GPS-Navigation EXTRA. Tipps & Tricks für Anfänger und Fortgeschrittene. Basiswissen So funktioniert Satelliten-Ortung. Alle Infos auf 32 Seiten

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1 Basiswissen So funktioniert Satelliten-Ortung EXTRA in Zusammenarbeit mit Alle Infos auf 32 Seiten GPS-Navigation Tipps & Tricks für Anfänger und Fortgeschrittene

2 are trusted by pilots Jeppesen s integrated training systems the why and how of around the globe because they teach Transform aviation training aeronautical concepts not just the facts to pass the test. From traditional textbooks to the latest in online training, you choose what works best for you. Visit jeppesen.com/training9 for more information.

3 titelfoto: garmin Liebe Leser, Fast in jedem Cockpit findet sich heutzutage ein GPS. Doch oft wird dessen Informationsfülle nicht voll ausgeschöpft. Unser Booklet soll Anregungen geben, das ganze Spektrum der praktischen Navis zu nutzen. Ein wenig Beschäftigung mit dem Handbuch des Geräts ist dazu sicher unvermeidlich aber das Ergebnis kann Ihre Fliegerei einfacher und sicherer machen. Ihre Redaktion Impressum Das Extra»GPS-Navigation«ist eine Beilage zum fliegermagazin # herausgeber: JAHR TOP SPECIAL VERLAG Troplowitzstr. 5, Hamburg Verlagsleitung: Alexandra Jahr redaktion: Thomas Borchert (verantwortlich), fliegermagazin.de, Tel. 040/ Gestaltung: Clas Lenze anzeigenleitung: Klaus Macholz Tel / herstellung: Oliver Dohr (verantwortlich) litho: ALPHABETA GmbH, Hamburg Druck: Möller-Druck, Berlin fliegermagazin Inhalt Inhalt basiswissen so funktioniert GPs 4 Geräteklassen Die Qual der wahl 8 IPaD & Co. Die alleskönner 10 DatenfelDer was ein GPs weiß 12 DIreCt-to Die einfache lösung 14 flugplanung um alle ecken 18 zusatzinfos Viele kleine Details 20 sonderfunktionen für fortgeschrittene 22 Ifr Gewusst wo 24 MfD Die ganz große karte 26 PfD Gläserne Instrumente 28 lernsoftware fortbildungsprogramm

4 basiswissen So funktioniert GPS Man kann per Satellit navigieren, ohne zu wissen, was da genau läuft. Aber ein paar Basiskenntnisse sind nützlich Fotos: U.s. Air Force, garmin Kostenlos! Nie zuvor war es für die Menschheit so einfach zu wissen, wo jemand ist und wie er von einem Ort zum anderen kommt: Satelliten haben das Jahrhunderte alte Problem der Navigation radikal vereinfacht. Global Positioning System (GPS) heißt das im zivi- Einer von 30: Computergrafik eines GPS-Satelliten im Orbit len Bereich vorrangig genutzte System dieser Art; erst 1994 ging es in den Normalbetrieb, eigentlich entwickelt für das US-Militär und immer noch von der U.S. Air Force betrieben. Doch die USA stellten das GPS- Signal der weltweiten Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung. 4

5 Heute ist es aus dem globalen Alltag und auch dem Wirtschaftsleben nicht mehr wegzudenken und schon gar nicht aus der Luftfahrt. Europa arbeitet an einem mit GPS kompatiblen, verbesserten System namens Galileo, das allerdings für so genannte»safety of Life«-Anwendung wie die Luftfahrt aller Voraussicht nach kostenpflichtig sein wird. Lichtgeschwindigkeit GPS-Navigatoren ermitteln ihre Position aus den (sehr schwachen) Funksignalen von derzeit 30 Satelliten, die in einer Höhe von Kilometern die Erde auf unterschiedlichen Laufbahnen so umkreisen, dass an fast jedem Ort auf der Erdoberfläche stets mindestens sechs über dem Horizont und in einer direkten Sichtlinie zur Empfänger-Antenne stehen. Die Satelliten senden auf den Frequenzen 1,57542 GHz und 1,2276 GHz. Der Empfänger bestimmt seine Position durch Messung der Entfernung von mindestens vier Satelliten. Diese haben präzise Atomuhren an Bord und senden mit einem Zeitcode versehene Signale aus. Der Empfänger misst, wie lange ein Signal vom Satelliten bis zu seiner Position unterwegs war und errechnet mit Hilfe der konstanten Lichtgeschwindigkeit die zurückgelegte Distanz. GPS-Navigatoren senden selbst keine Signale aus, sie ermitteln nur die eigene Position einschließlich der Höhe über einem der Erdform angenäherten Ellipsoiden namens WGS-84. Alle weiteren Daten, die ein GPS-Empfänger anzeigt Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung, Distanz und Zeit zu einem Ziel, Ablage vom Sollkurs und so weiter, leitet er daraus ab, wie sich seine Position mit der Zeit verändert. Da GPS-Empfänger die Signale der Atomuhren aus den Satelliten empfangen, können sie nicht nur überall auf der Welt ihre präzise Position angeben, sondern auch die exakte Uhrzeit. Viele technische Anwendungen, etwa bei der Synchronisation von Telefonund Stromnetzen, nutzen GPS nicht zur Navigation, sondern als globale Uhr. Die Genauigkeit GPS-Empfänger erreichen ohne weitere Hilfsmittel eine Genauigkeit von mindestens etwa 15 Metern. Bis 2001 wurde das GPS-Sig- 5

