GPS-GLONASS-Ajax All-Wetter Landesystem

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann2 Dr.-Ing. Dmitry Analolevich Safian Studium der Radiofrequenztechnik Wissenschaftler im Institut für Fernsehtechnik in Sankt Petersburg Als Chefkonstrukteur unter anderem massgeblich am gelingen der Kopplungsnavigation SOJUS-Apollo 1976 beteiligt seit 1992 Inhaber und Geschäftsführer des Unternehmens A.D.S. Ltd. In Sankt Petersburg

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann3 Dr.-Ing. Hermann Zapfe TH Ilmenau Dipl.-Ing. Hochfrequenztechnik und Informationselektronik Promotion in Ilmenau Steremat Berlin Abteilungsleiter Technologieentwicklung Steremat Berlin Hauptabteilungsleiter Elektronikentwicklung/Konstruktion Akademie der Wissenschaft Berlin Mitglied der Leitung des Instituts für Elektronik Vize-Direktor des Institut für Kosmosforschung DLR Köln Projektingenieur A HERMES Mission to MIR ESA Paris Consultant Co-operation aspects with space entities in the former USSR seit 1993CONSILIOR Luftfahrttechnologie GmbH Geschäftsführer

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann4 Dipl.-Ing. Stephan Lehmann 1991 Maschinenbau TU Berlin Fachrichtung Produktionstechnik 8/87 - 6/98 Projektmanagement und Unternehmensberatung (national und international) als Selbständiger und Angestellter 07/ /01 Geschäftsführer eines Brandenburger Softwarehauses seit 4/01 Leitender System-Ingenieur bei der msg systems ag DLR DCA AGARD

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann5 Erwartung an die Navigation Der Anflug und die Landung benötigen inklusive der notwendigen Vorbereitungen im Schnitt nicht mehr als Minuten Diese Flugphase gehört jedoch mit zu den gefährlichsten und aufwendigsten Phasen eines Fluges Laut ICAO-Statistik der letzten 10 Jahre sind zirka 41% der Luftfahrtunfälle in der Landephase passiert, davon 70% wegen ungünstiger Witterungseinflüsse Gerade Kleinflugzeuge werden aus kostengründen heute nicht mit Systemen für den Schlechtwetterbetrieb ausgerüstet

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann6 Merkmale des vorgestellten Systems Visualisierung der Startbahn bis zum Abheben mit Warnsignal bei unakzeptablen Abweichungen Genaue Navigation auf der Langstrecke mit der Möglichkeit der elektronischen Kurskorrektur Unterstützendes System für den vorausgelegten Landeanflug mit unterschiedlichen Anflugparametern Visuell kontrolliertes und fehlerfreies führen des Flugzeuges entlang der berechneten Flugbahn zur Landebahn Reduzierung der maximalen Abweichungen und Fehlermöglichkeiten der Crew und ungünstiger Witterungseinflüsse Visueller Kontakt zur Landebahn und optisch kontrollierter Anflug bis zum Aufsetzen Kosten der notwendigen Ausrüstung im Flugzeug und am Boden sollten so gering wie möglich sein

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann7 Satellitengestützte Navigation GPS global positioning system GLANNOSS global navigation satellite system

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann8 Satellitengestützte Navigation

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann9 Satellitengestützte Navigation Hervorragende Genauigkeit bei der Bestimmung der Position in Bodennähe unahängig von der Tageszeit und den meteologischen Bedingungen. Den satellitengestützten Systemen fehlt jedoch eine Dimension die auf Daten gleicher Qualität beruht.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann10 Die verlorene Dimension Verlauf der Höhe über dem Boden Räumliche Orientierung der Landebahn

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann11 ICAO CAT-Fluganforderungen CAT I allows operation down to a 200ft. decision height and with runway visual range not less that 2600ft. CAT II procedure which provides for approach to height above touchdown not less than 100ft., runway visual range not less than 1200ft. CAT IIIA 50ft decision height minimum, runway visual range not less than 700ft. CAT IIIB no decision height minimum, runway visual range not less than 150ft.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann12 Equipment für das Flugzeug Eine fest mit dem Flugzeug verbunden CCD-Kamera Ein speziell für die Avionik abgenommener Computer mit LCD-Display und Bedienelementen

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann13 Equipment für den Flugplatz 5 bis 8 paar Leistungssarke gepulste Leuchtmittel (Anzahl ist abhängig von der Länge der Landebahn) Die Einrichtung zur automatischen Aktivierung der Blitzlampen und die synchronisation der Pulse gemäß einer laufenden Welle Die Standard-Befeuerung der Landebahn wird durch die Blitzlampen ergänzt

