Geo-Fencing

Vodafone testet dynamische Flugverbotszonen für Drohnen

| Redakteur: Jürgen Schreier

Immer mehr Drohnen gehen in die Luft - Spielzeuge ebenso wie professionelle Fluggeräte. Allerdings gibt es Gebiete, in die Drohnen aus Sicherheitsgründen nicht eindringen sollen. Versuche von Vodafone mit "dynamischen Flugverbotszonen" (Airspace Geo-Fences) sind vielversprechend.

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Drohnen können per Mobilfunk geortet und ferngesteuert werden.
Drohnen können per Mobilfunk geortet und ferngesteuert werden.
( Bild: Vodafone )

Drohnen - obwohl selbst Fluggeräte - werden immer wieder zur Gefahr für ihren großen "Bruder", das Flugzeug. So musste erst im Mai 2019 der Flugbetrieb auf dem Frankfurter Flughafen nach einer Drohnensichtung in der Nähe des Geländes komplett eingestellt werden. Zahlreiche Passagiere saßen in ihren Fliegern fest. Obwohl die Betriebsunterbrechung "nur" eine knappe Stunde dauerte: Für Flughafenbetreiber, Airlines und Fluggäste war dies mehr als ärgerlich. Schließlich fielen laut Fraport rund 70 der insgesamt 1500 geplanten Flüge aus.

Eine Lösung dieses Problems könnte in sogenannten "Airspace Geo-Fences" bestehen. Bei Tests im spanischen Jaén konnte Vodafone zeigen, wie mithilfe von Mobilfunk-Technologien verhindert werden kann, dass Drohnen in Zonen wie Hochsicherheitsbereiche, Tatorte oder Veranstaltungsorte eindringen. Die Drohnen-Tests von Vodafone unterstützen die Ziele der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) mit Hauptsitz in Köln, die derzeit neue europaweite Regeln für den Betrieb von Drohnen entwickelt.

RPS - eine Alternative zu GPS mit verbesserter Sicherheit

Vodafone setzt dafür das sogenannte Vodafone Positioning System (RPS) ein – die weltweit erste Drohnenortungs- und Sicherheitstechnologie im Internet der Dinge. Frühere Versuche in Deutschland haben gezeigt, dass RPS sicherer und weniger anfällig für Hack-Angriffe ist als GPS – und somit eine echte Alternative darstellt, um die Position einer Drohe zu verfolgen, wenn sie außerhalb des Sichtfelds fliegt.

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Zukünftig kann diese Technologie maßgeblich zur Sicherheit von Drohnen auf Langstreckenflügen beitragen: Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Drohnen unempfindlich gegen Hacking-Versuche sind und mit vertrauenswürdigen Behörden unter Verwendung starker Ende-zu-Ende-Verschlüsselung kommunizieren können. Die Vodafone-Technologie könnte bereits acht Monate nach der Einführung der EASA-Vorschriften für Flugverbotszonen für Drohnen zur Verfügung stehen.

Dies würde einen auf SIM-Karten basierenden Ansatz ermöglichen, der die Entwicklung von Drohnen beschleunigen würde, die außerhalb des Sichtfelds fliegen. Die Branche könnte so laut der Flugverkehrsinitiative SESAR bis 2050 jährlich 15 Mrd. Euro für die europäische Wirtschaft generieren und über 100.000 neue Arbeitsplätze schaffen.

Drohnen werden fester Bestandteil der digitalen Welt

Experten gehen davon aus, dass Drohnen und deren Einsatz als Teil der zukünftigen digitalen Gesellschaft die europäische Wirtschaft ankurbeln werden. Laut SESAR sollen die unbemannten Luftfahrzeuge bis 2050 sieben Mal mehr Flugstunden über unseren Köpfen verbringen als Flugzeuge, während sie Lieferungen, Inspektionen und sogar Kurzstreckentransporte durchführen.

Doch wie bei Flugzeugen muss auch der Drohnenflug sorgfältig reguliert werden. Nur so lässt sich sicherstellen, dass Drohnen nicht in Gebiete eindringen, in die sie nicht fliegen sollen. Nachdem es in Großbritannien im vergangen Jahr zur Weihnachtszeit zu einer Reihe von Vorfällen mit Drohnen im Bereich von Flughäfen gekommen war, wurde der Fokus verstärkt auf die Frage gelegt, wie dauerhafte Flugverbotszonen geschützt werden können. Mit Blick auf die Zukunft wird zudem wichtig sein, dass Rettungsdienste und andere Behörden temporäre oder dynamische Flugverbotszonen einrichten können, sodass nur Polizeidrohnen in die Zone eines Tatorts fliegen können.

Virtuelle Zäune als Schutz vor Drohnen

Der Schutz von Flugverbotszonen wird durch sogenannte „Airspace Geo-Fences“ ermöglicht: Bei den Geo-Zäunen handelt es sich um eine virtuelle Barriere oder Rundumsicherung in einem realen geografischen Gebiet. Geo-Fencing kann verwendet werden, um einen permanent gesperrten Bereich wie einen Flughafen oder ein Gefängnis, oder einen temporär gesperrten Bereich wie ein Festival „einzuzäunen“.

Drohnen können zudem für eine bestimme Aufgabe „eingezäunt“ werden, zum Beispiel, wenn sie Stromleitungen inspizieren. In der Regel werden die Flugverbotszonen von den Drohnen aus statistischen Offline-Datenbanken abgerufen. Viele Drohnen verfügen jedoch auch über einen internen Speicher mit diesen Informationen, da gerade bei temporären Geo-Zäunen eine Offline-Datenbank nicht gut genug ist.

Vodafone konnte in einem kürzlich durchgeführten Test nachweisen, dass Geo-Zäune dynamisch generiert und aufgelöst werden können. Dabei wird RPS genutzt, um festzustellen, wann eine Drohne in das umzäunte Gebiet geflogen ist. Ein Team von Vodafone-Ingenieuren konnte in Spanien einen Geo-Zaun errichten und mit einer beliebigen Anzahl von Drohnen interagieren, die innerhalb dieser Zone flogen. Alle Drohnen waren über eine eingebaute SIM-Karte mit dem Vodafone-Mobilfunknetz verbunden.

Kontrolle über Drohnen via Mobilfunknetz

Für den Test haben die Ingenieure von Vodafone eine vollautomatische Flugverbotszone mit drei Ringen errichtet:

  • Wenn eine Drohne in den äußeren Ring eindrang, erhielten sowohl der Drohnen-Bediener als auch der Manager der Flugverbotszone eine Warnung.
  • Flog die Drohne weiter in den mittleren Ring der Flugverbotszone, wurde sie gezwungen auf der Stelle zu schweben.
  • Wenn die zentrale Flugverbotszone auf den Bereich ausgedehnt wurde, über dem die Drohne schwebte, wurde ein Befehl über das Mobilfunknetz gesendet, der sie zur sofortigen Landung zwang

Es ist leicht vorstellbar, dass diese Vodafone-Technologie in Zukunft verwendet wird, um beispielsweise sicherzustellen, dass Polizeidrohnen einen Bereich durchsuchen können, ohne dass die Gefahr eines Zusammenstoßes mit anderen Drohnen besteht. Und jeder Mobilfunkbetreiber kann diese Technologie anwenden: Vodafone hat seine RPS-Forschung und das damit verbundene geistige Eigentum ohne Lizenzgebühren für die Wiederverwendung öffentlich zugänglich gemacht, um die Geschwindigkeit der Drohnen-Sicherheit und der Geolocation-Innovation weltweit zu beschleunigen.

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