6 basiswissen nal vom US-Militär zusätzlich für zivile Nutzer auf etwa 50 Meter verschlechtert. Diese so genannte Selective Availability wurde abgeschaltet, da die Streitkräfte nun in der Lage sind, GPS in einem Kampfgebiet örtlich begrenzt zu stören. Fehlerkorrektur Die Genauigkeit der GPS-Position hängt unter anderem von der Satelliten-Konstellation beim Empfang ab; außerdem werden die Funksignale beim Durchqueren der Ionosphäre in der oberen Erdatmosphäre gestört. Deshalb verwendet man verschiedene Verfahren zur Fehlerkorrektur. Sie basieren alle auf dem gleichen Prinzip: An einem genau vermessen Standort wird ständig die per GPS bestimmte Position mit der tatsächlichen verglichen. Die Differenz zwischen beiden ist der Fehler im GPS-Signal zum Zeitpunkt der Messung. Ist er bekannt, kann er korrigiert werden. Diese Methode der Positionsbestimmung heißt Differential GPS. SBAS und EGNOS In der Luftfahrt wird eine Fehlerkorrektur derzeit mit Hilfe von Satellite-based Augmentation Systems (SBAS) vorgenommen. Diese Verbesserungssysteme auf Satellitenbasis tragen in den USA den Namen Wide Area Augmentation System (WAAS) und in Europa die Bezeichnung European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). Beide funktionieren nach dem exakt gleichen Prinzip, moderne Empfänger können sowohl WAAS als auch EGNOS nutzen. Das kleine D Für EGNOS sind in Europa 34 Stationen verteilt, deren Position genau vermessen wurde. Aus dem Vergleich ihrer tatsächlichen und der dort per GPS gemessenen Position errechnen die Stationen ständig den Fehler im GPS-System an ihrem Standort. Daraus werden Korrektursignale errechnet, die über die geostationären Inmarsat-Satelliten ausgestrahlt werden. EGNOS-fähigen GPS- Navigatoren erscheint dies wie ein weiterer GPS-Satellit, der allerdings Korrektursignale sendet. Den Empfang von EGNOS- Signalen kennzeichnen viele GPS-Geräte dadurch, dass auf der Statusseite der Buchstabe D (für Differential GPS) in den Empfangsstärke-Balken angezeigt 6

7 Präzision: Nutzt ein GPS das EGNOS-Korrekturverfahren, ist dies am Buchstaben D in den Empfangsstärke- Balken zu erkennen wird. Die Positionsgenauigkeit verbessert sich meist auf unter einen Meter. Alles in Ordnung? Auch ein weiteres für die Anwendung in der Luftfahrt kritisches Problem lösen EGNOS und WAAS: Ein Empfänger kann nur bedingt erkennen, ob das Signal so stark gestört ist, dass die Präzision unzumutbar leidet. Stellen jedoch die EGNOS-Stationen dies fest, können sie das GPS-System mit Hilfe ihres Korrektursignals als unbenutzbar einstufen der Empfänger erkennt und meldet dies, sodass im Flugzeug auf ein anderes Navigationssystem umgeschaltet werden kann. Diese Möglichkeit zur Prüfung der»signal-integrität«und die erhöhte Genauigkeit erlauben die Einführung von Präzisions-Instrumentenanflügen auf EGNOS- Basis, die derzeit in Europa erfolgt (siehe Seite 24). Sie ermöglichen Entscheidungshöhen von derzeit bis zu 250 Fuß AGL fast so tief wie beim ILS der Kategorie I mit 200 Fuß. GBAS Ein Korrektursystem zur Verbesserung der GPS-Präzision bis in den Zentimeterbereich wird derzeit erprobt. Das Ground-based Augmentation System (GBAS) misst den GPS-Fehler in der Nähe eines Flughafens und überträgt ihn mit einem Sender am Boden an Flugzeuge in der Nähe. Ohne den Umweg übers All ist die Korrektur noch genauer. 7

8 geräteklassen Die Qual der Wahl Festeinbau oder Handheld, Vektordarstellung oder ICAO-Karte GPS-Empfänger gibt es in vielen Varianten Welcher Navigator der richtige ist, hängt davon ab, was man damit vor hat und davon, wie viel Geld man ausgeben will. Panel oder Portable? einbaugeräte: Vor allem die Zulassung für IFR-Strecken- und Anflugnavigation (siehe Seite 24) macht Einbaugeräte wie das Garmin 430 für viele Piloten interessant. Außerdem enthalten fast alle modernen Panel-Navis auch ein Funkgerät und einen VOR- Empfänger, was in der Kombi- Variante billiger ist als einzelne Geräte. Größter Nachteil: Fällt das Bordnetz aus, ist auch die Moving Map verschwunden. tragbare navis: Eine Moving Map oft mit viel mehr Funktionen als in Einbaugeräten zu einem günstigeren Preis: Das bieten Handhelds. Charterer können sie in verschiedene Flugzeuge mitnehmen, ohne jeweils unterschiedliche Geräte vorzufinden. Auch als Backup bei Stromausfall sind die Handhelds perfekt. Kartografie Vektorkarten: So lautet der Fachbegriff für die Darstellung von Landschaft und Lufträumen mit einer für das Display optimierten Datenfülle. Beim Zoomen passen sich Schriftgrößen automatisch an, beim Drehen der Karte bleibt die Schrift waagerecht lesbar. Die Karte wird jeweils aus digital vorliegenden Daten über Lufträume, Hindernisse oder Straßen neu erzeugt und diese Daten stammen meist von Jeppesen. Sie unterliegen einer hohen Qualitätskontrolle und werden alle 28 Tage aktualisiert. Das Update ist kostenpflichtig. rasterkarten: In dieser Form liegen digitalisierte ICAO-Karten vor. Die Darstellung ist den meisten Piloten vertraut, aber nicht ans Display angepasst. Die Folge: In manchen Zoomstufen sind Be- 8

