|
|
Navigation und Landehilfen im Eurofighter Typhoon
Der Eurofighter Typhoon verfügt über eine Reihe von Navigationsinstrumenten, welche jede für sich, bzw. auf einander abgestützt Navigationslösungen errechnen. Die Einzelergebnisse dieser Navigationsinstrumenten werden über einen Kalman Filter in ein samthaftes Ergebnis umgewandelt, welches dem Piloten sowie sonstigen positionsabhängigen Anwendungen zur Verfügung gestellt wird.
Kalman-FilterDer Kalman-Filter ist ein Softwareprogramm, welches in Echtzeit Wahrscheinlichkeiten für dynamische Systeme aus redundanten Datenquellen errechnet. Dabei werden die Daten aus den einzelnen Quellen mitsamt ihren Abweichungen herangezogen um im Endergebnis den Fehler zu minimieren.Für Navigationssystem bedeutet dass, das eine gegenseitige Aufrechnung der Diskrepanzen in der Positionsangabe der Einzelsysteme zu einer präziseren Positionsangabe im Gesamtergebnis führen. |
Lital LN93EF
Foto: Lital |
NAVSTAR-GPSAm 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb genommen ist das offiziell als "Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System" (NAVSTAR-GPS) bezeichnete System, das einzige weltweit verfügbare Positionsbestimmungssystem auf Sattelitenbasis. Es besteht aus einer Anordnung von 24 und mehr Satelliten, welche in einer Höhe von 20.183 km die Erde umkreisen. Basierend auf der Signallaufzeit können GPS-Empfänger dann ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen.
|
TERPROM® Terrain Avoidance System
Foto: BAE Systems
|
ILS Localizer der Witheman Air Force Base.
LN93EF - Laser Inertal Navigation System
Basis des Systems bildet ein von Lital S.p.A. (ehem. Litton Italia heute Teil der Northrop Grumman Corporation) in Lizenz gefertigtes und auf Laser-Gyroskopen basierendes Inertal Navigation System mit der Bezeichnung "LN93EF".Das LN93EF basiert auf einer ausbalancierten sowie vibrationsisolierten Sensorphalanx bestehend aus drei Zero-Lock™ Laser Gyros (ZLG) um Nicken, Gieren und Rollen messen zu können und einem A-4-Beschleunigungsmesser-Trio welches Beschleunigungen und Verzögerungen bei Vorwärts- , Seitwärts- sowie Auf- und Abwärtsbewegungen misst. Dieses Set stellt durch Messung der Bewegungen und Beschleunigungen auf allen Achsen die Sensorgrundlage zur Verfügung auf welcher die nachfolgende Elektronik die Navigationslösung errechnet.
Die ZLGs arbeiten mit einer Genauigkeit besser als 0,75 Bogensekunden (entspricht 0,0002° am Kompass) und bis zu einem Maximalwert von über 400°/Sek.
Die A-4 Beschleunigungsmesser arbeiten mit einer Genauigkeit von 25 micro-g (= 0,000245 m/sec² bzw. ein 25-millionstel der Norm-Fallbeschleunigung) und bis zu einem Maximalwert von 16G.
Nach max. 4 Minuten Aufrichtzeit beträgt die Abweichung des INS zwischen 1.100m und 1.480m pro Stunde.
Werden dem System weitere 4 Minuten Aufrichtzeit, in einer Position größer als 70° abweichend zum vorangehenden Kompassheading gegönnt, verringert sich die Abweichung des INS auf max. 926m pro Stunde.
Die Daten werden auf einem MIL-STD-1553 Datenbus mit einer Frequenz von bis zu 200Hz ausgegeben.
Das Gerät erreich eine Zuverlässigkeit von durchschnittlich 3.755 Betriebsstunden zwischen Defekten.
GPS - Global Positioning System
Der Eurofighter Typhoon verfügt über einen GPS-Empfänger mit mind. 12-Kanälen über welchen sowohl das zivile C/A-Signal als auch das militärische/verschlüsselte P(Y)-Signal empfangen werden kann.DGPS - Differential Global Positioning System
DGPS ist ein Verfahren, mit welchem die Genauigkeit des GPS-Satelliten-Signals erheblich gesteigert werden kann. DGPS basiert auf ortsfesten Referenzstationen deren exakte Position bekannt ist. Die DGPS-Station empfängt die GPS-Satteliten-Signale, errechnet die Differenz zur realen Position und übermittelt das Ergebnis an alle DGPS-Empfänger in Reichweite. Der DGPS-Empfänger kann diese Korrekturdaten in weiterer Folge in die Berechnung seiner Position berücksichtigen.Eine Variante des DGPS ist das "Satellite Based Augmentation System" (SBAS), bei welchem die am Boden ermittelten Korrekturdaten wiederum über Satellit ausgestrahlt werden.
Das Europäische DGPS Netzwerk wird unter dem Titel "European Geostationary Navigation Overlay Service" (EGNOS) in Zusammenarbeit der European Space Agency, der Europäischen Kommission und der EUROCONTROL errichtet.
