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Validierung des Antennenfaktors von Messflugzeugen zur Überwachung von Instrumentenlandesystemen

20.11.2018

Auf den Verkehrs- und Regionalflughäfen dienen Instrumentenlandesysteme (ILS) dazu, Präzisionsanflüge von Flugzeugen auch bei schlechten Sichtverhältnissen zu gewährleisten. Die Funktion der ILS wird turnusmäßig mit Hilfe von Messflugzeugen überwacht. Deren Antennenfaktoren wurden nun in einem gemeinsamen Projekt mit dem Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) untersucht und validiert.

 

 

 

Im Rahmen eines Projektes mit dem Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) wurden die metrologischen Voraussetzungen für einen Ringvergleich zwischen den Flugvermessungsunternehmen (FVU) geschaffen. Diese setzen Messflugzeuge u.a. zur regelmäßigen Vermessung des Landekurs- und des Gleitwinkelsenders von Instrumentenlandesystemen (ILS) ein. Die Antennenfaktoren der Messflugzeuge wurden in zwei Schritten validiert. Einerseits wurde vom PTB-Freifeld ein mit der Bundesnetzagentur koordiniertes Referenzsignal für den Landekurs abgestrahlt und durch die Flugzeuge gemessen, andererseits wurden Landeanflüge auf den Forschungsflughafen Braunschweig-Wolfsburg (ICAO-Kennung EDVE) mit dem jeweiligen Flugvermessungssystem der Messflugzeuge sowie dem Oktokopter der PTB aufgezeichnet.


Das Referenzsignal wurde mit Hilfe einer neu entwickelten und charakterisierten Antenne in einem Winkel von 15 Grad vom Freifeld der PTB aus abgestrahlt. Mit der Neigung des Freifeldes ergibt sich im Luftraum in 2 km Entfernung und in 600 m Höhe ein nutzbares Volumen mit bekannter Feldstärke und Differenz der Modulationstiefe (difference in depth of modulation, DDM) (s. Bild 1). Dieses Volumen durchfliegen die Flugzeuge in radialer Richtung (Stichanflug) oder im Kreisflug mit einem leichten Bankwinkel. Die PTB hat die Ausbreitung des Signals sowohl als absolute Feldstärke im Raum als auch als relatives Antennendiagramm vom Freifeld ausgehend in mehreren Ebenen mit einem rückgeführt kalibrierten Oktokopter vermessen.


Die Simulation des Antennendiagramms der PTB-Antenne sowie die Messergebnisse mit dem Oktokopter stimmen sehr gut überein. Die Ergebnisse der FVU zeigen im Detail aber noch Diskussionsbedarf.

 

Simuliertes Abstrahldiagramm

Bild 1: Simuliertes Abstrahldiagramm der Referenzantenne auf dem Antennenfreifeld der PTB zusammen mit dem Feldmonitor.