Maritimes PNT-System: Ansätze für ein koordiniertes Integritätsmonitoring und -management

Abstract

In den letzten Jahrzehnten haben sich Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) als satellitengestützte Infrastruktur etabliert, mit der weltweit Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitdaten (PVT) in allen Verkehrsbereichen bestimmt werden. Für die Schiffsnavigation sind neben den PVT-Daten auch Navigationsdaten (N) notwendig, mit denen die dreidimensionale Lage und Bewegung eines Fahrzeuges geplant, bestimmt und in Relation zur Umgebung überwacht werden kann. Navigationsdaten in diesem Kontext sind u.a. Heading, Rate of Turn (RoT) und Course over Ground (CoG), die für ein sicheres Passieren von Engstellen (Kanäle, Brücken) und ein effizientes Anlegen in Häfen gleichermaßen erforderlich sind. Höchste Anforderungen an die Datensicherheit sind zu erwarten, wenn die PNT-Daten als Eingangsdaten für automatisierte oder teilautomatisierte Steuerungs- und Regelungsprozesse dienen sollen. Integrität ist ein klassisches Ziel der Informationssicherheit und gilt als erfüllt, wenn Systeme entsprechend ihrer Spezifikation funktionieren. Ein System, dessen Aufgabe es ist, Informationen in Form von Daten bereitzustellen, funktioniert spezifikationsgerecht, wenn die Daten im gewünschten Umfang mit der geforderten Qualität zur Verfügung gestellt werden konnten. Die Integrität des maritimen PNT-Systems ist folglich an der Qualität bereitgestellter PNT-Daten zu messen. Im maritimen Verkehrssystem wird ein erweiterter Integritätsbegriff genutzt, der die Fähigkeit eines Systems einschließt, seine Integrität (Nutzbarkeit) selbst bewerten und Nutzer darüber in Echtzeit informieren zu können. Am Anfang wird das maritime PNT-System anhand seiner Architektur und in diesem Kontext genutzter und nutzbarer Infrastrukturen, Diensten und Sensoren kurz skizziert. Verfahren, mit denen derzeit eine Integritätsüberwachung im maritimen PNT-System erfolgt, werden beschrieben und hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit charakterisiert. Im Folgeschritt werden Konzepte herausgearbeitet und diskutiert, die als Lösungsansätze für ein koordiniertes Integritätsmonitoring im maritimen PNT-System dienen könnten.