GBAS: Ground-Based Augmentation Systems

GBAS: Ground-Based Augmentation Systems, ein satellitengestütztes Navigationsverstärkungssystem, bei dem die vom Empfänger benötigten Navigationskorrekturdaten von bodengestützten Sendern stammen. Es besteht aus drei Komponenten: dem Satellitenkonstellationssystem, dem bodengestützten Verstärkungssystem und dem bordeigenen Empfängersystem.

GLS: GBAS Landing System, ein satellitenbasiertes Landungssystem, das auf der Navigationsleistungssteigerung durch GBAS basiert. Es umfasst das GBAS-System für Präzisionsanflüge und Landungen sowie die damit verbundenen Flugzeugfunktionen.

Das herkömmliche Instrumentenlandesystem ILS stammt aus den 1930er Jahren. Es bietet Anflug- und Landeführung durch mehrere Antennenpaare, die für jede Runway installiert sind, und hilft so, Flugzeuge sicher auf der Runway zu landen.

Zu den Nachteilen des ILS zählen seine Anfälligkeit für Störungen, wie zum Beispiel der auf dieser Website bereits beschriebene ILS-Signalstörfall am Flughafen Taoyuan; sowie hohe Wartungskosten, da jede Runway eigene Antennen benötigt; die Lebensdauer des Systems beträgt nur etwas mehr als ein Jahrzehnt, wobei durchschnittlich alle sechs Monate ein Wartungsupdate durchgeführt wird, hier wurde bereits über die Inspektion und Validierung der Ausrüstung am Flughafen Kansai berichtet; außerdem dauert die Neuinstallation bei Systembeschädigung sehr lange, wie im Fall der Reaktivierung der Kategorie-III-Blindlandung am Flughafen Hiroshima, wo die vom Asiana-Airlines-Flug OZ162 beschädigten Antennen ein halbes Jahr zur Reparatur benötigten.

Das modernere GBAS-System nutzt dagegen GPS-Positionierung, was es ermöglicht, mit nur einem System Führung für mehrere Runways eines Flughafens bereitzustellen. Dadurch werden die Einschränkungen bezüglich Sinkwinkel, Anflugstrecke und Wetterverhältnisse deutlich reduziert. Die präziseren Informationen ermöglichen der Flugsicherung eine flexiblere Planung von Starts und Landungen, was letztlich die Flughafenkapazität erhöht.

GBAS verwendet nur einen einzigen Kanal, und alle Flugzeuge im Umkreis von 23 Seemeilen können die für die Landung erforderlichen Daten empfangen. Ein bordintegrierter Multimode-Empfänger mit GPS-Antenne verarbeitet diese Daten, zeigt sie im Flight Deck an und integriert sie in das automatische Flugsteuerungssystem.

Im Vergleich zum herkömmlichen Instrumentenlandesystem unterstützt das GBAS-Satellitenlandesystem Anflugverfahren mit verschiedenen Winkeln und Pfaden. Es ermöglicht Flugzeugen, Ausweichmanöver zu fliegen, Hindernisse und sensible Gebiete zu umgehen, was die Flugsicherheit erheblich erhöht.

Ein hier vorliegendes Magazin berichtete über Testdaten von All Nippon Airways und Japan Airlines, die 2011 und 2012 mit Boeing-787-Passagierflugzeugen am Flughafen Osaka-Kansai GBAS-Tests durchführten. Die verwendete Testanflugkarte ist unten abgebildet. Die Methode war GLS RWY24L. Man sieht, dass im FMS nicht die VHF-Frequenz des ILS eingegeben wurde, sondern der fünfstellige Code “20653 GKN”, der die GBAS-System-ID darstellt.

Die folgende Abbildung zeigt die PFD-Anzeige einer Boeing 787 während eines GLS-Anflugs auf Runway 06R. Man sieht die Anzeige beim roten Pfeil oben: Nach dem Erfassen des GBAS-Signals wird ein Heading von “057” Grad angezeigt. In diesem Moment beträgt die Entfernung zur Runway “5.5” NM und der Anflugmodus ist “GLS”. Die Bedienung unterscheidet sich kaum von der des vorhandenen ILS.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Grafik dargestellt: Rot steht für die automatische GLS-Landung, Blau für die manuelle ILS-Landung und Grün für die automatische ILS-Landung. Man erkennt im Vergleich zur ILS-Landung, dass GLS nach Signalerfassung die horizontalen und vertikalen Abweichungen nahe 0 hält, und der Verlauf deutlich glatter ist, was für einen sehr stabilen Flug sorgt.

Die am Flughafen Osaka-Kansai installierten Geräte sind unten zu sehen: Man erkennt, dass die VDB-Antenne auf dem Tower installiert ist, und die vier GBAS-Stationen am Boden in der Nähe der Schwelle von Runway 24R platziert sind.

Im April 2015 führte die CAAC auf dem Flughafen Shanghai Pudong den ersten Demonstrations- und Validierungsflug für GLS in China durch. Nach Angaben der CAAC sollte das Bild unten rechts eine PFD eines Airbus-Flugzeugs zeigen, wobei die GLS-Symbole unten rechts dargestellt sind.

Zur Referenz ist auch die Anflugkarte beigefügt. Man sieht die Einträge “GLS CH22016 116.75” und “GLS CH20761 116.75”. Obwohl sich die Runways und die Codes unterscheiden, wird also überall die gleiche Frequenz von 116.75 MHz verwendet.

Referenz 1 Referenz 2 Satellite Landing System (GLS) Operations Approval Guide - CAAC

Ende