GPS-Landesystem

Ein Ground Based Augmentation System (GBAS, dt. Bodengestütztes Regionales Erweiterungssystem) ist ein auf Differential GPS beruhendes Verfahren zur Erzielung einer höheren Genauigkeit bei der Bestimmung von Ortskoordinaten. Dies ist notwendig, da die Genauigkeit des normalen GPS mit einer Genauigkeit von 10 bis 100 Meter für automatische Landeanflüge auf Flugplätzen nicht ausreicht. Es ist als Ersatz für die aktuellen Instrumentenlandesysteme für Flugzeuge (ILS und MLS) vorgesehen und ist damit die Basis des zukünftigen GPS-Landesystems (GLS).

Technische Umsetzung

Das GBAS besteht aus (meist vier) GPS-Referenzantennen die an exakt ausgemessenen Positionen in der Nähe des Flugplatzes stehen, dort das GPS-Signal empfangen und die Abweichungen der empfangenen Position gegenüber der vermessenen Position für jeden einzelnen der GPS-Satelliten ermitteln. Diese Abweichungen werden zweimal pro Sekunde an die Flugzeuge gesendet, wobei die Signale im Flugfrequenzbereich zwischen 108 und 118 Mhz gesendet werden. Gleichzeitig werden alle 30 Sekunden die für den Flugplatz zulässigen Anflugwege (3D-Wegstrecken) an die Flugzeuge übermittelt. An Bord des Flugzeuges wird durch GPS (aus einem an Bord befindlichen GPS Empfänger und der vom GBAS ermittelten Korrekturwerte) die bis auf unter einen Meter genaue Position des Flugzeuges ermittelt und mit den empfangenen Wegpunkten verglichen. Aktuelle Systeme (Multi Mode Receiver) zeigen die Richtungs- und Gleitweginformationen identisch zu den Anzeigen der alten Instrumentenlandesysteme (ILS) an. Somit ist ein umschulen der Besatzung praktisch nicht notwendig. In zukünftigen Systemen wäre mit Computerhilfe jedoch auch eine Anzeige nach Art von 3D-Spielen, also mit künstlicher Landschaft möglich.

Da die 3D-Wegpunkte beliebig im Raum angeordnet werden können, sind mit GBAS Anflüge auf Flughäfen möglich, bei denen ein Einsatz von normalen Instrumentenlandesystemen durch geographische Gegebenheiten (z.B. durch steile Berge aus der Entfernung kein direkter Sichtkontakt zum Flughafen und damit kein Signal zum ILS-Sender) nicht möglich ist. Es sind anstelle von geraden Anflugwegen mit 3° Neigungswinkel (aktuelle Instrumentenlandesystem) auch beliebig im Luftraum angeordnete schräge oder gekurvte Anflugschneisen möglich. Diese werden nur durch Sicherheits- und Komfortanforderungen begrenzt, wodurch es möglich wäre, außer geographischen Besonderheiten auch noch Kapazitäts- und Lärmschutzanforderungen besser zu beachten.

Da die zugelassene Reichweite der Bodenstation bei aktuellen Systemen bei über 40 km liegt und die Bodenstationen bis zu 49 Anflugwege senden können, ist es möglich, dass die GBAS mehr als einen Flugplatz versorgen, wodurch kleinere Flugplätze in Reichweite des mit dem GLS ausgestatteten Systems gleichfalls das GPS-Landesystem nutzen könnten (falls das GBAS Anflugwege für diesen Flugplatz aussendet). Zusätzlich können natürlich auf einem Flugplatz die für jede Start- und Landebahn separat notwendigen ILS-Sendeanlagen durch ein einzelnes GPS-Landesystem ersetzt werden, was sich vor allem auf Flugplätzen mit mehreren Start- und Landebahnen auszahlt.

Problematisch ist (wie bei allen Instrumentenlandesystem) ein Ausfall oder eine Störung des Systems. Dies kann durch Ausfall des GPS (amerikanisches Eigentum, Störung der Satelliten durch Sonnenstürme, etc.) oder Interferenz mit anderen Funksignalen (einschließlich aktiver Störung) passieren. Da die GPS- und GBAS-Signale nicht wie ILS-Signale gerichtet abgestrahlt werden, ist die niedrigere Empfangssignalstärke hier mit einzubeziehen. Offen ist, ob die Zulassungsbehörden hierfür in Zukunft ein Reservesystem (z.B. ILS) vorschreiben werden, was Kostennachteile und Probleme mit der Frequenzvergabe für die Systeme mit sich brächte.

Geschichte

Die Entwicklung des (in den USA auch LAAS genannten) Systems läuft seit Mitte der 90er Jahre. Die ersten Bodensysteme wurden 1997 im Auftrag der FAA durch Honeywell an amerikanischen Flughäfen installiert. Gegenwärtig sind davon 20 Anlagen in mindestens vier Ländern (USA, Brasilien, Tibet, Australien) in Betrieb (Stand Mitte 2007). Als erstes Verkehrsflugzeug ist seit Mai 2005 die Boeing 737NG für den Flugbetrieb mit GBAS zugelassen. Ende November 2006 landete in Sydney die erste Linienmaschine der Qantas Airline mit dem System. Inzwischen sind über 200 Landungen (5–6 am Tag) erfolgt. In Deutschland ist der Flughafen Bremen testweise mit einer Bodenstation ausgerüstet. Auch der Flughafen von Toulouse in Frankreich besitzt inzwischen testweise eine GLS-Bodenstation. Der Hersteller Honeywell bietet Nachrüstsätze (ILS → ILS + GLS) für bestimmte Flugzeuge an. Aktuell werden die meisten neuen Flugzeugmodelle der Firmen Boeing (B777, B787) und Airbus (A380) serienmäßig oder zumindest optional mit dem System ausgerüstet. Weltweiter Standard könnte das System 2015 sein.

Literatur

• Fliegerrevue 07/2007, ISSN 0941/889X

Weblinks

Erste Testlandung in Bremen