Sichererer und nachhaltigerer Flughafenbetrieb – bei jedem Wetter
Der Flugverkehr nimmt stetig zu. Flughäfen müssen neue Wege finden, um ihre Kapazitäten zu erhöhen und Verspätungen zu vermeiden, selbst unter widrigen Bedingungen wie Regen, Nebel und Schnee. „Wenn die Sicht aufgrund des Wetters beeinträchtigt ist, benötigen Piloten zuverlässige Anweisungen, um landen zu können“, sagt Javier de Andrés-Díaz, Projektkoordinator bei ENAIRE(öffnet in neuem Fenster), der Flugsicherung in Spanien. Seit über einem halben Jahrhundert wird dies durch das Instrumentenlandesystem(öffnet in neuem Fenster) (ILS) gewährleistet – ein Funksignal, das von der Landebahn gesendet wird, um Flugzeuge in der Sinkflugphase zu leiten. Allerdings kann dieses Signal gestört werden, wenn Flugzeuge am Boden in der Nähe der Funkbake vorbeifliegen. Dies hat zur Folge, dass bei schlechten Wetterbedingungen die Betriebskapazität des Flughafens eingeschränkt ist. Ein bodengestütztes Ergänzungssystem (ground-based augmentation system, GBAS) bietet eine Alternative. „Während das Instrumentenlandesystem einen einzigen geraden 3D-Pfad erzeugt, ermöglicht das bodengestützte Ergänzungssystem eine größere operative Flexibilität, indem es mehrere Verfahren und Landebahnen bedient und sogar fortgeschrittene Operationen ermöglicht – alles mit einem einzigen System“, fügt Andrés-Díaz hinzu. Mit Unterstützung des Projekts EDGAR(öffnet in neuem Fenster) trägt ENAIRE zur Entwicklung eines verbesserten GBAS bei – eines Systems, das Sicherheit, Verfügbarkeit und Robustheit unter allen Betriebsbedingungen und Sichtverhältnissen bietet (mithilfe der Anflugs-Kategorien CAT I, CAT II und CAT III)(öffnet in neuem Fenster).
Zweifrequenzsignale aus mehreren GNSS-Konstellationen nutzen
GBAS ergänzt bestehende GNSS(öffnet in neuem Fenster) –Signale (GNSS: globales Navigationssatellitensystem) durch die Bereitstellung präziser Korrekturen und Integritätsdaten für Flugzeuge, die sich in der Nähe eines Flughafens befinden. Dies gewährleistet eine präzise und zuverlässige Navigation in kritischen Phasen des Fluges wie Anflug, Landung und Start. Das Projekt EDGAR baut auf diesem Konzept auf, indem es die Anzahl der zur Berechnung der Position und der Flugroute eines Flugzeugs verwendeten Satellitensignale erhöht und dabei sowohl auf das globale Positionsbestimmungssystem (GPS) als auch auf die Galileo-Konstellation zurückgreift. Dieses System ist als Dual-Frequency Multi-Constellation (DFMC)-GNSS bekannt. „Das Ergebnis ist eine höhere Genauigkeit, eine bessere Signalverfügbarkeit und eine verbesserte Robustheit gegenüber Störungen und ionosphärischen Anomalien(öffnet in neuem Fenster)“, erklärt Andrés-Díaz. Zukünftige Entwicklungen von satellitengestützten Ergänzungssystemen(öffnet in neuem Fenster) (SBASs), einschließlich des European Geostationary Navigation Overlay Service(öffnet in neuem Fenster) (EGNOS), werden auch Zweifrequenzsignale aus mehreren Konstellationen ergänzen, um die GNSS-Navigation in ganz Europa zu verbessern.
Weniger Verspätungen und geringere Emissionen
Indem es eine Vielzahl von Forschungs- und Validierungsaktivitäten durchführte, trug das EDGAR-Team zur Weiterentwicklung der GBAS-Lösung des DFMC bei. Dazu gehörte die Validierung der Leistungsfähigkeit der Lösung anhand von GNSS-Daten, die an den Flughäfen Teneriffa Nord und Ishigaki erfasst wurden – unter schwierigen, von Sonneneruptionen verursachten ionosphärischen Bedingungen, welche die normale Ausbreitung von GNSS-Navigationssignalen stören. Darüber hinaus analysierten die Forschenden den Einsatz und die Vorteile von Galileo im GBAS-DFMC-System und testeten verschiedene Ausweichmodi, die nur mit Einzelfrequenzsignalen arbeiten. Darüber hinaus trieben sie die Entwicklung eines GBAS-Systems voran, das in der Lage ist, den derzeitigen GBAS-Nutzenden der Kategorie CAT I an Bord von Flugzeugen Dienste der Kategorie CAT II bereitzustellen. Da die Standardisierung für die zivile Luftfahrt unerlässlich ist, stellte das Projektteam seine Arbeit auch den zuständigen Standardisierungsgremien vor. Dank seines Beitrags zur technischen Entwicklung eines Navigationssystems, das durch schlechte Sichtverhältnisse bedingte Verspätungen, Annullierungen, Umleitungen und Wartezeiten bei Flügen verhindern kann, trägt das Projekt zur Verringerung der Lärmbelastung, des Treibstoffverbrauchs und der Kohlenstoffemissionen bei. Darüber hinaus wird durch die Nutzung von Galileo im Rahmen des Projekts der Entwicklung und Wettbewerbsfähigkeit der EU-Weltraumtechnologie Vorschub geleistet.
