Luftraumüberwachung: Passives Detektionssystem schützt vor Drohnen

Luftraumüberwachung: Passives Detektionssystem schützt vor Drohnen

Voraussetzung für eine effektive Drohnenabwehr ist die präzise Erkennung und Klassifizierung unterschiedlichster Flugobjekte. Das passive Detektionssystem des Karlsruher Unternehmens hensec erkennt jedes Objekt im Luftraum zuverlässig und lässt sich ohne vorherige Lizenzierung in Betrieb nehmen. Damit leistet diese europäische Lösung einen wichtigen Beitrag zum Schutz sensibler Bereiche. 

Immer mehr Drohnen bewegen sich im Himmel: Die European Aviation Safety Agency (EASA) schätzt, dass bis 2030 circa sieben Millionen zivile Drohnen durch den europäischen Luftraum kreuzen könnten. Grund für das starke Wachstum sind die vielen Einsatzmöglichkeiten von UAVs (Unmanned Aviation Vehicles) im gewerblichen Bereich - von der Überwachung von Stromtrassen, über die Landvermessung bis hin zum Frachttransport. Hinzu kommen zahlreiche Hobbypiloten.

Dass diese Entwicklung auch ihre Schattenseiten hat, belegen die Zahlen des Bundeskriminalamts. Bis Mitte Dezember 2025 wurden dort mehr als 1.000 verdächtige Drohnenflüge erfasst. Betroffen waren militärische Einrichtungen ebenso wie Flughäfen, Hafenanlagen oder Industrieunternehmen. Grundsätzlich kann eine Drohne für jede Organisation zur Sicherheitsbedrohung werden, wenn sie - ausgestattet mit modernster Kameratechnik und Sensorik - sensible Abläufe ausspioniert. Eine wirkungsvolle Drohnenabwehr wird damit immer wichtiger.

Eine zwingende Voraussetzung für eine angemessene Verteidigung ist jedoch die sichere Detektion von UAVs. Feindliche Drohnen müssen eindeutig von kooperativen Drohnen, beispielsweise aus dem Werkschutz, zu unterscheiden sein. Auch andere Flugobjekte, wie Kleinflugzeuge, Vögel oder Luftballons müssen eindeutig erkannt werden, um unverhältnismäßige Abwehrmaßnahmen zu vermeiden.

Drei Sensorquellen für hochpräzise Detektion

Die passive Luftraumüberwachung bietet eine Möglichkeit, diese Herausforderungen zu meistern. Eine Überwachung wird als passiv bezeichnet, wenn die eingesetzte Technik keinerlei Signale aussendet. Das hat den Vorteil, dass ein solches System keine anderen funkbasierten Anwendungen beeinträchtigt und selbst nicht geortet werden kann. Ein weiterer Pluspunkt ist die schnelle Inbetriebnahme, weil keine Lizenzierung erforderlich ist.

Durch den Einsatz unterschiedlicher Sensorquellen liefert eine passive Überwachung hochgenaue Ergebnisse. Eine solche Lösung hat das Karlsruher Unternehmen hensec entwickelt. Sie basiert auf HF-Decoding, Telemetrie sowie Radar. Die einzelnen Sensorquellen werden an drei Standorten rund um das zu überwachende Gelände platziert. Die einzelnen Sensorquellen funktionieren folgendermaßen:

• Telemetrie: Jede kooperative Drohne funkt ihre Remote-ID aus. Dabei handelt es sich um eine eindeutige Registrierungsnummer, die jeder Drohnenbetreiber beim Luftfahrtbundesamt beantragen muss, sofern seine Drohne über 250 Gramm wiegt. Auch andere Flugobjekte, wie beispielsweise Flugzeuge oder Hubschrauber senden permanent Daten, anhand derer sich unter anderem ihre Position bestimmen lässt. Mithilfe eines Telemetriesystems werden diese Daten erfasst und dekodiert.

• HF-Decoding: Bei der Hochfrequenz (HF)-Dekodierung wird der Funk zwischen der Drohne und ihrer Fernbedienung empfangen und entschlüsselt. Damit ist es unter anderem möglich, die Seriennummer der Drohne sowie die Position der Drohne und des Operators zu erkennen.

• Passiver Radar: Zur Identifikation von nicht funkenden Objekten kommt passiver Radar zum Einsatz. Dieser stützt sich auf bereits vorhandene, terrestrische Funkwellen, beispielsweise von Radio- oder Fernsehsendern. Treffen diese Funkwellen auf ein Hindernis, so werden sie abgelenkt und zurückgeworfen. Durch den Dopplereffekt ändern sich die Frequenz bzw. die Wellenlänge des reflektierten Signals leicht.

Empfängt eine Antenne das originale Radio- oder Fernsehsignal und gleichzeitig das von einem Flugobjekt reflektierte Signal, so lässt sich über die Analyse des Dopplereffekts erkennen, in welche Richtung und mit welcher Geschwindigkeit sich das Flugobjekt bewegt. Durch den Einsatz von drei Antennen an drei unterschiedlichen Standorten lassen sich diese Daten so präzise ermitteln, dass sich die exakte Flugrichtung und Geschwindigkeit bestimmen lässt. Selbst kleine Flugobjekte, die keinerlei Funkwellen aussenden, lassen sich mittels Passivradar erfassen.

Schutz vor Jamming und Spoofing

hensec ergänzt diesen Sensormix um einen Schutz gegen Störungen des Navigationssatellitensignals (Global Navigation Satellite System, kurz GNSS). Jede Technik, die auf präzise Positionsbestimmung angewiesen ist, verwendet ein solches Signal. Hier gibt es mehrere unterschiedliche Systeme; das Bekannteste ist das GPS (Global Positioning System) aus den USA. Da sich die Navigationssatelliten in einer Höhe von rund 20.000 km über der Erde bewegen, ist ihr Signal vergleichsweise schwach und damit anfällig für Störungen.

