Gemäß eines Bedarfs sowohl der deutschen Luftwaffe als auch der NATO wird bei diversen Waffensystemen an präzisen Lenkmechanismen für Abstandswaffen für Luft/Boden-Angriffe unter allen Wetter und Sichtbedingungen gearbeitet. Dabei sollen auch mobile Ziele aus großer Entfernung sehr präzise erfasst und möglichst rasch und punktgenau bekämpft werden um zu vermeiden, dass die aufgeklärten Ziele ihre Position ändern oder Kollateralschäden das Ergebnis ungenauer Bekämpfung sind. Ebenfalls soll eine rasche autonome Bewertung des Angriffes erfolgen. Um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden entwickelt EADS Military Aircraft (EADS-M) gemäß eines Anforderungsprofils der deutschen Luftwaffe solche Fähigkeiten für den Eurofighter Taifun. Da der Eurofighter Taifun ein einsitziges Kampfflugzeug ist und der Pilot möglichst entlastet werden soll, wird dem Automatismus besonderer Augenmerk geschenkt. Das europäische Mehrzweckkampfflugzeug wird in Trance 2 die Fähigkeit erhalten GPS-gelenkte Waffen einzusetzen. Ebenso wird das CAPTOR-Radar des Eurofighter Taifun dann in der Lage sein, per Radarabtastung Bilder vom Boden (Synthetic Aperture Radar / SAR) mit einer Auflösung von 30cm zu erstellen. Diese Fähigkeiten möchte EADS-M nutzen um eine automatische Zielerkennung samt präziser Positionsfeststellung zu erreichen. Die ermittelten Daten sollen dann unmittelbar danach noch im Flug an eine GPS-gelenkte Abstandswaffe übermittelt und die Bekämpfung somit sofort nach Aufklärung durchgeführt werden. Grundvoraussetzungen dafür sind eine hochpräzise Navigation, eine zuverlässige Zielerkennung und eine präzise Ermittlung der Positionsdaten des Ziels. Noch ist die Entscheidung diese Funktion zu integrieren nicht gefallen - möglicherweise ist das aber ein Punkt im Zuge der Tranche 2 Verhandlungen. Jedenfalls gibt es schon eine recht konktrete Vorstellung wie Precision Targeting funktionieren soll - und es wird in Teilbereichen schon daran gearbeitet um die Machbarkeit unter Beweis zu stellen. Vorab sei angemerk, dass die SAR oder PT-Funktion des Eurofighters für die österreichische Luftraumüberwachung vollkommen ohne Bedeutung ist. Das Österreichpaket enthält weder Luft/Boden-Bewaffnung, noch die notwendige Ausrüstung um Luft/Boden-Bewafnung handhaben zu können, noch die notwendige Ausbildung für Bodenpersonal und Piloten um mit solcher Bewaffnung umgehen zu können. Ausserdem sind 18 Eurofighter und das dafür vorgesehene LRÜ-Personal auch nicht annähernd ausreichend genug um neben der Aufgabe der Luftraumüberwachung für 30+ Jahre noch weitere Aufgaben wahrzunehmen.

GPS-gelenkte Luft/Boden Waffen wie die JDAM können mit Precision Targeting ins ein Ziel gelenkt werden, ohne dass die Art des Zieles bzw. sein Standort bei der Einsatzplanung bereits bekannt ist. Bild: Boeing

Synthetic Aperture Radar (SAR) Das SAR-Prinzip ist relativ einfach erklärt - dahinter verbirgt sich jedoch immense Technik. Wie bei allen Radargeräten wird ein Funksignal ausgestrahlt und dieses - nachdem es die Entfernung vom Sender zum Boden und Retour mit Lichtgeschwindigkeit zurückgelegt hat - wieder empfangen. Dieses in extrem kurzer Wellenlänge ausgestrahlte Signal weist beim Empfang winzige Laufzeitunterschiede auf, welche dargestellt in Form eines Bildes eine Reliefansicht des Bodens ergeben. Um Bilder mit genügend hoher Auflösung zu bekommen muss - S E H R   G E N A U - gemessen werden, denn das Licht, und auch das SAR-Signal, legt die Strecke von einem Meter in ca. einer dreihundertmillionstel Sekunde (exakt 1 / 299.792.458 Sek. im Vakum ) zurück. Entsprechend präziser muss gemessen werden um zu Auflösungen von 30cm zu kommen. Zweifellos größter Vorteil von SAR gegenüber optischer Aufklärung ist, dass Radar auch ohne Tageslicht und bei Bewölkung funktioniert. Allerdings funktioniert auch SAR nicht immer. So ist z.B. bei Niederschlägen mit einer Verschlechterung der Bildqualität zu rechnen, da dann das SAR-Signal zum Teil von Regen, Schnee oder Hagel reflektiert wird.

