Anleitung zur GPS-Navigation im Flugzeug
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Herzlich willkommen bei der gpsflugnavigation

Flug-Navigation mit GPS (Global Positioning System)

das globale Navigationssatellitensystem zur Bestimmung Ihrer Position

Diese Website soll Piloten, Simflyer und Flug-Anfänger mit der GPS-Flugnavigation vertraut machen. Lernen Sie das Navigieren mit GPS im Flugzeug

Vorwort zum Satelliten-Navigationssystem

Die für die Luftfahrt-Navigation verwendeten und oft noch unentbehrlichen Bodenstationen für navigatorische Zwecke werden ersetzt. Diese Einrichtungen müssen aufwändig gewartet werden. Sie erreichen zudem nie die Flächendeckung eines Satelliten-Systems).

Es stehen der Luftfahrt für die GPS-Flugnavigation zur Verfügung: Mindestens 24 Navigations-Satelliten in vorbestimmten Umlaufbahnen in ca. 20.200 km Höhe mit je 2 Umläufen in 24 Stunden. Signale von 4 bis 5 GPS-Satelliten für Positionsbestimmungen können durch diese Anordnung gleichzeitig an jedem Punkt der Erde empfangen werden.

Ein GPS-Empfänger am Boden oder im Flugzeug kommuniziert mit einem Satelliten, so dass zeitgleich je ein definiert kodiertes Signal gesendet wird. Die nötige Zeitsynchronisation wird mit Atomuhrgenauigkeit sichergestellt. Das Satellitensignal kommt aufgrund Entfernung und bekannter Wellenausbreitungsgeschwindigkeit am GPS-Empfänger verzögert an. Beide Signale werden zur Feststellung der Distanz gegeneinander verschoben, bis sie deckungsgleich sind. Aus der Größe der Verschiebung ergibt sich die Distanz zum Satelliten.

Durch auf der Erde befindliche Überwachungsstationen sind die Standorte der Satelliten zu jeder Zeit bekannt. Das für Koordinatenangaben vorgesehene Koordinatensystem ist das WGS 84 (World Geodetic System).

Die Anzahl, Winkelkonstellation und Funktionsfähigkeit der zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem definierten Ort verfügbaren Satelliten-Signale beeinflussen die so genannte geometrische Güte. Diese ist ein Maß für die temporäre Genauigkeit der Navigation. Durch diverse Korrekturen, wie z.B. den Ionosphäreneffekt, kann die Genauigkeit des GPS-Systems von +/– 12 m auf 3 bis 5 m verbessert werden. Damit lassen sich für Flugzeuge im Landeanflug nach dem ILS-System (Instrument Landing System) die CAT III-Anflüge (Landungen ohne Sicht) noch nicht realisieren. Die Präzision mancher GPS-Empfänger in Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt beträgt nur 20 bis 30 m.

Ergebnisse und Berechnungen

Nicht nur die Position, sondern auch die Flughöhe des Flugzeugs über einer definierten Bezugsebene kann errechnet werden.

Die Richtung und Entfernung vom gegenwärtigen Standort eines Flugzeugs (GPS-Empfängers) zu einem anderen Bezugspunkt (z.B. Flughafen oder Funknavigations-Station) im gleichen Koordinatensystem ist berechenbar. Dazu muss jeder dieser Bezugspunkte der Datenbank des GPS-Empfängers bekannt sein.

Die Koordinaten der Flughäfen, Bodenstationen und anderen Orten entnimmt der Rechner seiner Datenbank. Sind dort für einen vom Piloten gewünschtes Ziel keine Koordinaten abgelegt, genügt die Eingabe von Richtung und Entfernung zu einem in der Datenbank vorhandenen Ort. Wenn in dieser Weise verfahren wird, werden bei vielen GPS-Empfängern die Koordinaten dieses neuen Ortes automatisch in die Datenbank übertragen.

Mit der Bewegung eines Flugzeugs (GPS-Empfängers) in bestimmter Zeit in Richtung und Entfernung wird die GS Ground Speed Grundgeschwindigkeit ermittelt. Daraus folgt, dass nun Flugzeiten und Ankunftszeiten für vorgegebene Zielpunkte ebenfalls berechnet werden können.

Genauigkeit und Sicherheit der gpsflugnavigation

Die Präzision der Ortsbestimmung, welche mit diesem System bei Überlandflügen weltweit erreicht wird, ist unübertroffen. Allerdings sollte man in der Allgemeinen Luftfahrt bei VFR-Flügen mit einer Verfügbarkeit der sicheren gpsflugnavigation von etwa 90% ausgehen.

