Von Gregor Aschwanden, Skyguide
Drohnenvermessung von Flugsicherungsanlagen durch Skyguide
Landesysteme (ILS) und weitere Flugsicherungsanlagen müssen regelmässig auf ihre Genauigkeit überprüft und zertifiziert werden. Durch innovative Drohnenvermessung kann Skyguide den Einsatz von Spezial-Messflugzeugen über 50 Prozent reduzieren – eine Weltpremiere. Damit wird nicht nur viel (Nacht-)Lärm, sondern auch eine Menge CO2 eingespart. Das lohnt sich auch finanziell.
Warum Drohnen zur Vermessung?
Flugsicherungsanlagen wie ein Instrumentenlandesystem (ILS) müssen regelmässig vermessen und kalibriert werden. Dazu war bisher ein Spezialmessflugzeug unabdingbar. Diese Flugzeuge sind nicht nur teuer, sondern verursachen auch Nachtlärm, da die Flugsicherungsanlagen erst nach Betriebsschluss des Flughafens vermessen werden können. Fast jeder in Flughafenumgebung hat schon von diesen Nachtflügen gehört oder gelesen.
Dabei sind viele, aber noch nicht alle dieser Flüge vermeidbar: Eine Innovation der Skyguide ermöglich die Vermessung mit einer Drohne. Rückblickend ist die Idee einleuchtend, damals existierte in diesem Bereich allerdings nichts.
Die Umsetzung der Idee
So einfach die Idee, so schwierig die Umsetzung: nach Projektbeginn 2015 folgten erst einmal mehr als zwei Jahre Entwicklungs- und Testphase, in der unter anderem auch die Interferenzen der Drohne selbst auf das empfindliche Messgerät neutralisiert werden mussten. Auch die Berechnung des Flugpfades ist alles andere als trivial. Die erforderliche Fluggenauigkeit wird dabei durch Real-Time Kinematic (RTK) GPS im Zentimeterbereich sichergestellt, via einen Mobilfunk-Link für den Positioning Service. Weitere Links umfassen auch das Datenstreaming zum Laptop am Boden, sodass die Resultate für ein unmittelbares Finetuning und für Korrekturen live beobachtet werden können.
Drohnen-Flugpfade für das ILS des Flugplatzes Payerne (links oben die Piste) (Illustration: Skyguide)
An der Weltspitze
Als die Messdrohne im Januar 2018 ausführlich getestet in den operationellen Betrieb überging, war Skyguide damit die erste Firma weltweit. Das zeigt auch, dass die technischen Hürden nicht zu unterschätzen sind. Die neue Technik hat sich schnell bewährt: Nach Zürich und Genf wurden die Drohnenmessungen bald auf weitere Flughäfen ausgedehnt und kommen nun schon seit Jahren in der gesamten Schweiz zur Anwendung.
Der primäre Zweck ist jedoch nicht, exzellente technische Produkte herzustellen, sondern bei der Flugsicherung Geld zu sparen, ohne die Qualität der Flugsicherung zu beeinträchtigen. Hintergrund: Die Flugsicherungskosten können nicht alle direkt verrechnet werden, ein grosser Teil der Tarife wird in Brüssel festgelegt – und werden dort immer wieder reduziert.
Nach ausführlicher Datenerhebung und statistischer Analyse konnte beim Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) und der Military Aviation Authority (MAA) eine Bewilligung zur Reduktion der Messflugzeugstunden erreicht werden, was noch einmal ein weltweites Alleinstellungsmerkmal darstellt. Damit kann Skyguide die Messflugzeugstunden um über 50 Prozent reduzieren. Das bedeutet: Jahr für Jahr Geld sparen, Nachtfluglärm vermeiden und nicht zuletzt CO2-Emissionen verringern. Noch sind die Messflugzeuge nicht überflüssig. Für die Zertifizierung und für die Vermessung der Flugsicherungsanlagen aus weiterer Entfernung sind sie momentan immer noch erforderlich.
Ausgereift und bereits in der zweiten Generation
Das resultierende Produkt existiert bereits in der zweiten Generation und kann für alle Flugsicherungs-Domänen eingesetzt werden (Communication, Navigation, Surveillance; CNS). Mit einem neuen, viel leistungsfähigeren Empfänger sowie einer noch flexibleren und robusteren Integration, die zusammen mit der Partnerfirma Intersoft Electronics entwickelt wurde, packen wir die nächsten Herausforderungen an: Noch weitergehende Drohneneinsätze mit grösserer Reichweite (Beyond Visual Line of Sight; BVLOS) wie auch die weitergehende technische Integration und vieles mehr.
Benutzergruppen
Die Flugsicherung ist nicht der einzige Anwendungsfall in der Schweiz. Generell ist das System CNS Drone SkyRF für Hersteller und Betreiber von CNS-Anlagen interessant. Das sind neben Flugsicherungen (weltweit) auch Flughäfen, Regulatoren, das Militär und die in diesem Bereich tätige Industrie. Dabei bietet Skyguide nicht nur das System bzw. den Messservice an, sondern insbesondere auch das bei der Entwicklung und im Betrieb angesammelte Wissen, das uns diesen technischen Vorsprung verschafft hat.
Dieses Produkt wurde in der Abteilung «CNS Services» der Schweizer Flugsicherung Skyguide entwickelt. Zuerst für den Eigenbedarf, von Benutzern für Benutzer. Inzwischen kommen die technischen und finanziellen Vorteile auch den Endbenutzern zugute.