Bestimmung der eigenen Position Die Position des Flugzeugs wird durch die hochpräzise Navigationsplattform des Eurofighter Taifun ermittelt. Dieses benutzt die heute als "state-of-the-art" zu bezeichnende Kombination aus INS (Inertal- bzw. Trägheits- Navigations-System) und GPS (Global-Positioning-System). INS kann ohne äußere Hilfsmittel die Position sehr genau mitverfolgen, erleidet jedoch mit zunehmender Betriebsdauer immer größere Abweichungen. Die Funktion und Genauigkeit des GPS ist abhängig von der Anzahl der Satelliten, die empfangen werden, und der Qualität des Signals. Mit einem Minimum von drei Satelliten kann ein GPS-Empfänger noch die geographische Länge und Breite feststellen, ab vier Satelliten auch die Höhe über Normal Null. Gute Geräte schaffen bei freier Umgebung auch zwölf Satelliten. Für zivile Anwendungen und militärische nicht-NATO Länder steht derzeit die L1 Frequenz auf 1575.42 MHz zur Verfügung. Künftig kommen auch noch L2 Frequenz auf 1227.60 MHz und die L5 Frequenz auf 1176.45 MHz hinzu. Allerdings ist das Betreiberland USA in der Lage das GPS Signal nach Bedarf zur so zu verfälschen, dass ungenaue Ergebnisse entstehen. Um den eigenen Streitkräften und Verbündeten hier einen Vorteil zu verschaffen steht in den Signalen der sogenannte (geheime) "M-code" zur Verfügung, der - wenn man ihn kennt - diese absichtlich eingebaute Abweichungen eliminiert und somit wieder ein präzises Signal liefert. Die eigene Position kann außerdem auch durch eines der vielfach abgestrahlten DGPS (Differential GPS) Signale besser ermittelt werden. Das ist eine Möglichkeit an ein genaues Signal zu kommen, selbst wenn man keinen Zugriff auf den "M-code" hat. DGPS arbeitet mit Funkbaken, welche auf genau bekannten Punkt aufgestellt wurden und ihre exakte Position als Referenzpunkt ausstrahlen. In Zukunft wird das europäische Satellitennavigationssystem Galileo ebenfalls zu einer Verbesserung der Signalqualität beitragen. Automatische Zielerkennung Weiteres Kernelement ist eine zuverlässige aber vor allem automatische Zielerkennung, welche den Piloten des Eurofighter Taifun im Cockpit entlastet. Bodenbilder mittels Radarabtastung (Synthetic Aperture Radar / SAR) können über Entfernungen von 20km bis 80km erzeugt werden. Diese Bilder werden in weiterer Folge auf die Signatur vorher definierter Zielobjekte durchsucht. Die Technik dafür - die sogenannte "Automatic Target-Recognition" (ATR) - wird in der NATO schon seit Jahren entwickelt. Vor allem die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), die zentrale Forschungs- und Entwicklungsorganisation des US Verteidigungsministeriums, ist federführend bei dieser Entwicklung. Schon seit Mitte der 90er Jahre - damals wurden erstmals die Radar-Bilder der E-8 JSTARS-Flugzeuge (Joint Surveillance and Target Attack Radar System) verfügbar - laufen in vielen großen Universitäten DARPA-Projekte zur Erarbeitung von Algorithmen für die automatische Erkennung von Objekten. EADS-M benutzt zur Schulung der Bilderkennungs-Software synthetisch hergestellte Bilder. Dabei werden gewöhnliche Landkartendaten samt Höhenangaben via Software so "umgewandelt", dass sie dem zu erwartenden Radarbodenbild entsprechen. In diesem Bild werden dann CAD-Modelle von Fahrzeugen platziert und zum Schluss das entstandene Bild mit einem wählbaren Level an Stör- und Rauscheffekten überlagert. Mit diesen künstlichen Bildern wird die Fähigkeit der Software, Strukturen zu erkennen, überprüft und verbessert.

