Feststellung von Sicherheits- und Datenschutzrisiken bei der Verwendung von Drohnen im zivilen Luftraum
Drohnen durften einst nur vom Militär eingesetzt werden, kommen aber nun immer mehr auch zivil zum Einsatz. Sie werden zu verschiedensten Zwecken eingesetzt, von der Hobbyfotografie bis hin zur Unterstützung der Landwirtschaft. Folglich kommen Drohnen vermehrt im zivilen Luftraum zum Einsatz, was zu neuen Herausforderungen führt – nicht zuletzt wegen vermehrter Interaktionen mit den regionalen Flugsicherungsorganisationen. SKYOPENER, ein im Rahmen des Programms Horizont 2020 finanziertes Projekt, entwickelt ein System, das diese neuen Herausforderungen angehen und die Sicherheit und den Datenschutz bei der Verwendung von Drohnen im europäischen Luftraum sicherstellen soll. Da Drohnen in immer mehr Bereichen eingesetzt werden, so auch bei Such- und Rettungseinsätzen, bedarf es einer erweiterten Zugänglichkeit, Zuverlässigkeit und Funktionalität über längere Strecken hinweg. Allerdings fordern die Vorschriften für den europäischen zivilen Luftraum, dass Drohnen im Sichtfeld ihrer Betreiber bleiben müssen, was zur Folge hat, dass sie nur sehr begrenzt eingesetzt werden können. Indem die Navigation, Sicherheit und Zuverlässigkeit der allgemeinen Systeme verbessert werden, wird es möglich, dass sich die Richtlinie im gleichen Maße wie die Technologie weiterentwickelt. Das Hauptziel des Projekts war die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Drohnennavigationssystems zu verbessern. Dies wurde durch Tests vor Ort gezeigt, die eine verbesserte Resistenz gegen Störsender und erhöhte Präzision bei der Umsetzung von Anweisungen nachwiesen. „Die Verwendung von GPS und dem Satellitensystem Galileo der EU in Multifrequenzkombinationen führt zu verbesserter Zugänglichkeit. Wir können genauer und gegen Störungen unempfindlicher werden, indem mir Dualfrequenzmessungen verwenden“, erklärt Alexander Butler, technischer Direktor bei Viasat, zum SKYOPENER-Programm. „Die Einbindung von Galileo in das Multikonstellationskonzept sowie die Integration anderer Sensoren kann die Navigationsgenauigkeit, Zugänglichkeit, stetige Leistung und Zuverlässigkeit unbemannter Luftfahrzeuge erheblich verbessern“, fügt Butler hinzu. Zu den weiteren Zielen des Projekts zählte, das Situationsbewusstsein von Drohnen zu verbessern, Sicherheitssysteme zur Vorbeugung gegen menschliches Versagen zu entwickeln sowie ein System mit interaktiver Überwachung von Drohnensystemen zu entwickeln. SKYOPENER wollte die Redundanz bestimmter Kommunikationssysteme angehen, indem es ein Befehlssystem entwickelte, das Multiband-Satelliten und -Funk verwendet. „Wir haben die Fähigkeit nachgewiesen, ein stabiles hybrides Kommunikationssystem mit großer Reichweite zu integrieren, das zwischen Funk- Mobilnetz- und Satellitenkanälen vermittelt“, so Butler.
Eigenkontrolle
Das Kontrollsystem arbeitet darauf hin, die Drohnen und das zugrundeliegende System zu integrieren. Die Idee ist, dass das System von den Betreibern der zivilen Infrastruktur genutzt werden soll, was neue professionelle Anwendungen von Drohnen möglich macht. Die letztendliche Vision des SKYOPENER-Projekts sieht effiziente, kosteneffektive Lösungen für die Anwendung von Drohnen im zivilen Luftraum vor.
Flugtests
Das Team führte in der Schweiz Tests des SKYOPENER-Systems und entsprechender Drohnen durch. Dort konnte es die Fähigkeit einer Starrflüglerdrohne mit großer Reichweite und relativ kleiner Nutzlast (3-5 kg) nachweisen, Sensordaten zu erfassen und zu verarbeiten, die dieselbe Qualität aufwiesen wie Daten, die derzeit von bemannten Flugzeugen verwendet werden. „SKYOPENER hat gezeigt, dass die erfassten Daten selbst bei einer beschränkten Nutzlastkapazität bezüglich der Qualität mit bemannten Luftfahrzeugen mithalten können“, so Butler. Die Tests waren äußerst erfolgreich und ebnen dem Projekt den Weg, die Systeminfrastruktur insgesamt auszuweiten. „Die Qualität der vom SKYOPENER-System erfassten Daten erfüllt nicht nur die Anforderungen der Endnutzergruppen, sie übertrifft sie sogar. Das unbemannte Luftfahrzeug ist nur ein Baustein einer großen und komplexen Systemintegration zahlreicher Komponenten“, fügt Butler hinzu. Butler erklärt weiter, dass das nun dringlichste Problem darin besteht, die Vorschriften dem Bedürfnis des Teams anzupassen, weitere Tests durchzuführen: „Die Vorschriften stellen immer noch ein Hindernis dar, wenn wir regelmäßige Fluggenehmigungen einholen möchten.“
Schlüsselbegriffe
SKYOPENER, Drohne, zivil, Militär, Navigation, System, hybrides Kommunikationssystem, unbemanntes Luftfahrzeug