Distance Measuring Equipment

Verschiedene Flugzeugantennen und ihre Anbringung

Ein DME (englisch distance measuring equipment, deutsch: Entfernungsmessgerät) dient der Funknavigation für Luftfahrzeuge. Dabei wird durch Laufzeitmessung die Schrägentfernung des Luftfahrzeugs von einer DME-Bodenstation ermittelt. Das DME basiert auf der Sekundärradartechnik.

Ein DME wird oft in Verbindung mit einem Drehfunkfeuer (VOR) verwendet. Eine kombinierte Bodenstation mit VOR-Sender und DME-Transponder heißt VOR/DME.

Das technische Prinzip des DME kommt auch im Entfernungsmessanteil eines TACAN zur Anwendung.

Funktionsprinzip

Zur Entfernungsbestimmung sendet das Bordgerät Pulspaare mit einer zufälligen Wiederholungsrate an die Bodenstation. Diese werden nach einer fest vorgegebenen Antwortverzögerung (50µs) beantwortet und erscheinen neben den Antworten auf die Abfragen anderer Bordgeräte im Bordempfänger. Das Bordgerät filtert aus dem Gemisch aller Antwortsignale die heraus, die kontinuierlich mit einem (beinahe) konstantem Zeitabstand zur eigenen Abfrage im Empfänger erscheinen und misst den Zeitabstand zwischen dem Senden des ursprünglichen Signals und dem Empfang der Antwort. Dieser Zeitabstand (abzüglich der Antwortverzögerung) ist die Laufzeit der Radiowellen vom Bordgerät zu Bodenstation und zurück. Durch Multiplizieren mit der Lichtgeschwindigkeit wird sie in die Entfernung zur Bodenstation umgerechnet.

Flug über das DME mit Entfernungsangaben

Demnach ergibt sich folgende Rechnung, um die Schrägentfernung zur DME-Station zu berechnen:

$S=\frac{c}{2} \cdot (t - 50 \mu s)$

mit

t = Gemessene Laufzeit in Sekunden

c = Lichtgeschwindigkeit in m/s (ca. 300.000.000 m/s)

S = Schrägentfernung in m

Um die Entfernung über Grund zu berechnen, wendet man den Satz des Pythagoras an:

$D=\sqrt{S^2-h^2}$

mit

h = Höhe über der DME-Antenne in m

D = Bodenentfernung in m

Die gemessene Entfernung wird auf dem Flugzeuginstrument im Cockpit in nautischen Meilen angezeigt.

Wichtig für die Nutzung von DME-Informationen ist das Verständnis, dass nicht die Entfernung über Grund, sondern die aus dem Dreiecksverhältnis von Flughöhe und Entfernung am Boden resultierende Schrägentfernung (engl. slant range) angezeigt wird. Wäre ein Empfang über der Station im Schweigekegel möglich, würde also die Flughöhe als Entfernung angezeigt (→ 1 NM ≈ 6.076 ft). Der Messfehler beträgt ca. 45 bis 100 m, bei Präzisionsanlagen 50 m.

DME-Sender und -Empfänger arbeiten auf verschiedenen Kanälen im Frequenzbereich zwischen 962 MHz und 1213 MHz.

Instrumentenanflug

Wird DME in Verbindung mit einem VOR oder NDB zum Instrumentenanflug benutzt, müssen die Wetterbedingungen besser als die Minimalbedingungen eines Instrumentenlandesystems der Kategorie I sein.