Projektabschlussmeeting WFF WAM

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1 Projektabschlussmeeting WFF WAM , DFS Campus, Langen

2 Hintergrund des Projektes im Rahmen des LuFo I Vorhabens SELAR (Sensorsystem für Landeanflug- und Rollverkehrsüberwachung) wurde von (damals Alcatel Air Navigation Systems GmbH) ein Multilaterationssystem für die Ortung auf der Flughafenoberfläche und deren unmittelbar angrenzenden Luftraum prototypisch implementiert Dieser Prototyp wurde im Laufe der letzten Jahre kontinuierlich bis zur Produktreife weiterentwickelt 2

3 Ziele des Vorhabens Entwicklung eines Ortungssystems auf der Basis der Multilaterationstechnologie für den Streckenbereich des Luftverkehrs Dazu war es notwendig, folgende spezielle Fragestellungen zu lösen: Sensorplatzierung, Synchronisation sehr weit voneinander entfernter Empfängerstationen, spezielle dreidimensionale Ortungsgeometrie, erreichbare Leistungsfähigkeit, Kommunikation zwischen Sensoren und Zentralstation, kosteneffizienter Einsatz vorhandener bzw. Minimierung neuer Infrastruktur u.a. durch den Einsatz einer neuen Sensortechnologie (Richtungsmessung) 3

4 Projektplan WFF-Teilvorhaben WAM - Wide Area Multilateration AP Konzept AP System AP Infrastruktur AP Validierung AP Betriebliches Konzept DFS IAD, AP12210 Entwicklung Antennenarray IAD AP Laborumgebung IAD AP Labortests DFS, IAD AP Anforderungsanalyse IAD AP RS-Algorithmen IAD AP Standortselektion DFS, IAD AP Feldtests DFS, IAD AP Systemspezifikation DFS, IAD AP RS in dig. Signalverarbeitung IAD AP Demonstrator IAD AP Performanceanalyse DFS, IAD AP Integrationskonzept IAD AP Mode A/C-Processing AP Testwerkzeuge AP Konzeptvalidierung DFS IAD, AP Testplan DFS, IAD AP Synchronisation AP Abschlußbericht DFS, IAD AP Integration 4

5 Die wichtigsten Projektergebnisse Aufbau von Know-How in Bezug auf: Richtungsschätzungssensor (iad) Sensorplatzierung (Siting) Modellierung von WAM-Performance (WAM-Fehlermodell) Hochgenaue GPS Zeitsynchronisation (TUBs & ) Erreichbare WAM Leistungsfähigkeit Minimierung der Datenkommunikation zw. Sensoren und der Zentralstation 3D-Ortung Entwicklung des Richtungsmessungssensors (iad) Vermessung des Richtungsmessungssensors (iad) Entwicklung und Aufbau eines WAM Prototypen (WAMSTR) Flugvermessung des WAM Prototypen (TUBs & ) 5

6 WAMSTR Systemarchitektur Mosbach Pattonville Schwäbisch Hall Donzdorf Aalen GSR GSR GSR GSR GSR WAMSTR Communication Network CPS MLAT: Asterix CAT 20 ADS-B: Asterix CAT 21 SNMP (to/from RCMS) Remote Control and Monitoring Systems (RCMS) ATM Systems (Status, Plot and Track Reports) other MLAT Systems GSR: Ground Station, Receiver CPS: Central Processing Station 6

7 WAMSTR Remote Control and Monitoring System 7

8 WAMSTR ADS-B/WAM Screenshot, 06/2009 Track colours: blue ADS-B, red MLAT - WAMSTR ground stations Test Area Nuernberg Karlsruhe Stuttgart Munich 8 Plots shown on Technical Display not for operational use Untracked, unfiltered MLAT & ADS-B results

9 Validierung der Ergebnisse durch Flugvermessung Eine sehr wichtige Projektaktivität ist die WAM Flugvermessung zur: Validierung des WAM Fehlermodells Prüfung von Algorithmen Schaffung von 3D Referenzdaten für Entwicklung / Tests von zukünftigen Algorithmen 9

10 Verwertungsaussichten U.a. durch die Entwicklungsarbeit im Projekt LUFO IV WFF WAM konnte ATM GmbH seine Kernkompetenz auf dem Gebiet New Surveillance Technologies ab 2007 erheblich stärken Zum Ende der Projektlaufzeit in 2009 nahm bereits an mehreren internationalen Ausschreibungen teil und gewann zwei WAM Projekte gegen die etablierte internationale Konkurrenz Das sich in der Umsetzung befindliche WAM System in der Region um Frankfurt/Main soll das weltweit erste ESARR 6* zertifizierte betrieblich genutzte WAM System werden Das zweite WAM System wird z. Zt. im Luftraum um London implementiert (Auftragvergabe im Herbst 2009) befindet sich z.zt. in mehreren weiteren internationalen Ausschreibungsverfahren für große landesweite WAM Systeme 10 *ESARR - Eurocontrol Safety Regulatory Requirements

11 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen?

12 WAM Frankfurt Traffic, February 2010 ADS-B (blue plots) and WAM (red plots) 12

13 Tätigkeiten IFF in WFF-WAM Untersuchungen zur Zeitsynchronsisaton ( SPB3 ) Verwendung zweier Trimble ResT Empfänger Relativmessungen unter verschiedenen Bedingungen Unterschiedliche Lagewinkel Abschattungen Variation des Referenzstandortes Simulationstool Sichtbarkeit DOP für hyperbolische MLAT ( Richtungsschätzung Fortsetzung in HiMLAT (elliptische MLAT, Flugversuch Planung und Durchführung Auswertung Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 13

14 Zeitsynchronisation, Simulationstool Relativmessungen: 10-12ns Differenz Robust gegen weitere Umwelteinflüsse Einlesen Gelände aus SRTM-Daten Beispiel: VDOP in WAMSTR Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 14

15 Flugversuch - Planung Auswahl geeigneter Trajektorien Zu untersuchende Parameter ED-142 (Draft): Technical Specification for Wide Area Multilateration System Genauigkeit Update Intervall Probability of Code Detection... ED-142 ergebnisorientiert, zur Verbesserung eines WAM-Systems Betrachtung weiterer Parameter notwendig Abdeckungsbereich Rauschanteile in Einzelmessungen Offsets durch ungenaue Kalibrierung... Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 15

16 Flugversuch - Durchführung Flugzeug Cessna 172 Messausrüstung: OEMV und imar ivru-fc IMU Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 16

17 Flugversuch - Durchführung Möglichst alle Bereiche des WAMSTR Mosbach Unterschiedliche ( 95 (55, 75, FL Schw. Hall Einschränkungen durch Luftraumstruktur Pattonville Aalen Donzdorf Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 17

18 Flugversuch - Ergebnisse Referenzposition: Kombination INS und DGPS ( Postprocessing ) Genauigkeit < 10cm Updaterate von 100 Hz Vergleiche mit CAT20-Daten ( MLAT ) Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 18

19 Flugversuch Ergebnisse (Positionsfehler) Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 19

20 Flugversuch Ergebnisse (Abweichung N) Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 20

21 Flugversuch - Ergebnisse Genauigkeit innerhalb des abgeflogenen Bereichs im WAMSTR < 50m Räumliche Abhängigkeiten des Positionsfehlers Erwartungsgemäß starke Zunahme des Fehlers und der Streuung außerhalb der Stationsanordnung Institut für Flugführung TU Braunschweig WFF WAM: Flugversuche im WAMSTR 21