Vor allem absichtliche Störungen des GPS-Signals werden zunehmend zum Risiko für all jene Technologien, die auf einen stabilen Empfang von GNSS-Daten angewiesen sind. Dazu gehört auch jede Form der Luftraumüberwachung.

Es gibt zwei verschiedene Formen von Störungen, nämlich Jamming und Spoofing. Beim Jamming kommen speziell für diesen Zweck konzipierte Geräte, sogenannte „Jammer“, zum Einsatz. Diese senden störende Funksignale auf derselben Frequenz aus und überdecken damit die GPS-Signale. Da die Frequenzen der Navigationssatelliten bekannt sind, reicht bereits ein kleiner Jammer aus, um die Funkverbindung zu unterbrechen. Zwar ist die Benutzung von Jammern in Deutschland verboten, dennoch ist es möglich, solche Geräte über das Internet zu bestellen.

Beim GPS-Spoofing werden falsche Signale übertragen, um die Überwachungstechniken zu täuschen. Das funktioniert am einfachsten über eine sogenannte Reply-Attacke. Dabei wird das Zeitsignal des Satelliten aufgenommen und mit einer bestimmten Verzögerung wieder ausgespielt. Für das GPS-Spoofing kommen in der Regel komplexe Gerätschaften zum Einsatz, wodurch dieses Störmanöver schwerer durchzuführen ist. Gleichzeitig ist aber auch eine Erkennung deutlich schwieriger.

Sensorfusion mit Plausibilitätsprüfung

Derzeit ist hensec das einzige Unternehmen, das eine integrierte Lösung zur Überwachung der GNSS-Qualität in Verbindung mit Drohnendetektion anbietet. Da mehrere Sensorquellen verwendet werden, ist die Sensorfusion der kritische Punkt, um aus den unterschiedlichen Daten belastbare Erkenntnisse zu gewinnen.

Um ein korrektes Lagebild zu erhalten und Jamming- sowie Spoofing-Attacken zu enttarnen, ist vor allem die Prüfung der Daten auf Plausibilität wichtig. Wenn die Telemetrie-Dekodierung der Remote-ID beispielsweise 15 sich von Osten nähernde Drohnen meldet, das Passiv-Radar aber nur eine einzige Drohne im Norden sieht, ist davon auszugehen, dass diese Drohne einen Spoofer mit sich führt, der falsche Signale aussendet.

Hier zeigt sich ein Vorteil der Verwendung mehrerer Sensoren: Herkömmliche GPS-Jamming-Detektionssysteme erkennen lediglich, dass ein Signal nicht zuverlässig ist. Sie können jedoch nicht unterscheiden, ob es sich um Interferenzen, Jamming oder Spoofing handelt. Mit anderen Worten: Es wird erkannt, dass etwas nicht stimmt, aber nicht, was genau. Die hensec-Lösung bietet hingegen eine umfassende Analyse der GNSS-Signalqualität in vielerlei Hinsicht, sodass selbst aufwändige Spoofing-Attacken erkannt und sofort abgewehrt werden können, beispielsweise durch das Blockieren manipulierter Funksignale.

3D-Visualisierung und flexible Integration

Alle Daten der Lösung werden auf einer einzigen, optisch ansprechenden Oberfläche zusammengeführt, auf der ein 3D-Lagebild erzeugt wird. So behalten Anwender den Luftraum jederzeit im Blick. Über offene API-Schnittstellen lässt sich die hensec-Lösung nahtlos in bestehende Systeme integrieren. Damit lassen sich die erhobeneren Daten an Werkschutz, Behörden oder Drohnenlagezentren weitergeben.

Die Schnittstellen ermöglichen jedoch auch eine Integration in Richtung der Plattform: Hat ein Unternehmen bereits Sensoren zur Drohnendetektion installiert, lassen sich die Daten auch in der Lösung von hensec visualisieren und zentral auswerten. Dieses offene Integrationskonzept erweitert das Einsatzspektrum der hensec-Plattform erheblich: Neben der Detektion unautorisierter Drohnen eignet sie sich auch für das Management eigener UAVs. Bei komplexen Rettungseinsätzen können die Kräfte unterschiedlicher Einheiten ihre eingesetzten Drohnen auf einer gemeinsamen Oberfläche sehen und Einsätze schneller und effizienter koordinieren.

Europäische Technologie für souveräne Luftraumsicherheit

Drohnenüberwachung wird üblicherweise in besonders sensiblen Bereichen eingesetzt. Anwender legen deshalb großen Wert darauf, ihre Systeme selbstbestimmt und unabhängig betreiben zu können, ohne sich in kritische Abhängigkeiten zu begeben. Angesichts zunehmender geopolitischer Spannungen gewinnt das Thema digitale Souveränität immer mehr an Bedeutung.

Die Lösung von hensec ist technologisch komplett unabhängig. Alle eingesetzten Technologien kommen aus Europa. Eingesetzte Hardware, Software und Server befinden sich in Deutschland. Es erfolgt keinerlei Datenübertragung ins Ausland und es bestehen keine Abhängigkeiten von Cloudanbietern oder Hyperscalern. Auch hensec selbst ist unabhängig von ausländischen Investoren oder Konzernen.

Fazit

Drohnenüberwachung schafft Transparenz im zunehmend frequentierten Luftraum, indem sie frühzeitig Lagebilder liefert. Damit ist sie eine zentrale Voraussetzung für den Schutz sensibler Bereiche und die Aufrechterhaltung von Sicherheit sowie Betriebskontinuität.

Weitere Informationen: www.hensec.com www.luftraumueberwachung.com