Andere DGPS bzw. SBAS System sind fas Japanische Multi-Functional Satellite Augmentation System, das Kanadische CDGPS sowie die kommerziellen Systeme VERIPOS, StarFire und OmniSTAR.
TACAN - Tactical Air Navigation
TACAN ist ein Radi-Navigationssignal ist die militärische Version des aus der Zivilluftfahrt bekannten VOR/DME-Systems (VHF omnidirectional range / Distance Measuring) und arbeitet im Frequenzband von 960-1215MHz.Im Gegensatz zur zivilen Variante arbeitet TACAN mit zwei Frequenzen wodurch die Genauigkeit theoretisch um ein 9faches steigt, praktisch ergibt sich eine Verdoppelung. Die errechnete Richtung zum Sender wird mit einer Abweichung von ca. ±0,5° (±31 m auf 3,47km) angegeben. Die Entfernung mit einer max. Abweichung von ca. 95 m.
TERPROM® - Terrain Profile Matching
TERPROM ist ein gespeichertes digitales dreidimensionales Landkartensystem, welches in Verbindung mit anderen Navigationssystemen sowie dem Radarhöhenmesser eine am Terrain referenzierte Navigationslösung bereitstellen kann.Weitere TERPROM Vorteile sind die Möglichkeit einer Vorrausschauenden Bodenkollisions-Vermeidung bzw. bei entsprechender Pflege der Datenbank auch Warnung vor Hindernissen wie hohen Gebäuden, Überlandleitungen, Seilbahnen und ähnliches.
Darüber hinaus kann TERPROM den Piloten im Tiefflug durch Pfeilsymbole im Head-Up-Display und/oder Audiowarnungen bei der Kurssetzung zur Vermeidung von Kollisionen mit dem Boden bzw. Überlandleitungen unterstützen.
RA - Radar Höhenmesser
Ein Radar-Höhenmesser misst die Höhe über Grund direkt unter dem Luftfahrzeug und gibt somit eine exakte Höhenangabe über Grund wieder.Während ein Barometrischer Höhenmesser den Luftdruck misst und die Höhe über mittlere Meereshöhe (MSL / mean sea level) anzeigt.
ILS - Instrument Landing System
ILS ist eine Landehilfe für Luftfahrzeuge, welche auf Landebahnen genutzt werden kann, die mit der notwendigen Technik ausgestattet sind. ILS besteht aus zwei unabhängigen Subsystemen. Zum einem den so genannten "Localizer", bestehend aus einer horizontalen Anordnung direktionaler Antennen am Ende der betreffenden Runway, welche dem Luftfahrzeug die Richtung zur Landebahn weisen.Der Localizer sendet auch ein Identifikationssignal der Landebahn, wodurch ein Anflug auf die falsche Bahn vermieden werden kann.
Beispiel Wien Schwechat (VIE/LOWW): RWY11=OEW; RWY16=OEZ; RWY29=OEX; RWY34=OEN
Zum anderen ist es die so genannte "Glideslope", bestehend aus einer vertikalen Anordnung direktionaler Antennen seitlich des Aufsetzpunktes der betreffenden Landebahn, welche einen Leitstrahl von ca. 3° zur Piste ausstrahlt.
Drei Kategorien und mehrere Subkategorien für ILS Anflüge sind von der ICAO (International Civil Aviation Organization ) definiert. Einmal aufgeschalten passiert das Luftfahrzeug mehrere "Entscheidungshöhen" ab welchem die Sicht auf Landebahn und eine definierte Mindestsichtweite gegeben sein müssen. Danach muss der Landeanflug entweder abgebrochen werden oder kann in der nächsten Kategorie fortgesetzt werden, wenn Flughafen, Luftfahrzeug und Piloten über die notwendige Technik und Qualifikation verfügen.
(ILS-Flash-Film der dfs)
MLS - Microwave Landing System
MLS war ursprünglich als Ersatz für das ab 1941 im Einsatz befindliche ILS gedacht, hat aber nie die notwendige Verbreitung erfahren.Im Gegensatz zum ILS benötigt das MLS zwar ebenfalls eine Bodeninstallation, diese muss aber nicht an einer exakt spezifizierten Position montiert werden.
Darüber hinaus wird durch MLS kein fixer Gleitpfad vorgegeben, sondern die Anflüge können in einem breiteren Sektor frei gewählt werden.
Außerdem können mit MLS ohne Zusatzinstallationen CATIII Anflüge durchgeführt werden, während bei ILS System dafür ein Hochpräzisions-Anflugradar vorhanden sein muss.
Der Eurofighter ist zugelassen für Landungen unter CATII Bedingungen = Anflug per Autopilot bis zu einer Höhe nicht unter 30m, ab welcher dann zumindest 350m der Runway in Sicht sein müssen, was in der Praxis bedeutet, dass die Horizontalsicht unterhalb 30m mindestens ca. 500m betragen muss.
www.airpower.at