Präzise Positionsbestimmung wird für Anwendungen von autonomer Mobilität bis hin zur Überwachung kritischer Infrastrukturen immer wichtiger. Aktuelle globale Navigationssatellitensysteme bieten zwar weltweite Abdeckung, leiden jedoch häufig unter schwachen Signalen, städtischen Mehrwegeeffekten und Störanfälligkeit. Eine im Dezember 2025 im Fachjournal Satellite Navigation veröffentlichte Studie führte umfangreiche Simulationen zu positions-, navigations- und zeitbasierten Systemen mit Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen in repräsentativen Außenumgebungen durch. Dabei wurden Signalstärke, Geometriequalität, Positionsgenauigkeit und Störfestigkeit unter verschiedenen Trägerfrequenzen, Satellitensendeleistungen und Konstellationsdesigns bewertet.
Forscher der Tampere University und der Universitat Autònoma de Barcelona veröffentlichten ihre vergleichende Analyse https://doi.org/10.1186/s43020-025-00186-5, in der sie untersuchten, wie verschiedene LEO-Konstellationskonfigurationen bei alleiniger oder gemeinsamer Nutzung mit GNSS in puncto Positionsgenauigkeit und Störfestigkeit abschneiden. Mithilfe semi-analytischer Modellierung und 192.000 Monte-Carlo-Simulationen bewertete das Team 400 Nutzer in europäischen Regionen in fünf Außenszenarien. Zu den Schlüsselvariablen gehörten Trägerfrequenzbänder, Effektive Isotrop Abgestrahlte Leistung (EIRP) und Konstellationsgeometrie.
Die Studie ergab, dass optimierte LEO-Konstellationen, insbesondere im Hybridmodus mit GNSS, die Genauigkeit deutlich verbessern und in städtischen Szenarien, in denen GNSS an Leistung verliert, eine starke Leistung aufrechterhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass eine EIRP von 50 dBm für hochwertige Außenpositionsbestimmung im L- und C-Band ausreicht, während 10-GHz-Plattformen höhere Leistung benötigen, um den Pfadverlust auszugleichen. Hybridmodi aus LEO und GNSS weisen laut der Forschung deutlich verbesserte Stabilität und Zuverlässigkeit auf.
Mehrschalen-Konstellationen wie Çelikbilek-1 und Marchionne-2 erzielten ein günstiges Verhältnis zwischen Satellitenanzahl und globaler Geometrie und übertrafen Einzelschalen-Layouts. Unter schwierigen städtischen Canyon-Bedingungen verschlechterte sich die GNSS-Genauigkeit bis um das Siebenfache, während LEO-PNT eine stabile Entfernungsmessleistung mit begrenztem Verlust beibehielt. Auch die Störfestigkeit verbesserte sich, da die höhere LEO-Signalstärke bedeutet, dass Störsender eine weitaus größere Intensität benötigen, um eine gleichwertige Beeinträchtigung zu verursachen.
Hybriddesigns erzielten die bedeutendsten Verbesserungen. Kombinationen wie Çelikbilek-1 + Global Positioning System/Galileo oder CentiSpace-ähnliche + BeiDou führten zu besseren Position Dilution of Precision-Verteilungen, schnellerer Verfügbarkeit von Positionsfestlegungen und breiterer Nutzerabdeckung. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass LEO-Systeme nicht darauf abzielen, GNSS zu ersetzen, sondern vielmehr die Verfügbarkeit und Widerstandsfähigkeit in signaltechnisch schwierigen Umgebungen zu verbessern.
Die Ergebnisse deuten auf einen realistischen Einführungsweg für widerstandsfähige Satellitennavigation hin, die autonomen Fahrzeugen, UAV-Routing, Notfallmaßnahmen, Präzisionslandwirtschaft und der Überwachung kritischer Infrastrukturen zugutekommen könnte, insbesondere dort, wo GNSS in störungsreichen oder hochhausgeprägten Umgebungen versagt. Die niedrigere Sendeleistung von LEO-Systemen reduziert zudem die Bereitstellungskosten und eröffnet kommerziellen Betreibern Zugangsmöglichkeiten. Da die weltweite Nachfrage nach sicherer PNT wächst, könnte die Integration von LEO und GNSS zu einem Grundpfeiler der Navigationstechnologie der nächsten Generation werden.
