Flugnavigation und Flugbetrieb

Performance-Based Navigation (PBN): Ein Sammelbegriff für Navigation nach einem definierten Standard. Vereinfacht lässt sich dieser wie folgt unterteilen:

• Flächennavigation (Area Navigation): Eine Grundvoraussetzung dafür, dass IFR-Luftfahrzeuge und zertifizierte Drohnen Routen mit der erforderlichen Genauigkeit fliegen können. GNSS ist eine Kernfähigkeit, die es ihnen ermöglicht, die PBN-Anforderungen in den Streckenflug- und Anflugphasen zu erfüllen.

• Anflugnavigation: Die Anflugphase ist eine kritische Flugphase, in der GNSS eine hohe Leistung erbringen muss. Mit SBAS und GBAS kommen zwei Lösungen zum Einsatz, die IFR-Luftfahrzeugen und zertifizierten Drohnen Landungen bei geringer Sicht bis hinab zu 200 ft ermöglichen. Diese Leistungsfähigkeit dürfte sich durch die Einbindung von Galileo und Zweifrequenzbetrieb weiter steigern lassen.

• Tiefflugrouten (Low-Level Routing): Eine Flächennavigationsfähigkeit, die ursprünglich für Hubschrauberbetrieb spezifiziert wurde, künftig aber auch die leichte allgemeine Luftfahrt und möglicherweise Drohnen unterstützt. Die Obergrenze dieser Routen liegt im Tiefflugbereich (<4 000’) und ermöglicht es Hubschraubern, dicht beflogene Nahverkehrsbereiche (TMA) oder Gebiete mit hohem Gelände sicher zu durchqueren.

Performance-Based Navigation (PBN) für Drohnen: Ein Sammelbegriff für Navigation nach einem spezifischen und zertifizierten Standard – das Pendant zur PBN in der bemannten Luftfahrt.

VFR-Ergänzung: Einsatz nicht zertifizierter GNSS-Empfänger als navigatorische Ergänzung zum VFR-Flugbetrieb. Dazu zählen Moving-Map-Anzeigen auf tragbaren Geräten.

Drohnennavigation (nicht zertifiziert): Ein nicht zertifiziertes Navigationswerkzeug, das PVT und weitere Funktionen rund um die Drohnennavigation bereitstellt und horizontale/vertikale Genauigkeit, Integrität (Integritätsrisiko, Alarmierungszeit und Alarmgrenzen), Kontinuität und Verfügbarkeit für unterschiedliche Flugphasen und Umgebungen liefert.

Flugbetrieb & Flugverkehrsmanagement

Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B): GNSS ist fester Bestandteil von ADS-B-Systemen, die die Position von Luftfahrzeugen an Bodenkontrollstellen und andere Luftfahrzeuge übertragen und so das Lagebewusstsein und die Sicherheit verbessern. Dieses System ist entscheidend für das Flugverkehrsmanagement, insbesondere in abgelegenen Regionen und über See, wo die Radarabdeckung begrenzt ist.

Optimierung von Wartung und Betrieb: Erkennt Bereiche, in denen Luftfahrzeuge ausgedehnte Zonen mit Partikelbelastung durchflogen haben, und macht damit frühere oder zusätzliche Wartungsmaßnahmen erforderlich – was Fluggesellschaften und Hersteller:innen Kosten spart. In Kombination mit innovativen digitalen und satellitengestützten Lösungen ermöglicht dies zudem neue Werkzeuge und Mechanismen zur Verkehrsoptimierung für den multimodalen Zugang sowie für Passagier- und Frachtströme zum und vom Flughafen wie auch zwischen Flughäfen. So wird die Flughafenanbindung verbessert und der Verkehr von und zur Stadt oder zu anderen wichtigen Verkehrsknoten verringert.

Flughafenkapazität und -sicherheit: GNSS ist ein wertvoller Baustein zur Unterstützung von Überwachungs- und Sicherheitsdiensten im Rahmen des Advanced Surface Movement Guidance and Control System (A-SMGCS) und hilft Flughafenbetreiber:innen, einen hochwertigen und vollständigen Überblick über ihre Flughafenanlagen zu wahren.

Zeitsynchronisation von ATM-Systemen: Die von der Flugsicherung genutzten Bodensysteme sind zunehmend vernetzt. Sie sind auf präzise und hochintegre Zeitsignale angewiesen, um Protokolle, Kommunikation und die Verkehrsübergabe auf Systemebene zu synchronisieren – all das stützt sich auf GNSS-gestützte Zeitsignale.

Modernisierung der Flugsicherung (ATC): Durch die Nutzung von GNSS-Daten können ATC-Systeme den Luftraum effizienter steuern, Flugwege optimieren, Engpässe abbauen und Verspätungen minimieren. Das führt zu höherer Betriebseffizienz und zufriedeneren Passagieren.