9 Wie gedruckt: Dieses GPS stellt die vertraute ICAO-Karte digital dar Fotos: christina scheunemann, garmin Klassiker: Das Garmin 430 war Vorreiter bei Einbau-Moving-Maps schriftungen nur schwer lesbar, bei auf Kurs gedrehten Karten stehen sie zuweilen auf dem Kopf. Digitale ICAO-Karten werden wie ihre gedruckten Varianten einmal im Jahr aktualisiert. Manche GPS-Hersteller bieten aber im Monatstakt oder zumindest in unregelmäßigen Abständen neue Luftraumdaten an, einige sogar kostenlos. Es besteht allerdings das Risiko, dass diese Daten nicht so rigoros geprüft werden wie etwa die von Jeppesen. Zum Mitnehmen: Garmins Top-Handheld aera 795 ipad oder nicht? Auf die Navigation spezialisierte Handhelds haben große Vorteile: Ihre Bedienung ist meist recht einfach, es muss keine Software installiert werden, Abstürze sind selten, die Displays bewähren sich auch in direktem Sonnenlicht. Dennoch bevorzugen viele Piloten die»eierlegende Wollmilchsau«, die auch noch Wetter und abruft und im Internet surft. Das leisten Geräte wie das ipad siehe Seite

10 ipad & co. Die Alleskönner Weil unterwegs auch und Internet zur Verfügung stehen, navigieren viele Piloten mit ipad und iphone Mal eben schnell vor dem Start die TAFs und das Wetter abrufen, nach der Ankunft Mietwagen oder Hotel im Internet buchen, per erreichbar sein und dann auch noch mit stets verbesserten und immer aktuellen Features navigieren: Das bieten Mini-Computer wie das ipad und, bei kleinerem Display, auch das iphone. Zwar werden immer mehr Navigationsprogramme auch für das alternative Betriebssystem Android angeboten, doch für die Apple-Produkte ipad und iphone gibt es bei weitem die größte Auswahl. Dass ipads bei Piloten so beliebt sind, liegt auch am Display: Es hat fast genau das Format einer Anflugkarte. Nachteil der Alleskönner: Sie können auch mal abstürzen, die Software-Installation und -Bedienung kann Laien überfordern. Die meisten Apple-Geräte haben ein GPS eingebaut, allerdings funktionieren externe Empfän- Knie-Pad: Das ipad lässt sich am besten auf dem Schoß unterbringen. Halterungen gibt es in vielen Varianten. Hier auf dem Display: Jeppesen Mobile FliteDeck 10

11 Fotos: christina scheunemann, hersteller Im Gelände: Die App Air Navigation Pro erlaubt nicht nur Flugplanung und Kartenanzeige, sondern auch eine Darstellung der Fluglage mit 3-D- Landschaft ger, die per Kabel oder Funk verbunden sind, meist zuverlässiger. Navigation: Air Navigation Pro ist wohl die am weitesten verbreitete App (so heißen Programme für Apple-Geräte) zur Navigation. Für sie kann man digitale ICAO- Karten ebenso erwerben wie die VFR-Anflugblätter der DFS. Das gilt auch für die Wettbewerber Sky-Map, Flymap, SkyDemon, Airbox und PocketFMS. Ein Vergleich findet sich im fliegermagazin # Anflugkarten: Wer auf dem PC Jeppesens digitale JeppView-Anflugkarten für VFR oder IFR verwendet, kann dieselben Karten auch auf dem ipad anzeigen. Das geht mit Hilfe der kostenlosen App Mobile FliteDeck, die auch eine Routenanzeige auf der IFR- Enroute-Karte erlaubt. Jeppesen erweitert den Funktionsumfang ständig. Nützliches: Bei fast allen Aufgabenstellungen gilt der in den USA übliche Spruch:»There s an App for that.«für nahezu alle Muster gibt es im AppStore Programme zur Weight&Balance- Berechnung, ebenso eine NO- TAM-Abrufsoftware der DFS oder AeroWeather, eine App zur Anzeige von METARs und TAFs. Mit einer App lässt sich auch die Flugplanungswebsite Rocket-Route bedienen. Praktisch: Da das ipad PDF-Dateien anzeigen kann, lassen sich alle Handbücher elektronisch mitnehmen. 11

