Warnsystem für Luftfahrthindernisse

Highlights

  • 4D Algorithmus mit hoher Sensitivität für relevanten Warnungen
  • Echtzeitverarbeitung auf allen Geräten
  • Kombiniert verschiedenste Datenquellen für eine qualitativ hochstehende Abdeckung
  • Korrektur der Quelldaten mit ASTER und SRTM Höhenmodellen
  • Manuelle Pflege der Daten, um eine maximale Qualität und Verlässlichkeit sicherzustellen
  • Jährliche Updates; kürzere Update Zyklen auf Anfrage verfügbar

Das FLARM Warnsystem für Hindernisse warnt Piloten vor festen Gefahren wie Stromleitungen, Seilbahnen und Funkmasten. Hindernisdatenbanken können in allen modernen FLARM Geräten installiert werden, einschließlich Produkten von Drittherstellern. Um das System nutzen zu können, muss eine Hindernisdatenbank mit einer gültigen Lizenz für die entsprechende Region installiert werden.

Wir bieten Datenbanken für verschiedene Regionen an wie zum Beispiel die Alpen, Deutschland, die Schweiz, Österreich und Norditalien. Weiter werden laufend dem Bedarf entsprechend neue Regionen hinzugefügt.

Die Datenbanken werden einmal pro Jahr aktualisiert und können auf der FLARM Website erworben werden. Kürzere Aktualisierungsintervalle (z. B. AIRAC) sind auf Anfrage erhältlich.

Der Algorithmus nutzt eine raumzeitliche Flugbahnvorhersage, um Konflikte mit Hindernissen in Echtzeit zu erkennen. Basierend auf dem aktuellen Flugzeugtyp sowie einiger anderer Parameter werden Heuristiken angewandt, um eine optimale Vorhersage zu erstellen. Ein Segelflieger kann so zum Beispiel sicher neben einer Hochspannungsleitung kreisen, ohne störende Warnungen zu erhalten. Eine Warnung wird erst ausgegeben, sobald das Kreisen endet und eine Gefahr entsteht.

Quellenvielfalt

Ein genauer, qualitativ hochwertiger Hindernisdatensatz ist für zuverlässige Warnungen äußerst wichtig. Fehler im Datensatz können zu Fehlalarmen führen, die die Verwendung des Systems schnell erschweren oder sogar die Sicherheit beeinträchtigen.

Während viele Unternehmen Datensätze pflegen und anbieten, unterscheiden diese sich erheblich in Umfang, Qualität und Genauigkeit. Einige Unternehmen konzentrieren sich auf die Luftfahrt (WeGOM, AIP), andere auf Daten, welche allgemein verfügbar sind (OSM). Oft ist die Fragmentierung der Datenverfügbarkeit ein Problem, wie zum Beispiel in Deutschland, wo jedes Bundesland einen eigenen Datensatz verwaltet und diesen in unterschiedlichen Quellformaten zur Verfügung stellt. Daten aus allgemeinen Quellen wie OSM decken zwar oft große Gebiete ab, es fehlen jedoch wichtige Details für die Verwendung in der Luftfahrt.

Datenmodellierung

Es werden zwei grundlegende Arten von Hindernissen abgebildet: Türme und Kabel. Türme werden als vertikaler Zylinder modelliert. Dieser Typ wird für Antennen, Masten und Kräne verwendet. Kabel werden durch eine Folge von Türmen modelliert, welche durch 3D-Pfade verbunden sind und so eine Kette von Segmenten bilden. Die Segmente erhalten ein prismatisches Schutzvolumen.


Hindernisarten: Turm (links) und Kabel (rechts)

Um eine Datenbank für eine bestimmte Region zu erstellen, werden zuerst die besten Quellen ausgewählt. Die Daten werden dann bereinigt, indem fehlerhafte und redundante Daten entfernt werden. Ein digitales Höhenmodell (DEM), basierend auf SRTM und ASTER wird verwendet, um die Daten zu validieren. Wo Höheninformationen fehlen, werden diese durch das DEM ergänzt. Darüber hinaus enthalten viele Quellen für Kabel nur Start- und Endpunkte, nicht jedoch die Masten dazwischen. Mithilfe des DEM werden optimal virtuelle Masten eingepasst, damit das Kabel nicht durch den Berg verläuft.

Digital Elevation Model (DEM) wird für die Datenmodellierung verwendet

Schließlich werden die Quelldatensätze zusammengeführt und Duplikate entfernt. Die verbleibenden Daten werden anschließend optimiert und in ein spezialisiertes Datenformat gepackt, auf welches im Flug sehr effizient (in Echtzeit) zugegriffen werden kann. Die dafür verwendete Datenstruktur heißt «Quadtree»: Dabei wird der Raum wiederholt in immer kleinere Quadranten aufgeteilt, bis die Anzahl der Objekte in einem Quadranten niedrig genug ist, um einen schnellen Zugriff zu gewährleisten. Auf diese Weise kann eine sehr große Anzahl von Objekten in eine Datenbank untergebracht werden, während das Auffinden von Objekten in der Nähe sehr schnell und in deterministischer Zeit möglich ist.

Präzise Warnungen

Weniger ist manchmal mehr – als Pilot möchten Sie nur die relevanten Warnungen, alles andere ist ein Ärgernis.

Die Algorithmen berücksichtigen dies, indem sie vorhersagen, wohin das Flugzeug fliegt. Basierend auf GPS-Positions- und Geschwindigkeitsmessungen und unter Berücksichtigung des konfigurierten Flugzeugtyps wird eine vorhergesagte 3D-Flugbahn berechnet. Dies beinhaltet genaue Vorhersagen von Kurven, Kreisen, Steigen und Sinken.

Basierend auf dem dynamischen relativen Positions- und Geschwindigkeitsvektor wird eine kontextsensitive Kollisionswarnung ausgegeben.

Kontextbasierte Kollisionswarnung

Um Modellierungs- und Messfehler zu berücksichtigen, wird jedes Objekt in einen Sicherheitsvolumen umhüllt. Eine Kollisionswarnung wird dann ausgegeben, wenn die vorhergesagte Flugbahn in den Sicherheitspuffer eindringt. Mit näher rückendem Kollisionspunkt wird die Warnung intensiviert. Die Warnung wird sofort gelöscht, sobald kein Konflikt mehr besteht, was dem Piloten ein sofortige Rückmeldung gibt.


Hindernisse mit Sicherheitsvolumen

Regionen

Die folgenden Regionen können erworben werden. Die Datenstände werden jährlich aktualisiert. Alle Regionen sind auf Anfrage auch mit häufigeren Aktualisierungen (z. B. AIRAC) erhältlich.

Schweiz WeGOM, kantonale GIS quellen (Uri, Tessin, Graubünden)
Deutschland AIP ENR 5.4, OSM
Italien AIP ENR 5.4, OSM, Südtirol GIS Daten
Frankreich AIP ENR 5.4, OSM
Österreich Austro Control, Bundesländer GIS Quellen (Vorarlberg, Tirol)
Slowenien Slowenische eTOD, OSM
Norwegen Norwegisches Luftfahrthindernisregister, OSM
Alpen Alle oben erwähnten Quellen werden genutzt