Flugnavigation: Neues Tool zur Vorhersage der Signalqualität

Montag, 3. September 2012

Sicherheit ist alles – das gilt besonders für die Luftfahrt.  Vor jedem Flug überprüft ein Pilot welche Navigationsverfahren für seine Strecke verfügbar sein werden. Wo nicht ausreichend Satellitensignale vorhanden sind, können ihm stattdessen "Funkfeuer" oder analoge Navigationssysteme die Richtung weisen. Diese Informationen können als sogenannte "Verfügbarkeitsvorhersagen" abgerufen werden, also Vorhersagen der Signalqualität von Navigationssatelliten. Dies ist fester Bestandteil der Flugvorbereitung.  

Das Integritätsverfahren RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) prüft während des Fluges die Navigationssignale und ermittelt ihre Zuverlässigkeit – das sogenannte Integritätsrisiko, also die Wahrscheinlichkeit eines nicht detektierten und unzulässig hohen Positionsfehlers, liegt je nach Flugphase zwischen 10-5 pro Stunde und 10-7 pro Landeanflug. Ein neues am DLR entwickeltes Online-Tool nimmt RAIM und geht einen Schritt weiter:  RAIM-Prediction verwendet als Basis aktuelle Konstellationsdaten, kann sie verändern und damit verschiedene Szenarien durchspielen, mit der Realität abgleichen und auch langfristige Vorhersagen treffen. Dadurch können die Entwickler vom DLR-Institut für Kommunikation und Navigation zum Beispiel schon das künftige Satellitennavigationssystem Galileo in die Berechnungen einfließen lassen.

Der Algorithmus von RAIM-Prediction stellt die Vorhersagen auf einer interaktiven Weltkarte bildlich dar: im Zeitverlauf ist zu sehen, wie sich die Signalqualität der Navigationssatelliten in den verschiedenen Regionen entwickelt. Piloten, Dispatcher und andere Nutzer können die Verfügbarkeit verschiedener Navigationsverfahren abrufen:  von der Standard-Flächennavigation mit GPS,  über Anflüge die durch barometrische Höhenmessung gestützt werden, bis hin zu Präzisionsanflügen mit Galileo und GPS im kombinierten Betrieb.

Besonders für die satelliten-gestützte Flugnavigation sind die Vorhersagen von RAIM-Prediction ein Meilenstein: Bisher benötigen die Piloten für das letzte Stück, den Präzisionsanflug, das Instrumentenlandesystem ILS. Heutige GPS-Signale allein sind aufgrund des Messfehlerbereichs zu ungenau für die Positionsbestimmung während der kritischen Landephase. Dies kann künftig verbessert werden. Mit Hilfe des am DLR mitentwickelten Verfahrens ARAIM (Advanced RAIM) wird es nach der Einführung von Galileo erstmals möglich sein, Anflüge bis zu einer Entscheidungshöhe von knapp 70 Metern über der Landebahnschwelle durchzuführen – ohne zusätzliche Stützsysteme wie ILS, GBAS oder SBAS. Die Technologie hinter ARAIM garantiert dabei eine vertikale Positionsgenauigkeit der Satellitennavigation von 35 Metern. Auf Basis dieser Daten kann der Pilot das Flugzeug künftig auch in Schlechtwetterbedingungen sicher landen.

Das neu entwickelte Vorhersage-Tool  zeigt, welche Möglichkeiten die Luftfahrt von morgen hat. Davon kann sich auch die Öffentlichkeit überzeugen: Die DLR-Entwickler demonstrieren RAIM-Prediction vom 11. bis 16. September 2012 auf der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung ILA in Berlin.

Zuletzt geändert am: 10.09.2012 13:59:52 Uhr

URL dieses Artikels

  • http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10293/427_read-5010/year-all/

Kontakte

Bernadette Jung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Kommunikation Oberpfaffenhofen, Weilheim, Augsburg

Tel.: +49 8153 28-2251

Fax: +49 8153 28-1243
Markus Rippl
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Institut für Kommunikation und Navigation

Tel.: +49 8153 28-3067

Die Falcon 20E der DLR-Forschungsflotte

Falcon 20E des DLR

Bisher benötigen die Piloten für das letzte Stück, den Präzisionsanflug, das Instrumentenlandesystem ILS. Mit Hilfe des am DLR mitentwickelten Verfahrens ARAIM (Advanced RAIM) wird es nach der Einführung von Galileo erstmals möglich sein, Anflüge bis zu einer Entscheidungshöhe von knapp 70 Metern über der Landebahnschwelle durchzuführen – ohne zusätzliche Stützsysteme.

RAIM-Prediction: Benutzeroberfläche

RAIM Prediction: Benutzeroberfläche

Der Algorithmus von RAIM-Prediction stellt die Vorhersagen auf einer interaktiven Weltkarte bildlich dar: im Zeitverlauf ist zu sehen, wie sich die Signalqualität der Navigationssatelliten in den verschiedenen Regionen entwickelt. In rot markierten Bereichen sind keine oder nicht ausreichende Navigationssignale vorhanden, gelbe Markierungen weisen auf künftige Signalschwächen und -ausfälle hin.

Links

  • DLR-Sonderseite zur ILA Berlin Air Show 2012
    (http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10655)