SAPOS in der Luftfahrt - Anwendungen, Nutzen, Perspektiven (705 K)

SAPOS in der Luftfahrt - Anwendungen, Nutzen, Perspektiven
Abbildung 7 zeigt die Differenz zwischen der SAPOS-Positionslösung und der des
Integrierten Systems. Man erkennt, daß die Abweichungen in Nordrichtung bei maximal 8
cm, die überwiegende Zeit jedoch bei ± 2 cm liegen. Ähnliches gilt für die Abweichungen in
Ostrichtung. GPS-systembedingt ist die Höhe immer etwas schlechter. Aber selbst unter
höherer Dynamik (ca. 2,3 g) liegen hier die maximalen Differenzen bei 10-12 cm.
Bei größerer Querlage des Flugzeugs (> 30°) kommt es jedoch häufig zu
Abschattungen der Satelliten durch die Tragflächen. Dadurch verlieren GPS-Empfänger bzw.
die entsprechende Phasenlösungssoftware die gefundene Mehrdeutigkeitslösung. Es hat
sich jedoch gezeigt, daß ein Wiederaufschalten on-the-fly innerhalb kurzer Zeit (4 sec – max.
1,5 min) möglich ist.
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Qualität einer Echtzeit-Phasenlösung mit SAPOS
auch über mittlere Basislinien sehr hoch ist. Selbst unter großer Dynamik treten nur
Abweichungen im Zentimeterbereich auf. Die Verfügbarkeit ist im Flugzeug bei den hier
getesteten Entfernungen zum SAPOS-Sender (~ 5-10 km) immer gegeben.
6 Zusammenfassung
In diesem Beitrag wurden einige Verfahren und Anwendungsgebiete für Differential-
GNSS Korrekturdienste in der Luftfahrt vorgestellt. Je nach geforderter Genauigkeit und
Integrität werden unterschiedliche Konzepte verfolgt. Einige Bereiche der Luftfahrt benötigen
auf Grund gesetzlicher Regelungen keine hochpräzise Position, andere, insbesondere
die kommerzielle Luftfahrt, verfolgen international standardisierungsfähige Lösungen.
Anwendungsgebiete für SAPOS liegen daher besonders im Bereich der „Special
Mission“-Flüge. Hier werden für die unterschiedlichsten Anwendungen hochpräzise
Positionen verlangt. Lokal, in der Umgebung eines SAPOS 2m-Band Senders, funktioniert
dies schon problemlos. Schwierigkeiten treten dann auf, wenn sich das Luftfahrzeug schnell
d u rch die Sendegebiete mehre rer Stationen bewegt. Die zur Zeit verfügbare n
Funkempfänger sind nicht in der Lage, automatisch die nächste bzw. die mit der besten
Empfangsleistung einfallende Station zu wählen. Unter Sicherheitsaspekten ist einem
Piloten die Bedienung des Funkempfängers und des SAPOS-Decoders nicht zumutbar. Für
nichtprimäre Navigation, sondern zur Ermittlung der Position für z.B. Meßaufgaben ist
SAPOS zur Zeit schon einsetzbar und vermindert so den Aufwand und die Kosten für eine
eigene Bodenstation, Telemetrie usw.
7 Ausblick
Für den Einsatz der SAP O S-Empfänger im Flugzeug wäre ein vere i n f a c h t e s
Bedienkonzept und ein Diversityempfänger der selbsttätig den stärksten Sender auswählt
wünschenswert. Ein weiterer Ausbau der Referenzstationen und Sender würde darüber hinaus
auch die Verfügbarkeit in den Randgebieten erhöhen und die Länge der jeweiligen
Basislinien vermindern. Durch die Ve rnetzung der Stationen und die Nutzung der
Netzparameter im Flug kann die Genauigkeit gesteigert und die Zeit bis zur Festsetzung der
Mehrdeutigkeitslösung vermindert werden. Auf Grund der hohen Dynamik eines Flugzeugs
würde auch eine höhere Updaterate der Korrekturdaten (2 Hz, 4 Hz) die Genauigkeit verbessern.
Die Zeit zwischen den einzelnen Korrekturdatensätzen wird derzeit noch durch eine
relativ ungenaue Extrapolation der Daten bzw., wenn verfügbar, durch Stützung mit Hilfe
einer Trägheitsplattform überbrückt. Im Hinblick auf das zukünftige euro p ä i s c h e
Satellitennavigationssystem GALILEO sollte über eine Integration in SAPOS nachgedacht
werden.