ANTS2

Fortschrittliche Navigationstechnologien und Verkehrsmanagement für eine sichere und effiziente Führung in der urbanen Luftmobilität

Das ANTS2-Projekt zielt darauf ab, die Machbarkeit von AAM-Operationen mit hoher Dichte weiter zu analysieren. Ziel ist es, die im Vorgängerprojekt ANTS entwickelten Technologien bereitzustellen, jedoch mit einem höheren Technologiereifegrad und einer geringeren Rechenkomplexität.

Ziele des Projekts

Die Ziele des Projekts sind unter den teilnehmenden Instituten klar definiert und sollen am Ende des Projekts gemeinsam nachgewiesen werden.

  • Flugführung
    • Untersuchung des maximal tolerierbaren und zulässigen technischen Flugfehlers in den Richtungen lateral, along-track und Höhe. Die Summierung des flugtechnischen Fehlers und des Fehlers der Navigationssensoren ergibt einen vierdimensionalen Schutzbereich für die Navigationsleistung entlang eines bestimmten Flugsegments.
    • Entwicklung eines Upscaling-Modells für ein generisches VTOL (Vertical Take-Off and Landing), um festzustellen, wie sich physikalische Parameter wie Trägheitsmoment und Rollgeschwindigkeit auf die Manövrierfähigkeit und Leistung von VTOLs auswirken und dadurch das minimale Sicherheitsvolumen um das Fahrzeug verändern.
  • Integrität der visuelle Navigation
    • Es handelt sich um die Entwicklung von Methoden zur Gewährleistung der Integrität von visueller Navigation. Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen des Vorgängerprojekts ANTS werden das Design von Markern, Probleme der Sichtbarkeit und Erkennbarkeit sowie der mögliche Einsatz von Infrarotkameras weiter untersucht. Darüber hinaus hat eine gründliche technische Analyse, die im Rahmen von ANTS durchgeführt wurde, mehrere Bereiche aufgedeckt, die hinsichtlich der Anwendbarkeit des Integritätskonzepts bei der kamerabasierten Navigation untersucht werden müssen. Schließlich soll der zuvor entwickelte SEC-PnP-Algorithmus sowohl in Bezug auf die Software als auch auf die Berechnungen verbessert werden.
  • Integrität des U-GBAS
    • Das Ziel ist die Entwicklung eines fortschrittlichen Urban-GBAS (Ground Based Augmentation System). Das U-GBAS zielt darauf ab, eine hochpräzise lokale Erweiterung mit Integritätsinformationen und einer einfachen Einrichtungsprozedur in städtischen Gebieten bereitzustellen. Das U-GBAS ist in mehrfacher Hinsicht fortschrittlicher als moderne, standardisierte GBAS-Systeme. Erstens bietet das U-GBAS lokale Erweiterungs- und Integritätsinformationen für eine trägerphasenbasierte, hochpräzise Positionsbestimmung. Zweitens zielt es darauf ab, die Einrichtung eines lokalen Referenznetzwerks in städtischen Gebieten zu erleichtern, z. B. an Verteilerkästen oder auf den Dächern hoher Gebäude, basierend auf den tragbaren Stationen.
  • Demonstration
    • Ziel ist die Validierung und Demonstration der entwickelten Technologien mittels Durchführung von Flugtests mit UAVs (Unmanned Aerial Vehicles). Die im Rahmen des ANTS2-Projekts zu entwickelnden und weiter zu untersuchenden Technologien – RNP-basierte Führungskonzepte, integritätsorientierte visuelle Navigationsmethoden und U-GBAS – stellen innovative und hochmoderne Methoden dar. Aus Sicherheitsgründen werden die entwickelten Algorithmen daher mit kleinen UAVs in kontrollierten Umgebungen getestet.

Beitrag zum elektrischen Fliegen

Advanced Air Mobility (AAM) beinhaltet effiziente und nachhaltige elektrische Transportmöglichkeiten. Innerhalb des Luftfahrtsektors ist die Zertifizierung neuer Navigations- und Flugführungssysteme jedoch in der Regel ein langwieriger Prozess. Das ANTS2-Projekt zielt darauf ab, diesen Zeitrahmen zu verkürzen, indem es einen ersten Machbarkeitsnachweis liefert, der eine hohe Genauigkeit in Verbindung mit Sicherheitsstandards demonstriert.

Zusammenfassung

Advanced Air Mobility sorgte hinsichtlich des Transports von Gütern und Personen in den letzten Jahren für erhebliche Aufmerksamkeit. Die hohe Flexibilität dieser Art des Transports eröffnet neue Mobilitätsmöglichkeiten und könnte einen wesentlichen Beitrag zur Veränderung der derzeitigen städtischen Verkehrsformen leisten. Allerdings stellt sie auch eine große Herausforderung dar, da die städtische Umgebung mit verschiedenen Störquellen, etwa GNSS-Signalabschattungen und Multipath-Effekten, konfrontiert ist. Daher ist es nicht möglich, die Vorschriften und Technologien aus dem traditionellen Transportflugzeugsegment auf diese neue Art des Betriebs zu übertragen.

Das ANTS2-Projekt zielt darauf ab, die im ersten ANTS-Projekt gewonnenen Erkenntnisse in den Bereichen visuelle Navigation, bodengestützte GNSS-Augmentierungsstationen und bordseitige Flugführungsalgorithmen zu vertiefen und zu erweitern. Die entwickelten Technologien wurden in einer abschließenden Demonstrationsveranstaltung im Nationalen Erprobungszentrum für Unbemannte Luftfahrtsysteme in Cochstedt mittels Drohnen getestet. Die während der Simulationen und Flugtests gesammelten Ergebnisse aus dem Vorgängerprojekt bilden das Fundament für das ANTS2-Projekt, um eine Erweiterung der Navigations- und Flugführungsmethoden zu ermöglichen. Die im Zuge dessen realisierten Technologien sollen entsprechend modular und somit auf verschiedene Plattformen übertragbar sein.

Projektdaten

 

Laufzeit

01/2026–12/2027

Beteiligte Institute

Mitwirkend

RWTH Aachen, Lehrstuhl für Navigation

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Michael Meurer

Leiter der Abteilung Navigation
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Kommunikation und Navigation
Münchener Straße 20, 82234 Oberpfaffenhofen-Wessling