GPS-Navigation - Fliegermagazin

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GPS-Navigation
Tipps & Tricks für
Anfänger und Fortgeschrittene
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Inhalt
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 #5.2012.
herausgeber:
JAHR TOP SPECIAL VERLAG
Troplowitzstr. 5, 22529 Hamburg
titelFoto: garmin
Verlagsleitung: Alexandra Jahr
redaktion: Thomas Borchert
(verantwortlich), redaktion@
fliegermagazin.de,
Tel. 040/389 06-521
Gestaltung: Clas Lenze
anzeigenleitung: Klaus Macholz
[email protected],
Tel. 08146/998903
herstellung: Oliver Dohr (verantwortlich)
litho: ALPHABETA GmbH, Hamburg
Druck: Möller-Druck, Berlin
© fliegermagazin
Inhalt
basIswIssen
so funktioniert GPs
4
Geräteklassen
Die Qual der wahl
8
IPaD & Co.
Die alleskönner
10
DatenfelDer
was ein GPs weiß
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DIreCt-to
Die einfache lösung
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fluGPlanunG
um alle ecken
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zusatzInfos
Viele kleine Details
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sonDerfunktIonen
für fortgeschrittene
22
Ifr
Gewusst wo
24
MfD
Die ganz große karte
26
PfD
Gläserne Instrumente
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lernsoftware
fortbildungsprogramm
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basiswissen
So funktioniert GPS
Fotos: U.s. Air Force, gArmin
Man kann per Satellit navigieren, ohne zu wissen, was da
genau läuft. Aber ein paar Basiskenntnisse sind nützlich
Einer von 30: Computergrafik
eines GPS-Satelliten im Orbit
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 zivi4
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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 GPSSignal der weltweiten Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung.
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 20 200 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-Sigwww.fliegermagazin.de
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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
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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 GPSNavigatoren erscheint dies wie
ein weiterer GPS-Satellit, der allerdings Korrektursignale sendet.
Den Empfang von EGNOSSignalen kennzeichnen viele
GPS-Geräte dadurch, dass auf
der Statusseite der Buchstabe D
(für Differential GPS) in den Empfangsstärke-Balken
angezeigt
Präzision:
Nutzt ein GPS
das EGNOS-Korrekturverfahren, ist
dies am Buchstaben D in den
EmpfangsstärkeBalken 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 EGNOSBasis, 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.
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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 VOREmpfänger, was in der KombiVariante 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.
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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-
Fotos: christina scheunemann, garmin
Wie gedruckt: Dieses GPS stellt die
vertraute ICAO-Karte digital dar
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 E-Mail abruft und im Internet surft. Das leisten Geräte wie
das iPad – siehe Seite 10.
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ipad & co.
Die Alleskönner
Weil unterwegs auch E-Mail 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 E-Mail 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 EmpfänKnie-Pad: Das iPad
lässt sich am besten
auf dem Schoß unterbringen. Halterungen
gibt es in vielen Varianten. Hier auf dem
Display: Jeppesen
Mobile FliteDeck
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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-DLandschaft
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 ICAOKarten 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 #9.2011.
■ 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 IFREnroute-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&BalanceBerechnung, ebenso eine NOTAM-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.
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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.
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■ 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.
■ DIS Die Distanz zum nächsten Wegpunkt oder zum Ziel – je nach Voreinstellung und Gerät. Die Einheit (NM oder km) ist wählbar. ■ MSA/ESA Die minimum und die enroute safe altitude garantieren eine Mindesthöhe über den Hindernissen der Umgebung.
■ ETE Die Zeit bis zum nächsten Wegpunkt oder zum Ziel (estimated time enroute).
■ FLOW Ist ein KraftstoffDurch flussmesser angeschlossen, wird der Verbrauch angezeigt. ■ ETA Die Uhrzeit bei Ankunft am
nächsten Wegpunkt oder am Ziel (estimated time of arrival). ■ VSR vertical speed required ist die Steig- oder Sinkgeschwindigkeit, die zum Einhalten eines vorher programmierten vertikalen Flugprofils erforderlich ist (siehe Seite 22). ■ GS Die Geschwindigkeit über Grund (ground speed). Fotos: garmin
Informiert: In den
vier Ecken der Karte
zeigt das aera 500 die
Navigationsdaten an,
die der Pilot vorher
ausgewählt hat
Datenseite: Nur
Daten und keine
Karte bietet diese
Darstellung auf dem
GTN 650. Auch hier
sind die Felder vom
Piloten wählbar
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DIRECT-TO
Die einfache Lösung
Navigation per Direct-to – das schafft jeder.
Sie bringt schnelle Unterstützung durch das GPS
Fotos: christina scheunemann, Garmin
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 ICAOCodes, etwa EDFE für Egelsbach.
■ Funkfeuer: VORs und NDBs
haben drei Buchstaben im Kürzel,
die auch in der ICAO-Karte angegeben sind.
Leicht zu finden: Den Knopf
mit dem Pfeil im D haben
fast alle GPS-Navigatoren.
Er erlaubt die direkte Navigation zu einem Wegpunkt
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■ 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. www.fliegermagazin.de
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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.
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
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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!
Foto: garmin
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
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 HeadingModus 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.
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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 OnlineUpdate 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-ToKurs 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
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Fotos: garmin, reinhold vonsien
Frequenzliste: Wie
ein Flugplatz per
Funk zu erreichen
ist, zeigt die GPSDatenbank 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 LuftfahrtRechner 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.
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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 OmniBearing-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
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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 GPSNavis 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
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 Dichte-
höhe 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.
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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
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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 NDBApproach. 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
Fotos: garmin
Instrumentenflug mit dem GTN 750: Alle Segmente des ILSAnflugs 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.
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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.
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■ 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 An zeige von NiederschlagsradarEchos 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 StormscopeSensor 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 ■ 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
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.
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
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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 Vx, Vy und Vbg sind
üblich. Gleich darunter wird die
True Airspeed angezeigt, errechnet aus Höhe und Temperatur.
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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-
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Foto: andreas haller
6
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
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.
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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 PCSimulatoren an. Ein Blick auf die
Website lohnt sich auch hier.
■ 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
■ 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.
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Umfassend: Das
Garmin-G1000Training von Jeppesen
ist in zwei Kurse
unterteilt – einen
für Basiswissen und
VFR-Flüge (214 Euro)
und einen für IFRVerfahren (178 Euro)
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