageslicht und Sichtverhältnissen.
- Sie kann nicht durch GPS-Jamming oder Spoofing manipuliert werden.
Navigation ohne GPS schützt vor gestörten Satellitensignalen
Jamming und Spoofing sind vor allem für Schifffahrt und Militär ein wachsendes Problem. Beim Jamming überlagern starke Funksignale die schwachen Signale der Navigationssatelliten. Beim Spoofing erhalten Empfänger dagegen bewusst falsche Positionsdaten. Q-CTRL verweist für das erste Quartal 2026 auf rund 978.000 registrierte GPS-Störereignisse weltweit. Rund 98 Prozent davon sollen im Nahen Osten aufgetreten sein und mehr als 1.100 Schiffe betroffen haben. Die Zahlen stammen aus einer von Q-CTRL verlinkten Branchenquelle.
Ein Verfahren auf Grundlage der Erdanziehung hat hier einen Vorteil: Das lokale Schwerkraftmuster lässt sich nicht einfach mit einem Funksender überschreiben. „Schwerkraftmessung und Kartenabgleich sind die einzige passive alternative Navigationstechnologie, die weltweit verfügbar ist und weder gestört noch manipuliert werden kann“, sagt Jason Ralph, Professor für Elektrotechnik und Elektronik an der Universität Liverpool.
Auf See gibt es bereits umfangreiche Schwerkraftkarten
Für den Einsatz auf Schiffen eignet sich das Verfahren laut Q-CTRL auch deshalb, weil für große Teile der Ozeane bereits detaillierte Schwerkraftkarten existieren. Sie beruhen unter anderem auf Satellitenmessungen und Daten über den Meeresboden. Das Navigationssystem muss seine Messwerte deshalb nicht erst mit einer neuen Karte abgleichen.
Q-CTRL arbeitet bereits mit mehreren Verteidigungsorganisationen zusammen. Dazu zählen:
- die US-Rüstungsforschungsbehörde DARPA,
- die US-amerikanische Defense Innovation Unit,
- das australische Verteidigungsministerium
- und die britische Royal Navy.
Das Unternehmen hatte 2025 zudem eine ähnliche Technik erprobt, die sich nicht an der Schwerkraft, sondern an Veränderungen des Erdmagnetfelds orientiert.
Die jetzt vorgestellte maritime Variante blieb während des Feldversuchs laut Q-CTRL bei einer Positionsabweichung von ungefähr 1,85 Kilometern. Gegenüber anderen Navigationslösungen für Situationen ohne Satellitensignal soll sie damit mehr als zehnmal genauer gewesen sein. Ein wesentlicher Teil der Angaben stammt allerdings vom Hersteller selbst, das technische Manuskript wurde bislang nur als Preprint veröffentlicht.
Kurz zusammengefasst:
- Bei einem Test im Korallenmeer gelang Q-CTRL eine Navigation ohne GPS, die kleine regionale Unterschiede der Erdanziehung zur Positionsbestimmung nutzt.
- Ein Quantengravimeter vergleicht gemessene Schwerkraftwerte mit Karten und erreichte laut Unternehmen eine Genauigkeit von rund 1,85 Kilometern.
- Die Technik benötigt keine externen Funksignale und könnte deshalb auch dort funktionieren, wo GPS gestört oder gezielt manipuliert wird.
Übrigens: Während Quantensensoren Schiffe ohne GPS navigieren, investiert Frankreich Milliarden in Quantencomputer, um technologisch unabhängiger von USA und China zu werden. Mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © Q-CTRL