12 DATENfElDEr Was ein GPS weiß Satelliten-Navigatoren stellen eine Fülle von Informationen zur Verfügung. Der Pilot kann seine Favoriten auswählen Ein Haufen Kürzel kommt auf jeden zu, der in die GPS-Navigation einsteigt. Dennoch ist es wichtig zu wissen, welche Datenfelder ein GPS anzeigen kann und welche nicht. So hat ein GPS an sich keinen Kompass und wird deshalb nie das Heading anzeigen, sondern nur den Kurs über Grund. Bei starkem Seitenwind wird dieser Unterschied sicherheitsrelevant. Auch kennt der Navigator nur die Geschwindigkeit über Grund, nicht relativ zur Luft. Erst ein Glascockpit mit seinen zusätzlichen Dateninputs bietet diese Informationen. Ein GPS zeigt Kompassrichtungen übrigens in der Regel missweisend an, eine Datenbank enthält die Missweisungen des jeweiligen Standorts. Die wichtigsten Kürzel für Datenfelder, die der Pilot anzeigen lassen kann: BrG Die Peilung (bearing) zum nächsten Wegpunkt, der einprogrammiert ist. TrK Der Kurs über Grund (ground track), den das Flugzeug tatsächlich zurücklegt, ist ein zentraler Begriff der GPS-Navigation. Er berücksichtigt den Windeinfluss den Weg durch die Luft kennt das GPS nicht. DTK Der erwünschte Kurs über Grund (desired track) ergibt sich aus der Kompassrichtung der rosafarbenen Linie, die vom vorigen Wegpunkt oder der aktuellen Position zum nächsten Wegpunkt führt. Da ein GPS auf Großkreisen navigiert, kann der DTK bei langen Strecken leicht variieren. Wer auf der rosafarbenen Linie bleiben will, sollte das Flugzeug so steuern, dass BRG, TRK und DTK übereinstimmen. TKE track angle error ist die Differenz zwischen DTK und TRK. XTK cross track error ist der Abstand zur rosafarbenen Linie in Meilen oder Kilometern. 12

13 DIS Die Distanz zum nächsten Wegpunkt oder zum Ziel je nach Voreinstellung und Gerät. Die Einheit (NM oder km) ist wählbar. ETE Die Zeit bis zum nächsten Wegpunkt oder zum Ziel (estimated time enroute). ETA Die Uhrzeit bei Ankunft am nächsten Wegpunkt oder am Ziel (estimated time of arrival). GS Die Geschwindigkeit über Grund (ground speed). MSA/ESA Die minimum und die enroute safe altitude garantieren eine Mindesthöhe über den Hindernissen der Umgebung. FLOW Ist ein KraftstoffDurchflussmesser angeschlossen, wird der Verbrauch angezeigt. VSR vertical speed required ist die Steig- oder Sinkgeschwindigkeit, die zum Einhalten eines vorher programmierten vertikalen Flugprofils erforderlich ist (siehe Seite 22). Informiert: In den vier Ecken der Karte zeigt das aera 500 die Navigationsdaten an, die der Pilot vorher ausgewählt hat Fotos: garmin Datenseite: Nur Daten und keine Karte bietet diese Darstellung auf dem GTN 650. Auch hier sind die Felder vom Piloten wählbar 13

14 DIRECT-TO Die einfache Lösung Navigation per Direct-to das schafft jeder. Sie bringt schnelle Unterstützung durch das GPS So kompliziert das GPS auch scheinen mag: Den Knopf mit dem Pfeil im großen D finden die meisten Piloten. Er steht für Direct-to, also für die Navigation von der aktuellen Position (oft als P.POS für present position abgekürzt) zu einem Wegpunkt, gewöhnlich dem Ziel des Flugs. Auch wenn man auf einige Vorteile verzichtet, wenn man keinen richtigen Flugplan eingibt (siehe Seite 18) mit Direct-to gibt das GPS schon viele nützliche Daten von sich: eine rosafarbene Kurslinie, Zeit und Distanz zum Ziel und vieles mehr. Nach Drücken der D-Taste verlangen die meis- ten GPS-Navigatoren die Eingabe des Wegpunkts, zu dem es gehen soll. Fünf wichtige Arten von Wegpunkten gibt es vier davon befinden sich schon in der Datenbank des Geräts: Flugplätze: Zwar kann man auch Flugplatznamen als Ziel eingeben, doch üblicher ist die Nutzung der vierbuchstabigen ICAO- Codes, etwa EDFE für Egelsbach. Funkfeuer: VORs und NDBs haben drei Buchstaben im Kürzel, die auch in der ICAO-Karte angegeben sind. Fotos: christina scheunemann, Garmin Leicht zu finden: Den Knopf mit dem Pfeil im D haben fast alle GPS-Navigatoren. Er erlaubt die direkte Navigation zu einem Wegpunkt 14

15 VFR-Wegpunkte: Die Anflugpunkte großer Flughäfen mit Namen wie Sierra und November 1 hat nicht jedes GPS gespeichert. Außerdem muss man wissen, nach welcher Systematik sie abgekürzt sind, etwa als EDDH-S1 für Sierra 1 in Hamburg. IFR-Intersections: Sie sind nicht in der ICAO-Karte verzeichnet, das GPS kennt sie jedoch meist, ebenso viele PC-Flugplanungsprogramme. Es gibt sehr viele, sodass sich fast an jeder Ecke eines zu umfliegenden Sperrgebiets oder nahe einer Sehenswürdigkeit, die überflogen werden soll, eine passende Intersection findet. Kennt man ihr Fünf-Buchstaben-Kürzel (Namen wie IDEKO oder ABUMI), ist dieses schneller eingegeben als man einen User Waypoint programmiert hat. User Waypoint: So heißen vom Benutzer programmierte Wegpunkte. Sie kann man an beliebigen Orten durch Eingabe von geografischer Länge und Breite oder einfach durch Markieren auf der Moving Map speichern. Die Auswahl des Namenskürzels trifft der Benutzer. Start im Nichts: Die rosafarbene Linie auf der Karte beginnt dort, wo der Pilot den Direct-to-Knopf gedrückt hat. Am Ziel wurde ein Anflugverfahren programmiert Nach Drücken der Eingabetaste kann man nochmal prüfen, ob wirklich der richtige Wegpunkt ausgewählt wurde. Dann muss nochmal Enter gedrückt werden, um die rosafarbene Linie zu aktivieren. Doch Vorsicht! Sie führt auf direktem Weg zum Ziel ohne jede Rücksicht auf Sperrgebiete oder Kontrollzonen. 15

16 Transformation is mobile Access charts from the cockpit on your ipad. Jeppesen Mobile FliteDeck is available to existing electronic charting customers at no charge on the App Store. SM Visit jeppesen.com/mobile9 for more information. Available on the ipad is a trademark of Apple Inc., registered in the U.S. and other countries. App Store is a service mark of Apple Inc.