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann14 Funktion des Systems Vorbereitend werden die Geodätischen Koordinaten der Landebahn des Zielflughafens und eventueller Ausweichflugplätze in den Bordrechner eingegeben. Ebenfalls werden die Koordinaten von gefährlichen Gegenständen (wie hohe Türme, Elektrische Überlandleitungen, usw.) im Bereich der Flugplätze erfasst. Während des Fluges können die eingegebenen Daten modifiziert und abgeglichen werden. Ab einem Abstand von 35-40km von der Landebahn wird das Ajax-System aktiviert.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann15 Funktion des Systems

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann16 Funktion des Systems Folgende Signale werden nun bezüglich der Landebahn ermittelt: Lateral- und Vertikalkoordinaten in ihrer absoluten Dimension Grad und Meter Die Landebahn mit ihrer Mittellinie wird als Abbildung auf dem Display visualsiert Die Flugzeugsilhouette und die Peillinie wird angezeigt Die Ergebnisse der berechneten Bewegungsparameter der Abstand zum berechneten Punkt des Aufsetzens und die augenblickliche Aussage-Genauigkeit Flughöhe Die Kursabweichung Lateral und Vertikal zur eventuellen Weitergabe an den Autopiloten

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann17 Flugverhalten bei eingeschaltetem AJAX

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann18 Flugverhalten bei eingeschaltetem AJAX

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann19 Flugverhalten bei eingeschaltetem AJAX Bei einer Entfernung von 40 bis 15 km Einpendeln auf die aufgeprägte optimale Einflugroute Bei einem Abstand < 20 bis 15 km Das Flugzeug befindet sich auf der richtigen und genauen Einflugroute

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann20 Weitere Merkmale von AJAX In der Startphase wird die Startbahn visualisiert und bei größeren Abweichungen wird ein Warnsignal aktiviert Reprgramming des Systems während des Fluges, wenn nötig Das System sichert den visuell kontrollierten Start und den Landeanflug bei ungünstigen Wetterverhältnissen Satellitensysteme sichern den Flug bis in den Nahbereich von Flughäfen und Ajax sichert die Landung auf dem Flughafen

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann21 Zusammenfassung Die Errungenschaft des 20sten Jahrhunderts sind die satellitengestützten Navigationssysteme Eine Errungenschaft des 21sten Jahrhunderts wird optische Ergänzung durch AJAX sein Die Flugsicherheit wird durch eine minimale Zusatzausstattung im Flugzeug sowie am Flugplatz erheblich erhöht Das kostengünstige System fördert zusätzlich die Anbindung von Regionen, die bisher aus kostengründen nicht sicher angeflogen werden konnten

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann22 Aussicht Das System ist inzwischen für den Bedarf bei Hubschraubereinsätze ergänzt worden. Hier sind optisch geführte Punktlandungen zu Land und zu Wasser möglich.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann23 Zusammenfassung für Investoren GPS/GLONASS are most up to-date global navigation aids which provide high accurate navigation information and reliable entering into landing approach phase regardless to weather conditions. But both systems do not secure the RW visual contact at the final stage of landing approach. AJAX TV system operates in optical spectrum range and secures RW visual contact and movement parameters calculation at the final phase of landing approach well before decision height at any meteoconditions. GPS-GLONASS-AJAX put together will secure reliable and accurate flights program fulfilment from take-off up to stop point and regardless to meteoconditions and at maximum crew awareness being at the same time summary of unique modern technical aids.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann24 Situation All AJAKS technical system functions well tried. More than 75 landing approaches are done successfully. Ground equipment of AJAKS is certified since year Compete GPS Landing systems cannot be certified independent to CAT III C because of physical obstacles (since 2001). There is therefore a strong need for an auxiliary information channel (optical or microwave)! FAA authorize generally night flight operations for single turboprops (year2002), therefore from y is a real market for AJAKS for general aviation planers in USA and also worldwide.

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann25 Design tasks make 40 trial systems for the certification experiments in year 2003 analysing results on 925 landing experiments modernisation of onboard computer with up to date integrated circuits design of production documents for onboard systems and ground equipment financial needs : 2 Mio US $

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann26 Certifications Getting a certificate for this safe landing procedure need a statistics over 1000 successfully landing approaches. Planning to get the Certificate from Russian airworthy Authority in Apply Russian Certificate to German Luftfahrtbundesamt to get an European Certification in On base of European Certificate apply for US - FCC Certificate in Financial needs: 3 Mio US $

Dr. Zapfe/Dipl.-Ing. S. Lehmann27 Marketing There is an world wide market (conservatively) of about 320 Mio US$ from year 2004 to GASPROM of Russia will take 50% of the marketing costs (about 6 Mio US $). The other part is seeking for a partnership (also 6 Mio US $)..