Moderne Navigation ist heute fast vollständig von Satellitensystemen wie GPS oder Galileo abhängig. Ob im Auto, im Flugzeug oder beim Wandern: Die Bestimmung des eigenen Standorts erfolgt in der Regel durch Signale, die von Satelliten zur Erde gesendet werden. Diese Systeme haben sich bewährt, zeigen aber Schwächen, etwa bei Störungen durch Sonnenstürme, in urbanen Schluchten oder bei gezielten Störmanövern. Zudem bleibt die Abhängigkeit von externen Infrastrukturen ein strategisches Risiko.
Australische Forscher des Unternehmens Q-CTRL haben eine mögliche Alternative ausgetüftelt. Mit Ironstone Opal entwickelten sie ein Navigationssystem, das vollständig ohne Satelliten auskommt. Statt auf Funksignale setzt Ironstone Opal auf sogenannte Quantenmagnetometer. Diese messen magnetische Anomalien der Erde. Erste Tests zeigen eine Positionsgenauigkeit, die herkömmliche GPS-Technik um das bis zu 50-Fache übertrifft.
Magnetfelder statt Funksignale
Die hochsensiblen Quantenmagnetometer messen und erfassen feine Veränderungen im natürlichen Magnetfeld der Erde. Diese Messdaten werden mit präzisen Magnetfeldkarten abgeglichen. Eine künstliche Intelligenz, basierend auf einer Software, verarbeitet die Informationen und gleicht Störungen oder Messabweichungen automatisch aus. Das System ist unabhängig von externen Signalen und damit resistent gegenüber typischen Störfaktoren wie atmosphärischen Einflüssen oder Hackerangriffen.
Die Magnetometer erfassen kontinuierlich das lokale Magnetfeld. In Kombination mit Algorithmen zur Rauschunterdrückung und automatischer Kartenabstimmung entsteht ein Navigationssystem, das in Innenstädten, Tunneln oder anderen abgeschirmten Umgebungen präzise Standortdaten liefert. Da das System keine aktiven Signale aussendet, ist Ironstone Opal schwerer zu orten.
In Versuchen mit Drohnen, Verkehrsflugzeugen und Bodenfahrzeugen bestätigte sich die hohe Genauigkeit. Besonders in Bereichen, in denen Satellitensysteme an ihre Grenzen stoßen, konnte das System zuverlässig arbeiten. Die Kombination aus robuster Messtechnik und intelligenter Auswertung erlaubte es, auch bei magnetischen Störfeldern eine stabile Navigation aufrechtzuerhalten. So könnte das System künftig in Situationen zum Einsatz kommen, wo eine zuverlässige Standortbestimmung unabdingbar ist.
Aktuelle Grenzen der Technik
Trotz aller Fortschritte stößt Ironstone Opal derzeit auf natürliche Begrenzungen. Hochaufgelöste Magnetfeldkarten sind bislang nur für bestimmte Regionen verfügbar. In weniger kartierten Gebieten verringert sich die Genauigkeit. Außerdem ist das Erdmagnetfeld dynamisch und kann sich durch Naturereignisse wie geomagnetische Stürme verändern, was eine ständige Aktualisierung der Daten erforderlich macht.
Die Herstellung und Kalibrierung der Quantenmagnetometer ist zudem aufwendig und teuer. Kleinere, robustere Sensoren für den Massenmarkt befinden sich noch in der Entwicklung. Solange diese Herausforderungen bestehen, wird Ironstone Opal hauptsächlich in spezialisierten Anwendungen oder sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt werden.