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18 flugplanung Um alle Ecken Die Eingabe der vielen Wegpunkte lohnt sich: Das GPS kann mit einem Routenplan noch mehr Informationen liefern Ist die Route komplexer als nur eine gerade Linie zum Ziel, dann lohnt sich die Eingabe eines Flugplans, oft mit FPL abgekürzt. Damit ist kein ICAO-Flugplan gemeint, der an die Flugsicherung geht, sondern das, was in Deutschland eigentlich Flugdurchführungsplan heißt, in GPS-Handbüchern aber Flugplan genannt wird: eine Liste von abzufliegenden Wegpunkten, die wie bei der Direct-to-Navigation eingegeben werden (siehe Seite 14). Daraus errechnet das GPS dann nicht nur Flugzeiten, Distanzen und Ankunftszeiten bis zum nächsten Wegpunkt, sondern über die gesamte Strecke. Im Vorteil sind Piloten mit einem GPS, das eine Tastatur oder einen Touchscreen zur Eingabe von Wegpunkt-Kürzeln hat. Alle anderen müssen oft endlos Knöpfe drehen, bis der Plan programmiert ist. Ändert sich die Geschwindigkeit über Grund etwa wegen wechselnder Winde oder einer Änderung der Airspeed, dann berücksichtigt das GPS dies bei der Kalkulation der Flugzeiten. Die verbleibende Gesamtflugzeit bis zum Ziel sollte man deshalb im Flug gelegentlich prüfen und mit der Planung vergleichen so lässt sich checken, ob der Spritverbrauch im vorgesehenen Rahmen bleiben wird. Nicht zu nah dran! Praktisch ist ein Flugplan auch, um gesperrte Lufträume oder Kontrollzonen zu umfliegen. Dazu wird ein Wegpunkt an deren Rand ausgesucht oder programmiert und dieser dann in den Flugplan eingebaut. Fluglotsen mögen es allerdings gar nicht, wenn man allzu dicht an einer Luftraumgrenze entlangfliegt: Mag das GPS diese noch so genau verzeichnen, die Darstellung auf dem Radarschirm kann weniger präzise sein. Lieber etwas Abstand lassen! 18

19 Doppelpack: Oben wird der Flugplan auf der Karte gezeigt, unten die Navigationsdaten in Zahlen. Das aktive Leg das Plans ist rosa, die anderen sind weiß markiert Foto: garmin Abkürzungen Will man von der Route abweichen oder einen darin vorgesehenen Bogen abkürzen, so ist es kein Problem, ein Direct-to auf einen beliebigen Wegpunkt im Flugplan einzugeben. Das GPS führt dann direkt dorthin und setzt von dort aus die Navigation gemäß dem Flugplan fort. Schlauer Autopilot Hat das Flugzeug ein Einbau-GPS und einen Autopiloten, so kann dieser meist den Navigationssignalen folgen. Dazu gibt es zwei Methoden: Die schlechtere gaukelt dem Autopiloten vor, das GPS sei ein VOR. Die Selbststeueranlage versucht dann, die Kursablage auf Null zu halten, was bei einem im Flugplan vorgesehenen Wechsel auf einen neuen Kurs dazu führt, dass der Wegpunkt überschossen wird, bis der Autopilot merkt, dass die Kursablage zu groß ist, weil es jetzt auf einem neuen Steuerkurs weitergeht. Besser ist eine Technik namens GPS Steering (kurz GPSS), bei der eine zusätzliche Elektronik den Autopiloten im Heading- Modus steuert. GPSS berechnet bereits vor Erreichen eines Wegpunkts, wann eine Kurve eingeleitet werden muss, die genau auf der neuen Kurslinie wieder beendet wird. Diese so genannte Turn Anticipation macht den Flug wesentlich präziser. 19

20 zusatzinfos Viele kleine Details Nutzen Sie die vielen Zusatzinformationen, die Ihr GPS in seiner Datenbank zum Abruf bereithält! Daten über Lufträume, Flugplätze und Funkfeuer befinden sich im Speicher des GPS. Es wäre schade, ganz auf ihre Nutzung zu verzichten, nur weil sie sich manchmal etwas schwer erreichbar in der Benutzeroberfläche des Geräts verstecken. Mit einem Online- Update können die Daten aktualilsiert werden. nrst: Die Nearest-Funktion ist so wichtig, dass sie oft einen eigenen Knopf hat. Sie listet die nächstgelegenen Flugplätze, Funkfeuer oder andere Wegpunkte nach Abstand sortiert auf. Der Nutzen ist offensichtlich: Gibt es im Flug ein Problem, genügt der Aufruf der Nearest-Funktion, um Name, Entfernung, Richtung und Frequenz eines nahen Flugplatzes anzuzeigen. Mit ein wenig Knopfdrücken ist ein Direct-To- Kurs dorthin programmiert ein echter Sicherheitsgewinn. Wegpunktdaten: Im GPS finden sich zu den Flugplätzen Frequenzen, Bahnlängen und -richtungen, manchmal sogar Platzrunden und Bodenkarten. Und für VORs und NDBs gibt es die passenden Frequenzen. Mehr Sicherheit: Die Liste der nächstgelegenen Flugplätze, sortiert nach Entfernung und mit allen relevanten Informationen, steht zum Abruf bereit 20

