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Detektion gefälschter GPS-Signale in Echtzeit: ZHAW Spin-Off SkAI erstellt interaktive Karte für den Flugverkehr

Unweit von Krisen- und Kriegsregionen tauchen immer öfter gefälschte GPS-Signale auf. Aktuell vor allem über dem östlichen Mittelmeer. Betroffen davon ist auch der Flugverkehr, was in Extremsituationen zu ernsthaften Sicherheitsproblemen führen kann. Das ZHAW Spin-off SkAI hat nun eine interaktive Karte erstellt, die die gefälschten GPS-Signale live darstellt.

Ein Standbild der Seite des ZHAW-Spin-off SkAI, die in Echtzeit Flugzeuge anzeigt, die von gefälschten GPS-Signalen betroffen sind (Stand 25.04.2024). Bild: ZHAW School of Engineering

Die beiden ZHAW-Forscher Raphael Monstein und Benoit Figuet betreiben neben ihrer Tätigkeit am ZHAW Zentrum für Aviatik (ZAV) das ZHAW Spin-off SkAI Data Services, das datengestützte Lösungen und Beratungsdienstleistungen für Airlines anbietet. Angesichts immer mehr gefälschter GPS-Signale – GPS-Spoofing genannt –  vor allem in Konfliktregionen hat sich das Spin-Off eine Lösung überlegt, mit der sich diese in Echtzeit anzeigen lassen. Heraus kam die Seite Live GPS Spoofing Tracker. «Bereits seit einigen Jahren werden in der Region rund um das östliche Mittelmeer GPS-Signale gestört (GPS-Jamming). Seit Oktober 2023 wird dort zudem vermehrt GPS-Spoofing wahrgenommen», erklärt Michael Felux, Teamleiter der Forschungsgruppe Aviation Infrastructure am ZAV, der an der Entwicklung beteiligt war. «Die Problematik bei GPS-Spoofing besteht darin, dass beim Auftreten dieser gefälschten Signale das GPS-System des Flugzeugs annimmt, dass es sich an einem anderen Ort befindet als es tatsächlich der Fall ist», erklärt Raphael Monstein, der im Bereich Flugmechanik und Flugregelungssysteme forscht. «Die Pilot:innen kennen zwar durch eine Reihe redundanter Navigationssysteme ihre reale Position. Als problematisch erweist sich jedoch, dass das ADS-B-System, das die Flugbewegungen im Luftraum überwacht, durch GPS-Signale gespeist wird. Wenn dieses Signal falsch ist, kann dies zu Problemen bei der Lokalisation des Flugzeugs vom Boden ausführen», führt Michael Felux aus. Je nach Ausmass des Spoofings könne es zu sicherheitsrelevanten Situationen im Cockpit führen: «Wenn plötzlich eine Reihe von Fehlermeldungen aufblinkt, kann es schnell unübersichtlich werden und die Pilot:innen haben Schwierigkeiten zu entscheiden, welche Information relevant ist und welche nicht», beschreibt Raphael Monstein die Problematik. «Etwa wenn sogenannte Ground Proximity Warnings ausgelöst werden, die den Pilot:innen befehlen, dass Flugzeug hochzuziehen, sind das Signale, die im normalen Flugbetrieb eigentlich nicht ignoriert werden dürfen», nennt Michael Felux ein Beispiel  für solch eine Situation. «Auch rückwärtsgehende Uhren wurden bereits gemeldet. So können gefälschte GPS-Signale an vielen Stellen im Flugzeug zu Problemen führen.»

GPS-Spoofing hat wohl vor allem militärtaktische Gründe

Hinter den gefälschten GPS-Signalen gehe es fast immer um kriegstaktische Gründe. Gerade seit den Terroranschlägen der islamistischen Palästinenserorganisation Hamas am 7. Oktober 2023 trete im östlichen Mittelmeerraum vermehrtes GPS-Spoofing auf, so die beiden Forscher. Die meisten Flugzeuge werden so gespooft, dass sie annehmen, sie stehen auf einem Flughafen. Ziel der gefälschten GPS-Signale sind jedoch weniger Flugzeuge, sondern vor allem kommerzielle Drohnen. Diese werden mittels Geofencing daran gehindert, in einem für sie untersagten Luftraum, etwa Flughäfen, zu fliegen.

Positives Feedback von Airlines

Da der Flugverkehr erst seit Kurzem von GPS-Spoofing betroffen ist und das komplette Ausmass bisher nicht bekannt war, bestand aus fliegerischer Sicht die Nachfrage nach einer solchen Übersicht in Echtzeit, was das Team von SkAI motivierte, eine solche Seite zu entwickeln. «Wir dachten uns, dass wir es mal probieren könnten, auch als Werbung für unser Spin-off. Dass man diese Signale in Echtzeit sehen kann, haben wir schnell herausgefunden und dachten uns, dass es für Airlines sicherlich nützlich ist, live zu checken, wo gerade Spoofing-Hotspots auftreten.» Seit dem Launch der Seite am 4. April hat SkAI bereits viel positives Feedback von Airlines bekommen, etwa von der Swiss und American Airlines. Wie es mit dem Projekt weitergeht, ist bislang aber noch offen. «Vermutlich werden bald weitere Seiten folgen. Wir wollen damit in erster Linie zeigen, dass wir die ersten waren, die eine solche Übersicht anbieten konnten», sagt Raphael Monstein.