Bahnortung

Positionsbestimmung von Zügen mittels Satellitennavigation. Bild: DLR (CC-BY 3.0).
Positionsbestimmung von Zügen mittels Satellitennavigation. Bild: DLR (CC-BY 3.0).
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Findet den Zug!

Züge dürfen nur dann in einen Abschnitt der Bahnstrecke einfahren, wenn sich kein anderer Zug mehr darin befindet. Aber wo genau ist der Zug? Hier kann experimentell erkundet werden, wie Satellitennavigation funktioniert und wie mit ihrer Hilfe künftig die Positionen von Zügen exakt bestimmt werden können.

Ergänzend zu dem Experiment Bahnsicherungstechnik, welches sich hauptsächlich mit der bisher eingesetzten Blocksicherung der Züge und der hierfür notwendigen Elektrotechnik beschäftigt, kann hier ein Einblick in die Satellitenortung als neuer Technologie bei der Positionsbestimmung von Zügen genommen werden.

An der vom Institut für Verkehrssystemtechnik extra für das Schülerlabor entwickelten  Ortungsanlage kannst du die Funktionsweise von GPS und Co. ausprobieren und verstehen. Weltweit gibt es verschiedene Satellitenortungssysteme, die in Betrieb sind: das amerikanische NAVSTAR GPS, das russische GLONASS und das Galileo-System der Europäischen Union. Das globale chinesische Beidou-System befindet sich als weiteres System im Aufbau. Institute der TU Braunschweig und des DLR sind maßgeblich an der Entwicklung von Galileo beteiligt und erschließen weitere Anwendungsgebiete. Neben dem bekannten Einsatz der Satellitennavigation für Autos und Flugzeuge gibt es auch die Möglichkeit, den Bahnbetrieb mittels dieser Technik zu verbessern und die Sicherheit weiter zu erhöhen. Ein im Zug befindlicher Empfänger wertet hierfür die Navigationssignale verschiedener Satelliten aus und kann durch geometrische Berechnungen seine eigene Position auf der Strecke bestimmen. Auf weniger ausgelasteten Bahnstrecken könnte in Zukunft auf die bisher sehr aufwendige streckenseitige Ortungstechnik verzichtet werden und es lassen sich sogar gleichzeitig mehr Informationen für den Betrieb übermitteln.

Im DLR_School_Lab werden die Satellitensignale durch Ultraschall simuliert. Drei nachgebildete Satelliten erlauben es, die Messungen an einen PC für die Auswertung zu übertragen. Die Ortungsergebnisse werden durch einen Projektor auf der Bahnstrecke abgebildet und können somit nachvollzogen und überprüft werden. Bei diesem Experiment werden auch das notwendige geometrische Grundverständnis und das Wissen über Wellenausbreitung erarbeitet. Somit kannst du nicht nur experimentell herausfinden, wie Satellitennavigation funktioniert, Züge fahren lassen und deren Position „tracken“, sondern sogar eine Geocaching-Aufgabe im Miniaturformat lösen!