21 Fotos: garmin, reinhold vonsien Frequenzliste: Wie ein Flugplatz per Funk zu erreichen ist, zeigt die GPS- Datenbank ebenso wie die Lage der Pisten und weitere Informationen Luftraumdaten: Zwar sind die Lufträume auf der digitalen Karte markiert. Doch in welcher Höhe fangen sie an, wo hören sie auf, wann sind sie aktiv und welche Frequenz ist für den Durchflug zuständig? All das steht in der Datenbank des GPS. Der einfachste Zugang ist über die Moving Map. Dort lässt sich meist ein Zielkreuz, der Cursor aktivieren. Verschiebt man den auf die Luftraumgrenze (oder hält beim Touchscreen den Finger etwas länger drauf), dann werden die Daten angezeigt. Sunrise/Sunset: Reicht die Zeit bis Sonnenuntergang? In der GPS-Datenbank sind die Zeiten für Start und Ziel abrufbar. Sonderfunktionen: Fast alle Geräte zeichnen Flugzeit und -weg auf. Manche Empfänger kalkulieren Weight & Balance, andere haben einen Luftfahrt- Rechner etwa für Vorhaltewinkel eingebaut oder eine Möglichkeit, mit dem Finger Notizen auf den Touchscreen zu schreiben. Einige navigieren auch den Mietwagen über die Straßen am Zielort. 21

22 sonderfunktionen Für Fortgeschrittene Die Fähigkeiten eines GPS gehen über das Anzeigen rosafarbener Linien auf einer Karte weit hinaus Fotos: reinhold vonsien Darf s ein wenig mehr sein? Dann probieren Sie doch mal die folgenden Tricks: obs: Sie möchten nicht von Ihrer aktuellen Position zu einem Wegpunkt gelangen, sondern wie bei einem VOR ein bestimmtes Radial anschneiden und diesem auf den Wegpunkt zu oder von ihm weg folgen? Bei den meisten Geräten heißt diese Funktion OBS, vom Kürzel für den Omni- Bearing-Selector eines VOR. Wird sie aktiviert, kann man eine Gradzahl für das Radial angeben und schon beginnt die Kursführung. Besonders nützlich kann dies beim Anflug fremder Plätze sein: einfach ein Radial ausgehend vom Flugplatz einrichten, das die Landebahnrichtung hat. Schon wird eine rosafarbene Linie in Verlängerung der Bahn auf die Karte gemalt, und man hat eine bessere Vorstellung davon, wo man sich in Relation zur Bahn befindet. Allerdings: Die Linie endet nicht auf der Bahn, sondern am Flugplatzreferenzpunkt und der kann durchaus ganz woanders auf dem Gelände liegen. Viele Handhelds haben deshalb eine spezielle Funktion zur Bahnverlängerung, die genau von der Piste ausgeht. VnAV: Mit Vertical Navigation können Sie Ihre Steig- und Sinkflüge managen. Die meisten GPS- Navis bieten eine Seite, auf der man eingeben kann, wie weit vor Erreichen eines Wegpunkts man eine bestimmte Höhe erreicht haben will und welche Sinkrate dabei eingehalten werden soll. Befinden Sie sich also in 7500 Fuß Reiseflughöhe und möchten vier Meilen vor Erreichen des Ziels auf Platzrundenhöhe von 1000 Fuß sein, das alles bei passagierfreundlichen 300 Fuß pro Minute Sinkrate, dann wird das GPS Sie alarmieren, wenn der Sinkflug beginnen muss. Das Datenfeld VSR (siehe Seite 12) zeigt 22

23 Tief verborgen: Die Berechnungen von Dichtehöhe und Wind (oben) sowie die Vertikalnavigation sind in den Menüs des Garmin 430 recht gut versteckt Ihnen kontinuierlich an, welche Sinkrate erforderlich ist auch, wenn sich der Wind und damit die Ground Speed auf dem Weg nach unten ändert. Und wenn Sie einen richtig guten Autopiloten haben, dann fliegt der das Sinkflugprofil sogar ganz von alleine. Density Altitude / Winds: Nur ein paar Daten aus Ihrem Cockpit fehlen dem GPS, um die Dichtehöhe und vor allem Windstärke sowie -richtung in Ihrer Reiseflughöhe zu errechnen. Das sind meist Außentemperatur, Kompasskurs, Höhe und Indicated Airspeed. Lesen Sie diese Werte auf den anderen Instrumenten im Cockpit ab und geben Sie sie auf der passenden Seite des GPS ein: Schon erhalten Sie eine Windanzeige hoffentlich mit Rückenwindkomponente. 23