Die Navigationslösung im Eurofighter basiert auf GPS und INS welche beide Stärken und Schwächen haben und sich gegenseitig ergänzen und korrigieren. Synthetisch erstellte SAR-Bilder werden bei EADS benutzt um die selbstlernende ATR-Software zu überprüfen und zu verbessern.

E-8 Joint Surveillance Target Attack Radar System (JSTARS) Die E-8C JSTARS ist eine modifizierte Boeing 707, welche in einer ca. 8m langen Gondel unter dem Rumpf ein Radar mit elektronischer Strahlschwenkung trägt. Das Radargerät mit der Bezeichnung AN/APY-3 ist in der Lage aus Flughöhen von 9.150m bis 12.200m einen Bereich von 120° links und rechts der Maschine in Entfernung von 50 km bis 250 km zu erfassen und den Boden in verschiedenen Auflösungen und Ausschnitten zu scannen. Das System soll Bodenkontakte lokalisieren, klassifizieren und verfolgen - eine Arbeit die bisher 17 Operatoren übernehmen. Durch Software-Updates soll das System in die Lage versetzt werden die zeitaufwändige Lokalisierung und Klassifizierung zu einem Gutteil automatisch ablaufen zu lassen. Ein Abschnitt der Donau in Jugoslawien, aufgenommen durch ein E-8 JSTARS Bild: Northrop Grumman

Positionsermittlung

Um die exakte GPS-Adresse eines ausgewählten Zieles ermitteln zu können, damit es in Folge mit einer GPS-gelenkten Waffe angegriffen werden kann, bedarf es weiterer Berechnungen. Mittels der exakten Flughöhe und Position des Flugzeuges und dem bekannten Blickwinkel des Sensors, kann der ungefähre Ort des vom Radar aufgenommenen Geländeausschnittes ermittelt werden. Anhand signifikanter Geländemerkmale wird das erzeugte Radarbild über eine im Computer gespeicherte vektorisierte Landkarte mit bekannten GPS Koordinaten gelegt. Anhand des entsprechende Vektorkartenausschnittes können dann die exakten GPS-Adressen der Ziele errechnet werden. Eine weitere Methode kommt gänzlich ohne Georeferenzierung mittels der vektorisierten Landkarte aus, benötigt dafür aber mehrere Scans aus unterschiedlichen Richtungen. Diese Triangulierung ist umso exakter je öfter das Ziel aufgenommen wurde und je größer die unterschiedlichen Aufnahmewinkel waren. Anhand der eigenen Position und Höhe und der unterschiedlichen Aufnahmewinkel und Entfernungen kann dann die Zielposition ausreichend exakt ermittelt werden.

Sensor-to-shooter

Und wofür der ganze Aufwand ? "Zeitkritische Ziele" lauten die Zauberworte. Das ist jene Art von Zielen bei denen Ortswechsel rasch erfolgen und welche daher unmittelbar nach Aufklärung bekämpft werden sollen. Bisher war dies kaum möglich, da die Zeitspanne von Aufklärung über Auswertung und Befehlsgebung bis zum Angriff bestenfalls einige Stunden in Anspruch nahm - zu lange für mobile Ziele welche öfters Stellungswechsel vornehmen.

