Loading…
Thumbnail Image

Entwicklung von Verfahrensschutzraum für satellitengestützte Präzisionsanflüge mit bodenseitiger Augmentierung

Schulz, Holger

In der vorliegenden Arbeit wird eine Strategie zur Entwicklung des Verfahrensschutzraums (Obstacle Assessment Surfaces, OAS) für satellitengestützte Anflüge auf Basis des bodenunterstützenden Systems GBAS (Ground Based Augmentation System) aufgezeigt. Darüber hinaus wird die geometrische Modellierung des Verfahrensschutzraumes für konkrete Optionen verschiedener GBAS-Konzepte durchgeführt. Die Optionen werden anhand der Auswirkungen auf deutsche Verkehrsflughäfen bewertet. Es wird zunächst eine ausführliche Analyse der Entwicklung und Anwendung der OAS des bestehenden Instrumentenlandesystems ILS durchgeführt, wodurch die Adaption der Entwicklungsstrategie für GBAS ermöglicht wird. Durch die Adaption der Entwicklungsstrategie soll eine hohe Akzeptanz der in dieser Arbeit zu entwicklenden GBAS-OAS erreicht werden. Während der Untersuchungen wird die Notwendigkeit der Entwicklung eines mathematischen Modells mit der anschließenden Durchführung von Monte-Carlo-Simulationen erkannt, damit hinreichend genaue GBAS-OAS-Modellierungsparameter extrahiert werden können, die aus bisherigen Flugversuchen nicht hervorgehen. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden GBAS-OAS-Entwicklungskonzepte aufgestellt, die verschiedene Vorteile hinsichtlich Akzeptanz, Berücksichtigung von technisch realisierbaren Vorteilen, Pilotentrainingsbedarf, Neuzertifizierung von Avionik usw. besitzen. Im einzelnen werden die Konzepte der ILS-Äquivalenzmethode, der ILS-Look-Alike-Methode und das Lineare Konzept untersucht. Aufgrund des fehlenden mathematischen Modells werden die Parameter zur Bestimmung der Aufent-haltswahrscheinlichkeitsbereiche der Luftfahrzeuge während GBAS-Anflügen für die jeweiligen Konzepte anhand durchgeführter Flugversuche, Pilotenbefragungen und Simulatorflugversuchen abgeschätzt. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche werden für die verschiedenen Konzepte bestimmt und hinsichtlich der Dimensionen für ein neues Großraumflugzeug angepasst. Hiernach wird die geometrische Modellierung für verschieden Optionen der jeweiligen Konzepte vorgenommen. Es werden verschiedene planare Flächensysteme aufgestellt, die überwiegend durch die Fehlanflugbetrachtung (maximaler Divergenzwinkel) geprägt sind. Bei der Bewertung der GBAS-Modellierungsoptionen anhand der Untersuchung von Auswirkungen auf 58 Landerichtungen verschiedener deutscher Verkehrsflughäfen zeigt sich die Überlegenheit der ILS-Look-Alike-Methode mit einem Flächensystem, das ähnlich zu dem des ICAO-Annex 14 ist. Das Flächensystem ist direkt verfügbar (Template-Punkte und Konstanten der Flächengleichungen), wobei auf die Verifizierung der verwendeten Parameter nach einer adäquaten Modellerstellung hingewiesen wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen im Obstacle Clearance Panel (OCP), einem Arbeitsgremium der höchsten internationalen zivilen Luftfahrtbehörde ICAO, in der die Bundesrepublik Deutschland im Rahmen ihrer Mitgliedschaft durch die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH vertreten ist, eingebracht werden und dort als Arbeitsgrundlage für den Erlass international gültiger Verfahrensvorschriften für GBAS-Anflüge dienen.