Frank Potthast
 

ADS-B / FLARM - ein Vergleich -

Die Sicherheit aller am Luftverkehr Teilnehmenden ist ein wichtiger Bestandteil zur effektiven, ökonomischen, flexiblen und sicheren Durchführung des gesamten Flugbetriebs. Dem Sehen und Gesehen werden, besser gesagt, Erkannt werden, kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Ein primäres Mittel zur Darstellung von Luftraumteilnehmern ist das Radar. Leider hat Radar, auf Grund physikalischer Einschränkungen partiell „blinde Flecken“, die durch die Abschattung der Radarstrahlung entstehen. Diese Abschattung der Strahlung entsteht grundsätzlich durch natürliche Hindernisse wie Erderhebungen und Bewuchs. Seit Anfang der 90er-Jahre hat die Radarbilddarstellung mit einer modernen Problematik „zu kämpfen“. Durch immer höhere Bauwerke steigt die Abschattung der Radarstrahlung. Die DFS spricht deshalb bereits seit Jahren davon, dass generell deutschlandweit eine Radarabdeckung unterhalb 100 m nicht erforderlich erscheint. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) setzt sogar 200 m für seine Wetterradarabdeckung an. So kann das Radarsystem der DFS Flugobjekte unterhalb 100 m nur dann aufnehmen, wenn sie Signale senden, die vom Sekundärradar erfasst und verarbeitet werden können. Das Sekundärradarprinzip ist dabei ein elektronisches Ortungsverfahren mit Laufzeitmessung, das im Gegensatz zur herkömmlichen Radartechnik nicht mit der am Ziel reflektierten Energie, also dem „Echo“ eines Flugobjektes arbeitet, sondern bei dem sich an Bord des Flugobjektes ein aktives Antwortgerät (Transponder) befindet. Beim Sekundärradar antworten die Flugobjekte aktiv auf ein empfangenes Signal mit dem Aussenden einer Antwort auf der gleichen oder einer anderen Frequenz. Bei dem in der Zivilluftfahrt verwendeten System wird die Abfrage auf der Frequenz 1030 MHz und die Antwort auf der Frequenz 1090 MHz übertragen. Der wohl gravierendste Unterschied beider Systeme ist die benötigte Sendeenergie, um auch verwertbare Rückmeldungen zu erhalten. Diese benötigte Energie liegt im Primärradarbereich deutlich über dem des Sekundärradarbereiches, was auch konkreten Einfluss auf die Reichweite hat.

Betrachtet man nunmehr die Größe einer Drohne, so wird durch eine Kombination von optischer und elektronischer Sichtbarmachung der Drohne die Flugsicherheit deutlich verbessert. Aber auf was sollte man beim Kauf achten, damit man auch das passende System zum Sehen und Gesehen werden anwendet.

Neben vielen anderen elektronischen Systemen gibt es aktuell zwei erprobte und auf dem Markt eingeführte Systeme zur Steigerung der Flugsicherheit im unbemannten Flugverkehr.

●       ADS-B (Automatic Dependent Surveillance - Broadcast)

●       FLARM (Flight Alarm)

Beide Systeme funktionieren und arbeiten im gesamten Luftraum. Unterschiedlich sind nur die Systemvoraussetzungen, das Ergebnis und die Darstellung. Beiden Systemen gleich ist, dass sie die Erkennbar-/Sichtbarkeit kleinerer Flugobjekte, die kaum oder nur sehr wenig Reflektionsfläche aufweisen und in Höhenbändern fliegen in denen das Primärradar Schwierigkeiten hat, durch Einsatz von Sekundärradarmitteln fördern.