Flugdatenüberwachung: GNSS-Daten kommen in Programmen zur Flugdatenüberwachung zum Einsatz, um Flugwege, Geschwindigkeiten und Flughöhen zu analysieren, und tragen so zu Sicherheitsaudits und Untersuchungen bei. Das hilft, mögliche Sicherheitsprobleme zu erkennen und künftige Unfälle zu verhindern.

U-space-Dienste: Die durch EGNOS ermöglichte präzise Positionsbestimmung und Integrität kann U-space-Dienste für bemannte wie unbemannte Luftraumnutzer:innen unterstützen. Dazu zählen Netzwerkidentifikation, Geo-Awareness oder Konformitätsüberwachung. Wichtig: Die Netzwerkidentifikation gilt ausschließlich für Drohnen.

Planung von Drohneneinsätzen: GNSS (SBAS) ermöglicht eine präzise Routenplanung und eine höhere Integrität des Positionssignals und stellt so sicher, dass die Positions- und Navigationsleistung bekannt und ausreichend ist.

Überwachung

Electronic Conspicuity (zertifiziert): Ermöglicht die eigenständige Positionsmeldung eines Luftfahrzeugs oder einer Drohne an andere Akteur:innen der Luftfahrt und damit Aufschluss über Position und Geschwindigkeitsvektoren. Diese Informationen werden aus GNSS abgeleitet und umfassen zahlreiche nicht zertifizierte Lösungen, die dem Lagebewusstsein der Betreiber:innen dienen.

Electronic Conspicuity (nicht zertifiziert): Ermöglicht die eigenständige Positionsmeldung eines Luftfahrzeugs oder einer Drohne an andere Akteur:innen der Luftfahrt und damit Aufschluss über Position und Geschwindigkeitsvektoren. Die Informationen werden aus GNSS abgeleitet und umfassen zahlreiche zertifizierte Lösungen, die überwiegend im Flugverkehrsmanagement eingesetzt werden.

GADSS: Das Global Aeronautical Distress and Safety System ist ein von der ICAO entwickeltes Konzept, das die Wirksamkeit und Alarmierung von Such- und Rettungsdiensten im Falle eines Flugunglücks verbessert. Es stellt sicher, dass das Luftfahrzeug verfolgt wird und die letzte bekannte GNSS-gestützte Position stets aufgezeichnet ist, sodass jederzeit ein aktueller Verlauf des Fluges vorliegt. GADSS umfasst drei Komponenten: Flugzeugverfolgung (Aircraft Tracking), autonome Notfallverfolgung (Autonomous Distress Tracking) sowie Lokalisierung und Bergung nach dem Flug (Post Flight Localization and Recovery). Die Flugzeugverfolgung wird durch die bordeigene GNSS-Ausrüstung ermöglicht (entweder das PBN- oder das Electronic-Conspicuity-Gerät), während die übrigen Komponenten durch Notsender (Emergency Locator Transmitters) bereitgestellt werden, die im Segment Notfallmanagement und humanitäre Hilfe behandelt werden.

Zeitsynchronisation der Infrastruktur: Die Flugsicherung nutzt verschiedene Lösungen wie Radare, um Luftfahrzeuge zu verfolgen und Dienste für einen konfliktfreien Verkehrsfluss bereitzustellen. Alle heute eingesetzten Systeme sind für die Zeitsynchronisation – und häufig auch für die Synchronisation insgesamt – auf GNSS angewiesen, etwa bei Wide-Area-Multilateration-Systemen, die mehrere synchronisierte Empfänger nutzen, um die Position eines Luftfahrzeugs zu berechnen.

Sicherheit und Notfallmaßnahmen

Such- und Rettungseinsätze: GNSS-Technologien spielen eine zentrale Rolle bei Such- und Rettungseinsätzen, indem sie Einsatzkräften präzise Positionsdaten liefern. Das ermöglicht schnellere Reaktionszeiten und erhöht die Überlebenschancen der von einem Flugunfall betroffenen Menschen.

Effizienz und ökologische Nachhaltigkeit

Optimierung des Kraftstoffverbrauchs: Indem GNSS-Technologie direktere Flugwege und ein effizientes Höhenmanagement ermöglicht, hilft sie, den Kraftstoffverbrauch und damit den CO₂-Fußabdruck des Flugbetriebs zu senken.

Lärmminderungsverfahren: GNSS unterstützt die Gestaltung und Umsetzung von Lärmminderungsverfahren, indem es Luftfahrzeugen ermöglicht, präzise Flugwege zu fliegen, die lärmempfindliche Gebiete meiden, und so die Lärmbelastung für Gemeinden in Flughafennähe minimiert.