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Satellitensysteme : Egnos hilft GPS auf die Sprünge

  • -Aktualisiert am

Die drei geostationären Satelitten von „Egnos” Bild: F.A.Z.

GPS ist eigentlich ein alter Hut. Jetzt soll das System so verbessert werden, dass man die Daten auch in der Luftfahrt verwenden kann, und den Instrumentenflug auszubauen. Dazu wird einiger Aufwand betrieben.

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          GPS ist für Autofahrer ein Segen. Ohne das Satellitensystem, das vom amerikanischen Verteidigungsministerium geschaffen wurde, wäre eine Navigation, so wie wir sie heute kennen, nicht möglich. Will sich aber die Luftfahrt auf die Daten verlassen, müssen sie wesentlich exakter werden. Daran wird jetzt gearbeitet. Um eine gleichbleibende, verlässliche Qualität in der Datengenauigkeit für den zivilen Nutzer und hier besonders in der Luftfahrt zu gewährleisten, hat jetzt die Esa (European Space Agency) das System „Egnos“ (European Geostationary Navigation Overlay System) entwickelt.

          Verteilt über Europa, sind 34 sogenannte RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Station) als Bodenmessstellen gebaut worden. Geographisch hochpräzise vermessene Satellitenempfänger werten die empfangenen Positionssignale der Navigationssatelliten aus, um sie mit ihren bekannten eigenen Positionsdaten zu vergleichen. Beide Datenpakete werden danach an vier MCCs (Mission Control Center) weitergeleitet, dort abermals ausgewertet, miteinander verglichen und gegebenenfalls korrigiert. Danach werden die berichtigten Positionsdaten durch eine der vier MCCs an drei geostationäre Satelliten oberhalb des Äquators weitergeleitet. Dabei handelt es sich um geostationäre Inmarsat-Satelliten (International Maritime Satellite), die sich seit einigen Jahren im Orbit befinden.

          Statt 20 nur noch zwei Meter Fehlleistung

          Nutzer von Egnos haben bald Zugriff auf die Daten eines der drei Satelliten. Diese sind über dem Äquator in knapp 36.000 Kilometer Höhe westlich von Afrika über dem Atlantik sowie direkt über Zentralafrika und östlich von Afrika über dem Arabischen Meer positioniert. Auf diese Weise ist eine flächenmäßige Abdeckung des gesamten in Frage kommenden europäischen Raums sichergestellt. Weil bei einer Höhe von 36.000 Kilometer (genau 35.786) die Umlaufzeit des Satelliten mit derjenigen der Erde übereinstimmt, hält der Satellit von der Erde aus praktisch immer dieselbe Position, als säße er auf einem 36.000 Kilometer hohen Mast.

          Nachdem eine in den GPS-Empfängern vorhandene Software die originär empfangenen Rohdaten mit denen von Egnos abgeglichen hat, verbessert sich die räumliche Positionsgenauigkeit von ursprünglich rund 20 Meter maximale Fehlweisung auf nur zwei Meter in der Horizontalebene. Egnos wird voraussichtlich schon Ende dieses Jahres zur Verfügung stehen. Für die Finanzierung sorgt die EU, die Esa (Europäische Raumfahrtagentur) hat die Projektleitung. Allerdings kann es im nördlichen Teil Europas zu Empfangsproblemen kommen. Hier beträgt der Winkel zu den drei Äquatorsatelliten nur noch etwa 20 Grad, es kann am Boden durch Gelände- oder Gebäudeabschattungen zu Empfangsunterbrechungen kommen.

          Erste Versuche kamen zu ermutigenden Ergebnissen

          Betreut wird Egnos durch die Esa über sogenannte „Central Processing Center“ (CPCs) im französischen Toulouse und im norwegischen Honefoss. Zu ihren primären Aufgaben gehört es, die Integrität des Systems sicherzustellen. Dazu gehören das Berechnen von Langzeitfehlern der GPS-Satellitenumlaufbahnen sowie mögliche Zeitfehler der Atomuhren und das Berechnen des Ionosphären-Korrekturgitters (auf dem Weg durch die Ionosphäre können die Signale verfälscht werden). Die vier Mission Control Center befinden sich bei der DFS (Deutsche Flugsicherung) in Langen bei Frankfurt sowie in Torrejon, Spanien, in Ciampino, Italien, und im britischen Swanwick.

          Die Daten des GPS, aufgebessert durch Egnos, können eines Tages auch in der Luftfahrt genutzt werden. Angedacht ist schon ein digitalisiertes Instrumenten-Anflug- und -Landesystem an den europäischen Verkehrsflughäfen. Versuche des DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) in Verbindung mit der DFS und der TU Braunschweig sowie in Zusammenarbeit mit den Fluggesellschaften „Air Berlin“ und „TUI fly“ haben zu ermutigenden Ergebnissen geführt.

          Neue Möglichkeiten für Regional-Flugplätze

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