Wie viel Zeit heute selbst bei einem extrem schnellen Einsatz vergeht, zeigt ein Vorfall, der am 7. April 2003 im Irak stattfand.
Gegen 15:00 bekam das CAOC (Combined Air Operations Center) auf der Prince Sultan Air Base in Saudi Arabien einen aktuellen Hinweis über den Aufenthaltsort Saddam Husseins. Die Information aus einer nicht-amerikanischen Quelle, Saddam Hussein zusammen mit 30 Personen, darunter Offiziere des Nachrichtendienstes, der Baath Partei sowie zwei seiner Söhne soeben im "al-Saa" Restaurant im Bezirk Mansour in Bagdad ein Treffen abhalten.
Die Information wurde für gut genug befunden um einen Angriff zu rechtfertigen. Central Command genehmigte einen Einsatz. Doch wer sollte ihn durchführen?
Es war von vornherein klar, dass Flugzeuge die erst aufsteigen müssten sicherlich zu spät kämen - das Ziel war "zeitkritisch". Eine fieberhafte Suche nach einer bereits im Einsatzraum befindlichen Maschine mit geeigneter Bewaffnung begann. Man fand sie schließlich in Form einer B-1 Lancer des 34th Bomb Squadron, 28th Bomb Wing mit dem Nick "Seek and Destroy" die gerade über dem Westirak an einem Tanker hing und welche - den Bauch gefüllt mit 24 fertig programmierten JDAM's - in Folge eigentlich Ziele weiter östlich anfliegen sollte.
Die Zielkoordinaten wurden an ein E-3 AWACS übermittelt und dieses verständigte den Bomber über das neue Führungsziel höchster Priorität. Während die Crew fieberhaft zwei GPS-gesteuerte Bomben auf das Ziel umprogrammierte, wurde im AWACS der Schutz für die B-1, die Richtung Down Town Bagdad drehte, organisiert. F-16 Falcons und EA-6B Prowler mit HARM-Anti-Radar-Raketen und leistungsfähigen Störsendern sollten sicherstellen, dass keine Boden-Luft Raketen der Fliegerabwehr den Anflug des Bombers störten. Dann meldete sich noch mal Central Command - der Auftrag wurde verdoppelt - vier der 907kg schweren GPS-gesteuerten Bomben sollten auf das Ziel fallen. Weitere zwei Bomben wurden umprogrammiert und die Zielkoordinaten noch zweimal gecheckt.
Erst 12 Minuten waren vergangen seit die B-1 die Meldung über den Einsatz erhalten hatte, als die Bomben fielen. Zuerst zwei JDAM mit BLU-109 Penetrator-Gefechtskopf mit 25 Millisekunden Zündverzögerung. Drei Sekunden später zwei weitere JDAM, diesmal mit Mk84 Standard-Gefechtskopf mit Aufschlagzünder.
45 Minuten nach der Meldung über Saddams Aufenthaltsort schlugen die Bomben in Bagdad ein zerstörten zwei Gebäude komplett und beschädigte weitere vier. Der Angriff kostete 14 Menschen das Leben, verletzte 13 weitere teils schwer und hinterlies einen Krater von 10m Tiefe und 15m Durchmesser. Den irakischen Diktator hatte man aber nicht eliminiert.

Allerdings wird beim Eurofighter zumindest bisher eher weniger an Gebäude sondern viel mehr an Fahrzeuge wie z.B. mobile Raketenabschussrampen gedacht. Immerhin wird eine Rakete vor dem Abschuss am Boden immer um ein vielfaches leichter zu zerstören sein als nach dem Abschuss durch ein noch so teures Raketenabwehrsystem.

In der Praxis

Da der Pilot im Eurofighter möglichst entlastet und von zeitaufwändigen Tätigkeiten verschont bleiben soll, kommt der Integration der PT-Funktion, was die Displaydarstellung und Handlingqualität angeht, besondere Aufmerksamkeit zu.
Im Einsatz werden die Informationen über die Art der Ziele und das Einsatzgebiet per MIDS-Datenlink an den Piloten des Eurofighter übermittelt.
Im Einsatzgebiet angekommen wird die PT-Funktion in Gang gesetzt, das Radar beginnt im SAR ein Bild aufzunehmen um erste Anhaltspunkte für die Orientierung zu bekommen. Nachdem das Zielgebiet exakt ermittelt ist wird ein weiteres SAR-Bild erstellt und dieses automatisch via ATR auf Zielobjekte durchsucht.
Erst wenn die Bildauswertung vorliegt bekommt der Pilot wieder etwas mit PT zu tun. Auf einem der Bildschirme werden ermittelte Ziele sowie dazu eine vom Computer ermittelte Wahrscheinlichkeitsberechnung angezeigt. Der Pilot kann dann entscheiden ob er ein Ziel - das (siehe Beispiel unten) zu 90,1% bzw. zu 94,9% dem Idealwert des Zielobjektes entspricht - angreifen will.
Entscheidet er sich dafür, wird ein weiteres SAR-Bild erstellt und die exakte Position des Ziels ermittelt. Hat der Bordcomputer seine Berechnungen abgeschlossen bekommt der Pilot auf der Moving Map am Display die Position des Ziels dargestellt. Gleichzeitig wird dem Piloten ein Kreis dargestellt, welcher den Leistungsbereich seiner Waffe darstellt. Das Flugzeug muss dann nur noch manuell oder via Autopilot so gesteuert werden, dass das Ziel sich im Kreis befindet. Die Waffe kann dann abgefeuert werden und der Eurofighter abdrehen um zur Basis zurückzukehren oder weitere Aufgaben zu übernehmen.