Einsatz der GPS-Flugnavigation bei VFR-Flügen

Bei Überlandflügen, dem Auffinden der Zielflugplätze und anderer Flugziele bedeutet die Satellitennavigation für den Piloten eine enorme Erleichterung. Stets die Position zu kennen, den Kurs vorgegeben zu bekommen, jederzeit sehr genau zu wissen, wann das Ziel erreicht wird und das alles mit geringem Arbeitsaufwand, ist sehr hilfreich und nützlich.

Selbstverständlich muss davon ausgegangen werden, dass immer mitgekoppelt wird. Mit anderen Navigationsverfahren muss die Richtigkeit der gpsflugnavigation überprüft werden. Eine sorgfältige Flugvorbereitung ist auch hier unverzichtbar.

Sicherer Gebrauch der GPS Flug-Navigation

Der sichere Umgang mit der GPS-Flugnavigation sollte neben der heute noch mehrheitlich im Flugschulbetrieb etablierten Standard-Navigation (VOR, ADF) selbstverständlich sein.

Fast immer steht bei GPS-Geräten für Flugzeuge ein Modus für Home Simulation zur Verfügung.

Nach dem Einschalten des GPS-Empfängers werden diverse Funktionen und der Empfang verfügbarer Satelliten automatisch überprüft. Das ist der Self Test.

Die GPS-Anzeige: Stand der Data Base, Zeit und GPS-Position sind zu prüfen. Gegebenenfalls kann dann mit der ENTER-Taste bestätigt werden.

Höhe (Baro), Kraftstoff (Fuel) usw. sind zu prüfen. Erst nach dem Check ist ENTER-Taste zu drücken.

Das GPS-Gerät zeigt die automatisch gefundene Position an. Koordinaten, Richtung und Entfernung zu einem Referenz-Punkt (z.B. Flugplatz oder Navigations-Standort) sind vor dem Abflug zu prüfen.

 

Anzeige der Flughöhen am GPS-Gerät

Bei VFR- und auch IFR-Flügen: Vorsicht bei der Flughöhen-Anzeige des GPS-Gerätes! Der GPS-Empfänger kann nur die Geländehöhen bzw. Boden-Hindernisse der eigenen Datenbank erfassen. Für die absolute Sicherheit sind zusätzlich aktuelle Luftfahrt-Karten und NOTAMS zu berücksichtigen!

GPS-Navigation in Ihrem Flugzeug

GPS-Handheld Geräte für die GPS-Flugnavigation werden in Privatflugzeugen von Privatpiloten mit PPL-Lizenz derzeit noch oft genutzt.

Doch fest eingebaute GPS-Navigations-Geräte in Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt (General Aviation) wie Cessna, Beech und auch UL (Ultraleicht-Flugzeuge) sind immer häufiger anzutreffen. Die vielfältigen Tasten, Bedienelemente und Funktionen der GPS-Empfänger fordern vom Piloten indes hinreichend Kenntnis zur Bedienung und genügend Übung für eine solide Flug-Navigation. Nur damit werden eine präzise GPS-Navigation im Flugzeug und auch ein sicherer Flug möglich.

Die Nutzung der GPS-Empfänger in Flugzeugen beschränkt sich jedoch nicht nur bei Flug-Anfängern, sondern oftmals auch bei gestandenen Piloten auf wenige Funktionen wie z.B. den Gebrauch der GOTO-Taste.

Entgegen ausführlicher Informationen komplexer Bedienungsanleitungen wird hier in kürzerer Form über das Wesentliche zu erforderlichen Einstellungen und der Bedienung gebräuchlicher GPS-Geräte in Klein- und Sportflugzeugen informiert.

Es wird dem Piloten, Flugsimulator-Flieger und Flugenthusiasten die GPS-Flugnavigation erleichtern. Damit wird ein leichtes Navigieren und entspanntes Fliegen gefördert.

Dennoch, auf die Notwendigkeit, gegebenenfalls das speziell zu jedem GPS-Gerätetyp gehörende Handbuch (Bedienungsanleitung, Manual) zu benutzen, wird ausdrücklich hingewiesen!

Exakte Einstellungen und fehlerfreie Bedienung der GPS-Geräte für die Flugnavigation durch ausreichende Kenntnis und Übung tragen wesentlich zur Flugsicherheit bei.

Praktische Flug-Beispiele mit GPS-Flug-Navigation finden Sie unter

https://www.pc-flugsimulator-training/gps-leseprobe