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Europäischer Dienst als neuer Meilenstein für die Luftverkehrssicherheit

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Die Europäische Kommission hat den offiziellen Start des sicherheitskritischen EGNOS-Dienstes für die Luftfahrt bekanntgegeben, mit dem neue Möglichkeiten zur Verbesserung von Effizienz und Sicherheit des Luftverkehrs eröffnet werden. Das EGNOS-System ermöglicht – ohne jegliche Bodeninfrastruktur – sichere Landeanflüge bei ungünstigen Wetterlagen und schwierigen topografischen Verhältnissen, macht den Flugverkehr sicherer und sorgt dafür, dass Verspätungen, Umleitungen und Flugannullierungen reduziert werden.

Heutzutage spielen Satellitennavigationsanwendungen eine wichtige Rolle für Unternehmen und Bürger. Die jüngsten Zahlen zeigen, dass diese Anwendungen 2009 direkt oder indirekt einen Anteil von 6-7 % bzw. 800 Mrd. EUR am europäischen Bruttoinlandsprodukts (BIP) ausmachten. Sie betreffen die unterschiedlichsten Bereiche, von Verkehrswesen und Sicherheitsaspekten bis hin zu Landwirtschaft, Energie und sozialen Dienstleistungen.

Irrtum ausgeschlossen

EGNOS, der Geostationäre Navigations-Ergänzungsdienst für Europa, ist ein satellitengestütztes Erweiterungssystem zur Verbesserung der Genauigkeit von GPS-Positionsdaten, das durch unterschiedliche Faktoren verursachte Fehler wie atmosphärische Störungen korrigiert. EGNOS sendet außerdem Integritätssignale in Echtzeit mit Informationen zur Beschaffenheit der GPS-Konstellationen – dies ist von entscheidender Bedeutung für sicherheitskritische Anwendungen.

EGNOS wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) im Rahmen einer Vereinbarung mit der Europäischen Kommission und der europäischen Flugsicherungsorganisation EUROCONTROL entwickelt. Der Aufbau des EGNOS-Systems wird seit 2008 vollständig aus dem EU-Haushalt finanziert.

Der offene EGNOS-Dienst wurde im Oktober 2009 aufgenommen und dient persönlichen Navigationsanwendungen und der Präzisionslandwirtschaft. Derzeit stehen die EGNOS-Dienste nicht nur in allen 27 EU-Mitgliedstaaten, sondern auch in der Schweiz und in Teilen Norwegens zur Verfügung.

Nach einem umfassenden Zertifizierungs- und Überprüfungsverfahren – zu dem auch Testflüge gehörten, die unter unterschiedlichen Bedingungen auf verschiedenen europäischen Flughäfen durchgeführt wurden – ist der sicherheitskritische EGNOS-Dienst von jetzt an auch für einen Einsatz in der Luftfahrt zugelassen.

Die Bedeutung von EGNOS für Unternehmen und Bürger

Beim Start des Dienstes erklärte Antonio Tajani, Vizepräsident der Europäischen Kommission und zuständig für Industrie und Unternehmertum: „EGNOS, Europas erster Beitrag zur Satellitennavigation, wird die Sicherheit der Flugnavigation erheblich verbessern, für Flughäfen und Luftfahrtunternehmen wirtschaftlich vorteilhaft sein und zur Verringerung der CO2 -Emissionen beitragen.“

Die von dem System erwarteten Vorteile für Flughäfen und Fluggesellschaften, Unternehmen und Bürger umfassen:

  • Höhere Kapazität für kleinere Flughäfen: Die vom System bereitgestellte vertikale Führung ermöglicht Landungen bei eingeschränkter Sicht und erhöht so die Kapazität von Flughäfen, vor allem von kleinen und mittelgroßen, die sich kostspielige technische Landehilfen nicht leisten können.
  • Niedrigere Betriebskosten: Das EGNOS-Signal wird unentgeltlich bereitgestellt und erfordert lediglich einen Bordempfänger im Flugzeug. Am Boden werden keine Einrichtungen benötigt.
  • Weniger Verspätungen, Umleitungen und Annullierungen: Die Möglichkeit für Schlechtwetterlandungen bedeutet weniger Verspätungen, Umleitungen und Annullierungen von Flügen. Zudem erlaubt das System Fluglotsen eine effizientere Planung von Flugrouten, wodurch der Treibstoffverbrauch gesenkt und folglich die CO2-Emissionen verringert werden können.
  • Erhöhte Sicherheit für Fluggäste: Das System verschafft dem Piloten ein wesentlich besseres Lagebild und trägt zu einer erheblichen Reduzierung des Sicherheitsrisikos bei, vor allem bei ungünstigen Witterungsverhältnissen.

