GBAS-Signale zuverlässig verifizieren

Ihre Anforderung

Ein Ground Based Augmentation System (GBAS, dt. Bodengestütztes Ergänzungssystem) stellt in Echtzeit differentielle GNSS-Korrekturdaten bereit, um Flugzeugen Präzisionsanflüge und -landungen zu ermöglichen. Die GBAS-Bodenstation (Control Center) erstellt anhand der Daten von zwei bis vier GNSS-Referenzempfängern, die sich im Bereich des Flughafens befinden, eine Korrekturnachricht. Die Korrekturdaten werden über VHF Data Broadcast (VDB, 108,025 MHz bis 117,95 MHz) an den Empfänger im heranfliegenden Flugzeug übertragen, um dessen empfangenes GNSS-Signal zu korrigieren. Die D8PSK-modulierten VDB-Daten werden in Bursts mit jeweils acht Zeitschlitzen gesendet. Jeder Schlitz trägt Anwendungsdaten, die zu einem oder mehreren Nachrichtentypen (Message Type, MT) gehören können.

Ein GBAS muss allerhöchste Sicherheitsanforderungen erfüllen. Zur Gewährleistung eines fehlerfreien Betriebs und weltweiter Kompatibilität hat die Internationale Zivilluftfahrtorganisation (ICAO) die kritischen GBAS-Parameter standardisiert. Die Diensteanbieter und Flugvermessungsgesellschaften überwachen, prüfen, kalibrieren und zertifizieren die GBAS-Navigationssysteme regelmäßig, um die für die öffentliche Sicherheit unabdingliche Konformität mit der Spezifikation sicherzustellen. Diese Tätigkeiten setzen eine robuste und zuverlässige Testausrüstung voraus, die allen relevanten Anforderungen von der Kalibrierung bis zur Installation und Wartung sowohl im Labor als auch im Feld gerecht wird.

Lösung von Rohde & Schwarz

R&S®EVSG1000 und R&S®EVSF1000 wurden speziell für die Inbetriebnahme und Wartung von ILS-, GBAS-, VOR- und Markierungsfunkfeuer-Bodenstationen sowie für die Analyse von Signalen der Flugsicherungskommunikation (ATC COM) entwickelt. Der R&S®EVSG1000 ist ein tragbares, batteriebetriebenes Gerät für die Bodenmessung und Installation in Messfahrzeugen. Aufgrund des mechanischen und elektrischen Designs und der hohen Empfindlichkeit eignet sich der R&S®EVSF1000 ideal für hochmoderne Flugvermessung.

Die Option R&S®EVS-K4 erweitert beide Geräte um GBAS-Testfunktionen für die zuverlässige Verifizierung und Analyse der VHF-Datenverbindung (VDL), über die GBAS-Stationen im Feld differenzielle Korrekturnachrichten aussenden. Die Frames des Burst einer GBAS-Nachricht können auf einfache Weise synchronisiert werden, indem der PPS-Ausgang eines externen GNSS-Geräts an den PPS/Trigger-Eingang des R&S®EVSG1000/R&S®EVSF1000 angeschlossen wird. Die Analysatoren erfassen die acht GBAS-Zeitschlitze und decodieren den Inhalt.

Die Geräte analysieren sämtliche wichtigen GBAS-Parameter eines jeden Zeitschlitzes (A bis H). Unterschiedliche Ansichten ermöglichen Folgendes:

• Visualisieren der Sequenz von GBAS-Nachrichten über die Zeit
• Analysieren eines kompletten GBAS-Frames (Zeitbereichsübersicht plus Messergebnisse für jeden Zeitschlitz)
• Detaillierte Zeitbereichsmessungen an einem einzelnen Burst
• Analysieren des Signals über ein Konstellationsdiagramm
• Ansehen der Dateninhalte in der Nachrichtenansicht

Die Option R&S^®EVS-K9 zeigt die decodierten Zeitschlitze eines GBAS-Signals in verschiedenen Ansichten an. Die GBAS-Hauptansicht stellt eine Übersicht der acht Zeitschlitze einer VDB-Nachricht bereit und führt die wichtigsten Parameter wie Pegel und Frequenzversatz für jeden Zeitschlitz auf. So können Bediener und Techniker die GBAS-Funktionen auf einen Blick überprüfen.

Um stabile Bedingungen für die weitere Analyse sicherzustellen, kann die Nachrichtenfolge pausiert und einzelne Frames oder Bursts können ausgewählt werden. Die Analyse lässt sich so offline durchführen, ohne dass beispielsweise eine laufende Datenaufzeichnung oder Streaming im Hintergrund unterbrochen werden. Um für eventuelle Änderungen an künftigen Spezifikationen des Nachrichtentyps gewappnet zu sein, werden sämtliche MTs durch XML-basierte Beschreibungsdateien definiert. Standard-XML-Dateien für MT1 (enthält GPS-Korrekturdaten: Satelliteninformationen und Pseudoentfernungskorrekturen), MT2, MT4 (enthält den Final Approach Segment Data Block (FASDB)) und MT11 sind im Lieferumfang enthalten. Der Anwender kann Dateien für bestehende MTs modifizieren oder bei Bedarf neue MT-Beschreibungsdateien erzeugen. Alle Messwerte und Dateninhalte lassen sich mit dem Datenrekorder des Geräts streamen, aufzeichnen, speichern und via USB-Stick exportieren.

Die Option R&S®EVSG-K5 bietet ähnliche Funktionen für SCAT-1-Signale auf Basis der RTCA-DO-217-Standards.

Fazit

Dank GBAS-Funktionalität ist der R&S®EVSG1000 die optimale Wahl für die Analyse von GBAS-Systemen. Dieselben Messungen können mit dem R&S®EVSF1000 per Flugvermessung oder mit Hilfe von Drohnen durchgeführt werden. Beide Geräte unterstützen alle Navigationshilfesysteme entsprechend den jeweiligen Standards, sodass sie zum perfekten Werkzeug für Flugsicherungsorganisationen, Luftsicherheitsassistenten und Servicetechniker werden.