24 IFR Gewusst wo Nirgends kann GPS-Navigation ihre Vorzüge so ausspielen wie beim Flug nach IFR. Die Vereinfachung ist enorm Situational Awareness, also das stete Wissen darum, wo man sich in Relation zum Fluggeschehen befindet das war früher das Kernproblem der IFR-Fliegerei. GPS-gesteuerte Moving Maps haben zu einer Revolution geführt: Ein Blick genügt meist, um auch ohne Sicht nach draußen zu erkennen, was Sache ist. Zugelassen für den Flug nach IFR sind ausschließlich Einbaugeräte. Nur bei ihnen sieht der Gesetzgeber die Bedingungen an die Zuverlässigkeit als erfüllbar an. Zwar gibt es unterschiedliche Zulassungen etwa nur für den IFR-Streckenflug oder für verschiedene Approaches, doch wird ein moderner GPS-Empfänger in der Regel alle diese Betriebsarten abdecken. Lediglich EGNOS-Navigation (siehe auch Seite 4) beherrschen nicht alle Geräte. Enroute: Die Zulassung eines Empfängers für BRNAV (Basic Area Navigation) erlaubt dem Piloten, die begehrten»directs«der Fluglotsen zu fliegen: Anstatt umständlich auf Airways zu navigieren, die von VOR zu VOR führen, leitet der GPS-Empfänger direkt zu einem oft weit entfernten Wegpunkt, den der Lotse vorgibt sozusagen querbeet auf kürzestem Weg abseits der (Luft-)Straßen. Viele IFR-Intersections sind nicht mehr durch Kreuzpeilung zweier Funkfeuer definiert, sondern als Punkt im Raum, den ein GPS leicht ansteuern kann. RNAV/GPS-Approaches: Viele Flugplätze bieten Anflüge, die mit GPS-Empfängern mit der entsprechenden Zulassung geflogen werden können. Oft überlagern die GPS-Anflugverfahren einen bereits früher festgelegten NDB- Approach. Diese Nicht-Präzisionsanflüge ohne vertikale Führung haben meist Minima von 500 bis 600 Fuß. Die Anzeige im Cockpit erfolgt über ein CDI wie beim VOR. Außer der Befeuerung 24

25 Fotos: garmin Instrumentenflug mit dem GTN 750: Alle Segmente des ILS- Anflugs sind im Flugplan programmiert (links). Auf der Moving Map wird der Flugweg und sogar die Anflugkarte angezeigt ist am Boden keine Infrastruktur in Form von Navigationsanlagen erforderlich. ILS-/VOR-/NDB-Approaches: Auch bei Anflügen auf Basis traditioneller Navigationsanlagen helfen GPS-Empfänger: Die Moving Map gibt jederzeit Auskunft darüber, wo man sich in Relation zum Platz befindet ohne dass Zeiger oder Kompassrosen umständlich interpretiert werden müssen. LPV-Approaches: GPS-Anflüge mit Hilfe des Korrektursystems EGNOS (siehe Seite 4) erlauben auch eine Höhenführung und sind deshalb Präzisionsanflüge. Das Kürzel LPV steht für Lateral Precision with Vertical Guidance. Die Anzeige im Cockpit erfolgt mit zwei gekreuzten Nadeln für Seiten- und Höhenablage wie beim ILS. Technisch sind Minima bis 200 Fuß möglich, derzeit werden in Europa solche Anflüge mit Minima bis 250 Fuß eingeführt. Noch ist nicht ganz klar, ob die EASA für GPS-Einbauten nach dem amerikanischen WAAS-Standard eine erneute Zulassung und von Piloten eine Zusatzqualifikation für LPV-Anflüge verlangt. 25

26 MFD Die ganz große Karte Das Multifunktions-Display eines Glascockpits integriert die Moving Map mit vielen weiteren Informationen Zusammen mit dem PFD (siehe Seite 28) bildet das MFD die wesentlichen Bestandteile eines Glascockpits. Die Zahl der Informationen auf seinen vielen Displayseiten ist erstaunlich. Üblich ist auch die Einblendung weiterer Daten auf der Moving Map. Viele der angezeigten Informationen finden sich inzwischen auch in tragbaren GPS-Navigatoren. Allerdings macht deren beschränkte Displaygröße manche Funktionen wenig praktikabel. Für Einsteiger gewöhnungsbedürftig sind die Softkeys am Bildschirmrand, deren Funktion sich je nach angezeigtem Bildschirm ändert. Ihre Beschriftung ist auf dem Display angezeigt und wechselt entsprechend. Traffic: Viele Flugzeuge mit Glascockpit verfügen über Kollisionswarnsysteme. Sie zeigen anderen Flugverkehr mit aktiven Transpondern auf der Karte an. Terrain: Die Anzeige der Geländehöhe sowie Einfärbung von Erhebungen in Gelb und Rot bei Kollisionsgefahr ist inzwischen nicht mehr nur bei MFDs, sondern auch bei tragbaren GPS-Navigatoren üblich. Wetter: In den USA ist die Anzeige von Niederschlagsradar- Echos verbreitet, weil dort die Daten über Satellitenradio ausgestrahlt werden. In Europa geht das nur mit relativ teuren Systemen, die solche Informationen über das Satellitentelefonnetz Iridium abrufen. Nahezu Standard ist die Anzeige von Gewitterblitzen auf dem MFD, die ein Stormscope- Sensor empfängt. Motordaten: Weil auf dem MFD viel Platz ist, zeigen die meisten Flugzeuge dort ausführliche Motordaten an. Das schließt die üblichen Drücke und Temperaturen ebenso ein wie Informationen über Kraftstoffdurchfluss 26

27 und -verbrauch. Angezeigt werden auch die Zylinderkopf- und Abgastemperatur für jeden einzelnen Zylinder. Sogar die Berechnung der Motorleistung in Prozent des Maximalwerts ist üblich. Auf einer eigenen Engine-Seite sind noch mehr Daten zu sehen, etwa über das elektrische System, zudem gibt es hier Hilfe beim Abmagern des Gemischs. Checklisten: Die Anzeige und das Abhaken von Checklisten ist besonders praktisch und macht Papier überflüssig. Notfall-Checklisten sind stets mit nur einem Knopfdruck zu erreichen. Backup: In vielen Glascockpits wird das MFD zum Ersatz-Bildschirm für das PFD, wenn dieses ausfällt. Foto: thomas borchert Alles auf einen Blick: Auf dem MFD sind andere Flugzeuge (die weißen Karos), das Radarecho von Regenschauern (grün und gelb unten rechts), die Motordaten (links am Rand) und eine Fülle weiterer Infos zu sehen 27

