Funknavigation

Unter dem Begriff Funknavigation werden Verfahren zur (terrestrischen) Navigation zusammengefasst, die Radiowellen zur Positionsbestimmung nutzen. Davon abzugrenzen sind Satellitennavigationsverfahren, die aber ebenfalls Funkwellen verwenden. Die Funknavigation basiert im Allgemeinen auf Sendestationen, die Signale aussenden, mit deren Hilfe ein Empfänger seine Position bestimmen kann.

Funknavigationsarten

Man kann zwischen Peilverfahren und Hyperbelverfahren unterscheiden.

Beim Peilverfahren wird die Herkunftsrichtung eines Signals bestimmt.
Dabei wird entweder das Signal vom Sender gerichtet abgestrahlt oder der Empfänger kann mittels einer geeigneten Antenne die Herkunftsrichtung bestimmen. Ein Radiokompass peilt den Sender an, dessen Frequenz eingestellt ist. Das Instrument im Fahrzeug zeigt den Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Richtung, in der der angepeilte Sender liegt, an. Ermittelt man die Richtungen zweier Sendestationen, so kann man daraus seine Position herleiten (Kreuzpeilung).

Bei dem Hyperbelverfahren senden mindestens drei Sendestationen zeitgleich jeweils ein Signal aus.
Die Signale treffen beim Empfänger zeitlich versetzt ein. Aus den Unterschieden in den Signallaufzeiten kann der Empfänger seine Position relativ zu den Sendestationen ermitteln. Da die Positionen der Sendestationen bekannt sind, lässt sich daraus die geographische Position ableiten. Hyperbelverfahren basieren also nicht auf der Richtungs- sondern auf einer Entfernungsbestimmung. Da sich aus den Signalen von nur zwei Sendestationen mehrere Möglichkeiten für die errechnete Position ergeben, die auf einer Hyperbel liegen (daher die Bezeichnung Hyperbelverfahren), benötigt man mindestens drei Stationen. Hyperbelverfahren werden aktuell u.a. in den Navigationssystemen LORAN-C, ALPHA, GLONASS und GPS eingesetzt.

Bei der Funknavigation bzw. der Funklokalisierung kann man das Funksignal durch die Messung und anschließende Auswertung unterschiedlicher Komponenten nutzen:

Feldstärke (z. B. der Feldstärke mehrerer WLAN-Accesspoints)
Richtung (engl. direction of arrival, DOA)
Laufzeit
Laufzeitdifferenz (engl. time (difference) of arrival, T(D)OA)

Funknavigationssysteme haben heute vor allem in der Luftfahrt und der Schifffahrt wesentliche Bedeutung. Aber auch Anwendungen in der Logistik, im Sportbereich (Lokalisierung von Fußball und Spielern), als Messeführer oder im Sicherheitsbereich sind denkbar.

Funknavigationskarten

Im Gegensatz zu normalen Navigationskarten, die rechtweisend ausgerichtet sind, geben Funknavigationskarten die dort beschriebenen Flugstrecken als missweisende Kurse über Grund (engl. magnetic track) an, da ja alle Kurse und Peilungen in der Funknavigation missweisend angegeben werden. Dieses liegt daran, dass sämtliche Instrumente im Cockpit missweisende Kurse ausgeben.

Langstreckennavigationssysteme

Langstreckennavigationssysteme werden in der Regel in der Schifffahrt eingesetzt.

LORAN-C
Alpha
OMEGA (außer Betrieb)
Consol (außer Betrieb)
Decca (zumindest in Europa außer Betrieb)
CHAYKA (Sowjetisches Äquivalent zu LORAN-C)

Kurzstreckennavigationssysteme

Kurzstreckennavigationssysteme kommen in der Luftfahrt zum Einsatz und werden dort als Navigationshilfe zum Beispiel zum Landeanflug eingesetzt. Man unterscheidet:

Non Directional Beacon (NDB) / Radiokompass (ADF)
VOR und DVOR
Distance Measuring Equipment (DME)
TACAN
Instrumentenlandesystem (ILS)
MLS
RSBN

Satellitennavigationssysteme

Die Satellitennavigationssysteme werden üblicherweise von den (terrestrischen) Funknavigationssystemen abgegrenzt. Da jedoch bei der Satellitennavigation ebenfalls Radiowellen zur Datenübertragung und Positionsbestimmung genutzt werden, kann man sie zu den Funknavigationssystemen zählen.

Weblinks

Einige geschichtliche und technische Gesichtspunkte der Radionavigation in Deutschland im Zeitraum 1907 bis 1945 (englisch; pdf-Datei; 1,03 MB)
Kostenlose Testversion des Navigations-Simulators zum Buch von Wilhelm Thaller, siehe Literatur (englisch/deutsch; Setup Datei; 15MB)
Kostenlose Testversion - Navigations-Simulators VOR, HSI, LOC, RMI, ADF, DME & Wind Effekt (Setup Datei; ca.5 MB)

Literatur

Jeppesen Sanderson - Private Pilot Study Guide, 2000, ISBN 0-88487-265-3
Jeppesen Sanderson - Privat Pilot Manual, 2001, ISBN 0-88487-238-6
Jürgen Mies - Funknavigation, 1999, ISBN 3-613-01648-6
Peter Dogan - The Instrument Flight Training Manual, 1999, ISBN 0-916413-26-8
Walter Air - CVFR Lehrbuch Mariensiel, 2001
Wolfgang Kühr - Der Privatflugzeugführer, Technik II, Band 3, 1981, ISBN 3-921270-09-X
Wilhelm Thaller - Never Get Lost - Interpretation der Funknavigation, 2000, ISBN 3-00-007179-2