	Oben Links: Aus einem SAR-Bild wird ein Ausschnitt mit möglichen Zielobjekten erstellt. Oben Mitte: Die Objekte werden mit einer Wahrscheinlichkeitsberechnung dem Piloten präsentiert. Oben Rechts: Die Zieladresse wird automatisch ermittelt. Unten Links: Daf Flugzeug (grün) muss manuell oder automatisch so gesteuert werden, dass die Zielobjekte (rot) in den Leistungsbereich der Waffe (Kreis) kommen. Unten Rechts: Der ganze Flugweg während PT räumlich widergegeben.

Link mit SAR-Lupe der übernächste Schritt ? Mit der fortschreitenden Vernetzung und Digitalisierung sind für Erweiterungen kaum Grenzen gesetzt - und die real existierenden Grenzen sind eher finanzieller denn technischer Natur. Zum Zweck der strategischen Aufklärung zur Unterstützung militärischer Auslandseinsätze hat sich Deutschland entschlossen ein eigenes nationales Aufklärungs-Satelliten-Programm ins Leben zu rufen. Das 300 Mio. Euro Projekt wurde Anfang 2002 gestartet, nächstes Jahr (2005) wird der erste von insgesamt fünf deutschen Satelliten an Bord einer russischen Kosmos-3M-Rakete vom Kosmodrom Pletsetsk aus in eine 500km hohe Umlaufbahn mit 80° Neigung gehievt. 2007 soll das System stehen und als Konstellation mindestens 10 Jahre in Betrieb bleiben. Die Sensorlast der "SAR-Lupe" Satelliten besteht aus einer Hochleistungs-Radarröhre welche über eine passive 2x3m große Antenne Mikrowellen auf die Erdoberfläche strahlt. Die Aufklärungsdaten landen in Form von SAR-Bildern im "Bodensegment" in Gelsdorf bei Bonn. Zwei Aufnahmearten sind bekannt. Mit einer sagenhaften Geschwindigkeit von 7,5km/Sek. können im "Streifen-SAR"-Modus Bilder mit ca. 2m Auflösung von einem 8x60km großen Gebiet gemacht werden. Durch einen Mitschwenken entgegen die Flugrichtung ist SAR-Lupe auch in der Lage eine verlangsamte Abtastung durchzuführen und mit dem sogenannten "Spot-Light-SAR" dann Auflösungen von ca. 20-30cm auf einer Fläche von 5,5x5,5km zu erzielen. Jedes SAR-Lupe-Bild gibt ein Gebiet von potentiell mehreren hundert Quadratkilometern wieder, wobei die Bilder gespeichert und beim Überflug über Deutschland an die Bodenstation abgegeben werden. Die insgesamt fünf Satelliten werden so im Orbit platziert, dass sie in regelmäßigen Abständen innerhalb weniger Stunden Bilder von beinahe jedem beliebigen Punkt der Erdoberfläche aufnehmen können. Durch eine Verbindung der Satelliten untereinander wird ermöglicht, dass Bild-Aufträge einfach an den nächst von Deutschland aus erreichbaren Satteliten übermittelt werden können und das System diesen Auftrag automatisch an den, für die jeweilige Aufnahme, nächstbest platzierten Satelliten weiterleitet wird. So wie das SAR-Lupe System derzeit aufgestellt ist, wird es nicht unmittelbar von Nutzen für deutsche Eurofighter im Einsatz sein, denn zwischen Aufnahme des Bildes und Download des Bildes über Deutschland vergehen im Schnitt elf Stunden und in Einzelfällen sogar ein ganzer Tag. Um die Daten sofort nutzbar zu machen müsste ein zumindest temporärer Download von ganzen Bildern oder Bildsegmenten unmittelbar nach Aufnahme noch im Einsatzgebiet erfolgen. Übertragen zu einer mobilen Bodenstation und dann weiter via Datenlink oder vielleicht sogar in die Maschine direkt könnte eine extrem schnelle taktische Verwendung der strategisch ermittelten Daten erfolgen - Sensor-to-shooter eben. Martin Rosenkranz

2005 sollen zwei, 2006 weitere zwei und 2007 der letzte SAR-Lupe Satelliten in die Umlaufbahn gebracht werden. Telemetriedaten von, an und zwischen den Satelliten werden verschlüsselt im S-Band übermittelt. Die SAR-Bilder ebenfalls verschlüsselt im X-Band heruntergeladen. Bild: OHB-System AG

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