TOPGAL

Total Performance concept for GBAS based Automatic Landings

TOPGAL ist ein DLR-internes Projekt, in welchem die Leistungsfähigkeit einer auf GBAS basierenden Navigation und deren Kopplung mit dem Flight- Management-System und dem Autopiloten evaluiert werden. Ein sogenanntes GBAS (Ground Based Augmentation System) ermöglicht es Flugzeugen Satellitennavigationssignale so zu nutzen, dass damit eine sichere, zuverlässige und hochpräzise Flugführung bis hin zur automatischen Landung gewährleistet wird. Dadurch soll in Zukunft das derzeit benutzte Instrumentenlandesystem (ILS) ersetzt werden.

An diesem Projekt sind die DLR-Institute für Kommunikation und Navigation (Leiter des Projektes), Flugführung, Robotik und Mechatronik sowie Physik der Atmosphäre beteiligt und ermöglichen so eine umfassende Betrachtung der neuen Technik unter vielen verschiedenen Gesichtspunkten.

Im Rahmen eines Vorgängerprojektes wurde am Forschungsflughafen in Braunschweig bereits eine GBAS-Bodenstation aufgebaut und erfolgreich getestet, welche Anflüge der Kategorie I (Mindestsicht 550m, Wolkenuntergrenze nicht unter 200ft) unterstützt. In TOPGAL werden die nötigen Erweiterungen vorgenommen und Analysen durchgeführt, um die Kriterien der höchsten Kategorie III (keine Anforderungen an Mindestsicht) zu erfüllen. Dies wird im Wesentlichen gewährleistet durch eine Reihe zusätzlicher Monitor-Systeme in der Bodenstation und am Empfänger im Flugzeug, welche ionosphärische Störungen detektieren können.

Diese hochpräzisen und zuverlässigen Navigationsdaten werden an einen weiterentwickelten Autopiloten gesendet, der ein genaueres Fliegen auf einervorgegebenen Trajektorie und damit eine kleinere Streuung der Aufsetzpunkte auf der Landebahn ermöglicht. Um eine Aussage über die Leistungsfähigkeit eines automatischen Landesystems treffen zu können, ist es wichtig, die Navigation und Flugregelung gemeinsam zu betrachten. Im Rahmen von Flugversuchen und Simulationen werden nun Bewertungsmetriken definiert, welche eine Beurteilung auf Flugzeugebene zulassen. Für die Simulationen werden weiterhin eine Reihe von Parametern variiert (z.B. Windeinflüsse und Störeinflüsse auf Navigation) um genaue Aussagen über die Auswirkungen der Kombination verschiedener Faktoren treffen zu können.

Die hochpräzisen Flugdaten werden schließlich verwendet um eine komplexe Flugführung, welche neben der Position auch die Zeit mit einbezieht, zu ermöglichen. Im Gegensatz zu ILS ist es damit möglich Anflüge nicht nur auf einem geradlinigen Anflugweg zu Landebahn zu führen, sondern auf nahezu beliebig definierten Routen. Dadurch können beispielsweise lärmsensible Bereiche besser gemieden werden und Flugzeuge treibstoffoptimiert zum Flughafen gelangen.

Das DLR leistet mit TOPGAL einen wichtigen Beitrag zur Erforschung einer Vielzahl von technischen und operationellen Aspekten, welche für die Einführung der neuen Technologie zu berücksichtigen sind.

Förderung:  internes Projekt

Laufzeit: 01.01.2010-31.12.2012