Um die neuen sicherheitskritischen Dienste nutzen zu können, müssen Flughäfen über EGNOS-spezifische Anflugverfahren für ihre Landebahnen verfügen und Flugzeuge mit einem EGNOS-fähigen Empfänger ausgestattet sein.

Den Weg für Galileo ebnen

Derzeit sind bereits eine Reihe von globalen Satellitennavigationssystemen in Betrieb oder stehen bald zur Verfügung. Dazu zählen das vielen Menschen bereits vertraute amerikanische GPS-System, das russische GLONASS-System, das gegenwärtig modernisiert wird, sowie das neue chinesische Compass-System. Außerdem gibt es mehrere regionale Erweiterungssysteme wie EGNOS, das amerikanische WAAS-System sowie das von Japan entwickelte MSAS-System, die alle zur höheren Präzision der von den globalen Navigationssystemen gelieferten Positionsdaten beitragen.

EGNOS ist Vorläufer des europäischen globalen Satellitennavigationssystems Galileo, mit dem ein hochpräziser, zur ausschließlich zivilen Nutzung vorgesehener Positionierungsdienst verfügbar sein wird, während sich die amerikanischen und russischen Systeme unter militärischer Kontrolle befinden.

Nach dem Beginn der Debatte über ein europäisches System Ende der 90er Jahre forderte 1999 der Europäische Rat die Europäische Kommission zur Entwicklung eines von Zivilbehörden verwalteten globalen Satellitennavigationssystems auf. In der Endausbaustufe wird Galileo aus 30 Satelliten und einer umfangreichen Bodeninfrastruktur bestehen. Dem aktuellen Zeitplan zufolge sollen 2014/2015 drei Galileo-Dienste betriebsbereit sein: ein offener Dienst, ein öffentlich regulierter Dienst sowie ein Such- und Rettungsdienst. Ab 2014 beginnt die Testphase für den sicherheitskritischen und den kommerziellen Galileo-Dienst.

Das im Rahmen des Programms Galileo eingerichtete System bietet nicht nur unabhängige Navigations- und Ortungsdienste, sondern ist auch mit GPS und GLONASS kompatibel. Auf diesen wichtigen Aspekt wurde auf dem jüngsten europäischen Gipfeltreffen für Satellitennavigation hingewiesen, bei dem politische Entscheidungsträger aus den Vereinigten Staaten, Russland, China und Europa zusammenkamen und sich für eine enge Zusammenarbeit in diesem Bereich aussprachen, um Kompatibilität und Interoperabilität aller globalen Satellitennavigationssysteme sicherzustellen. Die zugrunde liegende Idee ist, für alle Nutzer über einen einzigen Signalempfänger ungehinderten Zugang zu allen Satellitennavigationssignalen sicherzustellen.

Nach den Worten von Antonio Tajani markiert der sicherheitskritische EGNOS-Dienst eine wichtige Etappe beim Auftritt Europas auf dem Markt für Satellitennavigation, und er fährt fort: „EGNOS ist das Ergebnis einer erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Union, der Europäischen Weltraumorganisation und Partnern aus der Wirtschaft. Auf dem Weg zur Bereitstellung des Galileo-Systems besitzen wir daher die Grundlagen und das Modell für eine noch erfolgreichere Zusammenarbeit.

Wie funktioniert SatNav?

Die Satellitennavigation beruht auf dem Prinzip der Triangulation, d. h. bei Kenntnis des genauen Abstands zu drei unterschiedlichen Punkten lässt sich die eigene Position ermitteln. Das globale Satellitennavigationssystem (GNSS) beruht auf diesem Grundprinzip. Dies bedeutet, dass vier Satelliten in Sicht sein müssen, um die exakte Position auf oder über der Erde zu bestimmen. Jeder zusätzlich sichtbare Satellit steigert die Messgenauigkeit.

Die Ortsbestimmung hängt von der Entfernungsmessung zwischen Empfänger und Satellit, diese wiederum von der exakten Messung der Signallaufzeit ab. Die Entfernung eines GNSS-Empfängers zu einem sichtbaren Satelliten wird durch Messung der Zeit ermittelt, die das Signal vom Satellit bis zum Empfänger benötigt. Da die Signale mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, werden ihre Laufzeiten in Sekundenbruchteilen gemessen. Das hierfür erforderliche extrem genaue Zeitmesssystem wird durch Atomuhren in den GNSS-Satellitenkonstellationen gewährleistet.

Ein Standort auf der Erde kann natürlich nur dann bestimmt werden, wenn die exakte Satellitenposition bekannt ist. Dies wird durch Satelliten sichergestellt, die auf stabilen mittleren Umlaufbahnen in Höhen von etwa 20 000 km kreisen.

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