Das bei einigen Herstellern unbemannter Luftfahrtgeräte verbaute ADS-B, ist ein System zur Anzeige der Flugbewegungen im Luftraum. Es ist richtig, dass ADS-B bei Drohnen meistens als IN-Variante benutzt wird, um aktuelle  Flugbewegungen angezeigt zu bekommen. Der Flugsicherungskontrolldienst empfängt dabei die Daten aller sendenden Luftverkehrsteilnehmer und bereitet sie diese grafisch auf. Danach werden diese aufbereiteten Daten über ADS-B IN (input) an alle Sendenden, damit auch an die Drohnen übermittelt. Damit verfügen dann auch die Fernpiloten über dieselben Daten wie die berechtigten Nutzer auf dem sogenannten Cockpit Display of Traffic Information (CDTI). Als ADS-B OUT für output werden dabei die Position und andere Flugdaten, wie Flugnummer, Drohnen-/Flugzeugtyp, Zeitstempel, Geschwindigkeit, Flughöhe und geplante Flugrichtung kontinuierlich, mindestens einmal pro Sekunde, ungerichtet auf 1090 MHz gesendet. Daher bezeichnet man das Verfahren als ADS-B (broadcast). Darüber hinaus schreibt die Richtlinie 1207/2011 der Europäischen Gemeinschaft vom 22. November 2011 nur vor, dass Flugzeuge mit einem Abfluggewicht von mehr als 5,7 Tonnen oder einer Geschwindigkeit von mehr als 250 Nautische Meilen pro Stunde bis zum 2. Januar 2020 mit ADS-B Sendern auf Basis der Mode S Transponder Technologie ausgerüstet werden müssen. Versuche, eine Aufrüstungsverpflichtung für kleinere oder langsameren Flugzeuge und Drohnen durchzusetzen scheiterten im Jahre 2017. Zu groß waren die Bedenken, dass allzu viele Mode S Transponder die Frequenz 1090 verstopfen könnten. Somit ist die ADS-B OUT-Variante meiner Meinung nach nicht zulässig bei Drohnen, lediglich die ADS-B IN-Variante kann verbaut werden. Ein weiteres, aus meiner Sicht zählendes Ausschlusskriterium ist, dass beim ADS-B OUT die Registrierung und Programmierung der Kennung erforderlich ist, deren Beantragung, sofern es nicht der Hersteller der Drohne übernimmt. Das ADS-B erscheint meiner Meinung nach daher nur sehr bedingt für den Einsatz bei Drohnen geeignet. 

Das System FLARM dagegen ist ein Kollisionswarngerät (engl. Portable Collision Avoidance System), das in der Schweiz ursprünglich für den Segelflug entwickelt und eingesetzt wurde. Das System hat in etwa die Größe einer Zigarettenschachtel und umfasst im Wesentlichen einen GPS-Empfänger und ein digitales Funkmodul, bestehend aus einem Sender, der die aktuelle Position des Geräts im Nahbereich (bis 5 Kilometer) anderen aktiven FLARMs und einem zugehörigen Empfänger übermittelt. Dabei erfolgt die Datenübertragung auf einer konfigurierbaren Frequenz (in Europa 868,2 und 868,4 MHz). FLARM verfügt darüber hinaus über eine serielle Schnittstelle, über die GPS-Daten und (Warn-)Informationen zu identifizierten Flugzeugen im NMEA-0183-Standard ausgegeben werden. Die Hersteller Artronic, Butterfly Avionics, Ediatec und LX Navigation bieten externe Displays an, die anstatt der LED-Anzeige am Hauptgerät verwendet werden können. Außerdem gibt es Geräte, die die Warnungen per Sprache ausgeben. Desweiteren können die vom FLARM-Gerät bereitgestellten Daten neben den reinen Kollisionswarnungen auch weitere Warnungen und Drohnenflug-relevante taktische Informationen beinhalten. Das Gerät warnt nicht nur vor anderen mit FLARM ausgestatten Luftraumnutzenden, sondern auch vor festen Hindernissen wie Sendemasten und Seilbahnen sowie anderen offiziell bekannten und in einer im System integrierten Datenbank vorhandenen Luftfahrthindernissen. Aus den vorgenannten Gründen macht es aus meiner persönlichen Betrachtung deshalb Sinn FLARM IN/OUT als Sicherheitssystem bei Drohnen zu integrieren, da die durch Drohnen gefährdeten Luftverkehrsteilnehmer sich überwiegend im Bereich unterhalb der MVA befinden und zu dem zum größten Teil mit FLARM ausgestattet sind.

Bei BOS mit Einsatzbereichen im unkontrollierten Luftraum der Klasse G, als auch kontrollierten Luftraum der Klasse D sowie Gebieten mit Transponder- oder Funkpflicht bietet sich eine ADS-B/FLARM-Kombination an, wie dieses z.B. derzeit von der Firma DRONIQ angeboten wird, da mit dem Wechsel der Lufträume nicht nur die Paragraphen der LuftVO wechseln, sondern auch die Flugsicherungssysteme. Somit bietet eine Systemkombination den aktuell technisch machbaren maximalen Schutz. Diesen Schutz benötigen aber nicht primär die Drohnen, sondern die mit FLARM ausgestatteten Luftfahrzeuge, die sich im "Arbeitsbereich" der Drohnen bewegen oder mit diesen interagieren sollen. Also RTH/ITH, Polizeihubschrauber und Löschflugzeuge, die bei einem AIRPROX oder einer Kollision schwer beschädigt werden könnten und somit ein Risiko für deren Besatzung und Betroffene am Boden darstellen. Durch den Einsatz der o.g. Systeme ist meiner Meinung nach eine gemeinsame Interaktion im Einsatz um ein vielfaches Sicherer. 

Besonders im Hinblick auf die zukünftige Nutzung des Unmanned-Traffic-Management (UTM)

 

 

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