28 PFD Gläserne Instrumente Eigentlich hat das Primary Flight Display nichts mit GPS zu tun aber es ist zentraler Bestandteil jedes Glascockpits Das PFD stellt die primären Fluginstrumente auf einem Flachbildschirm dar zusammen mit dem Multifunktionsdisplay (MFD, siehe Seite 26) bilden beide die wesentlichen Elemente eines Glascockpits. Zwar haben viele der Daten auf dem PFD indirekt mit GPS-Navigation zu tun oder nutzen zumindest GPS-Informationen, doch geht es hier vor allem um die Darstellung der Flugdaten. Sie gewinnen durch die Verbindung von Luftdruckdaten, Fluglagesensoren und GPS erheblich an Umfang. Die wichtigsten Elemente des PFD sind standardisiert und bei den meisten Herstellern ähnlich. 1 Geschwindigkeit: Als Tape, also nicht mit einem Zeiger, sondern auf einem Band wird die Geschwindigkeit angezeigt. Markierungen für V x, V y und V bg sind üblich. Gleich darunter wird die True Airspeed angezeigt, errechnet aus Höhe und Temperatur. Auch Windstärke und -Richtung sind angegeben, ebenso bei vielen Glascockpits (aber nicht beim hier abgebildeten) die Geschwindigkeit über Grund. 2 Künstlicher Horizont: Die Schräglage wird am Gradmesserbogen oben angezeigt. Dort findet sich auch die Libelle: Ist der waagerechte Balken mittig unter dem nach oben zeigenden Dreieck, fliegt das Flugzeug schiebefrei. Die Horizontlinie liegt in Weiß dicht über der künstlich dargestellten Landschaft. Die Gradlinien für die Längsneigung sind in der Mitte dargestellt. 3 Höhenmesser und Variometer: Auch die Höhe wird als Band angezeigt. Rechts daneben die Steig- oder Sinkrate, im Bild oben rechts ist sie wegen der Terrainwarnung ausgeblendet. 4 Flight Path Indicator: Der grüne Kreis mit drei kleinen Stri- 28

29 Cirrus Perspective by Garmin: Die synthetische Darstellung von Landschaft und Hindernissen (hier eine gefährliche Annäherung an einen Turm, der vergrößert in rot dargestellt wird) ist ein Sicherheitsgewinn Foto: andreas haller chen zeigt an, wohin sich das Flugzeug bewegt. Liegt er auf dem Horizont, bleibt die Höhe konstant. Liegt er in der Mitte, bleibt der Kurs konstant. Wer sich einmal an den grünen Kreis gewöhnt hat, will ihn nicht mehr missen. 5 Hindernisanzeige: Die so genannte Synthetic Vision stellt nicht nur die Landschaft dar, sondern auch Hindernisse bei Kollisionsgefahr in Rot und vergrößert. 6 Horizontal Situation Indicator (HSI): Wie sein analoger Vorläufer kombiniert der HSI Kurskreisel und CDI-Navigationsanzeige. Ob sich die Kursablage auf das GPS, ein VOR oder ein ILS bezieht, ist einstellbar. Der blaue Pfeil zeigt zusätzlich die Peilung auf ein Funkfeuer. 29

30 Lernsoftware Fortbildungsprogramm Das Handbuch zum GPS ist sicher die erste Informationsquelle, doch es gibt weitere nützliche Hilfsmittel Handbücher: Vor dem Kauf und bei Einbau-Geräten in einer Charter- oder Vereinsmaschine ist der Blick ins Handbuch sinnvoll. Das gibt es oft online als PDF auf den Webseiten der Hersteller. simulatoren: Einige GPS-Hersteller bieten für manche ihrer Geräte zum Teil kostenlos PC- Simulatoren an. Ein Blick auf die Website lohnt sich auch hier. PC-Lernsoftware: Ein umfangreiches Angebot von sehr gut gemachter Lernsoftware in englischer Sprache für Garmin 430/530, G1000-Glascockpit und ältere Garmin-Handhelds bietet Jeppesen an. Die US-Firma hat auch flugzeugspezifische Lernprogramme für DA40, Cirrus Perspective und Cessna Nav III. In deutschen Pilot Shops sind auch Lernprogramme der US-Anbieter ASA und Sporty s erhältlich. Bücher: In deutscher Sprache gibt es nur wenige gerätespezifische Lernbücher, auf Englisch dagegen eine Fülle. Darin sind leider viele Beschreibungen von Verfahren auf die US-Gepflogenheiten abgestimmt. Fotos: Lorem Ipsum dolor Umfassend: Das Garmin-G1000- Training von Jeppesen ist in zwei Kurse unterteilt einen für Basiswissen und VFR-Flüge (214 Euro) und einen für IFR- Verfahren (178 Euro) 30

31 Transform your love of flying Jeppesen Aircraft Total Training bridges the gap between foundational knowledge and the specific training you need for your aircraft. You get need-to-know information about your specific aircraft in a simple, easy-to-understand format online and in print, conveniently arranged by phase of flight. Available for Cessna 172, Diamond DA40 and Piper PA-44. Visit jeppesen.com/totaltraining9 for more information.

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