imported>Fan-vom-Wiki: /* Geschichte */ Leerzeichen entfernt

2026-04-14T23:17:51Z

Geschichte: Leerzeichen entfernt

Neue Seite

[[Datei:MLS Azimuth Guidance.jpg|mini|MLS'': Azimuth-Guidance-'' Anlage]]
[[Datei:MLS Elevation Guidance.jpg|mini|MLS: ''Elevation-Guidance'' Anlage]]
Das '''Mikrowellenlandesystem''' ('''MLS'''), engl. '''''M'''icrowave '''L'''anding '''S'''ystem'', ist ein von der ''[[Internationale Zivilluftfahrtorganisation|'''I'''nternational '''C'''ivil '''A'''viation '''O'''rganization]]'' ([[ICAO]]) seit 1983 in Annex 10 Vol.I<ref name="icao1983" details="Nr. 3.11.">{{Literatur |Titel=ICAO, Aeronautical Telecommunications, Annex 10, Vol. I, Part I - Equipment and Systems; Part II Radio Frequencies, Ed.3, Am.63, 1983 |Datum=}}</ref> standardisiertes Flugnavigations-System für Präzisionsanflug und -landung von Luftfahrzeugen auf mit MLS ausgerüsteten Landebahnen (RWY, engl. Runway). Das MLS arbeitet im von der [[Internationale Fernmeldeunion|ITU]] (engl. '''''I'''nternational '''T'''elecommunication '''U'''nion'') weltweit exklusiv dem [[Flugnavigationsfunkdienst]] (engl. '''''A'''eronautical '''R'''adio '''N'''avigation '''S'''ervice'', ARNS) zugewiesenen [[Mikrowellen]]-Frequenzbereich 5000 MHz bis 5150 MHz<ref name=":2">{{Literatur |Titel=ITU Radio Regulations Articles, ed. 2024 |Online=https://www.itu.int/pub/publications.aspx?lang=en&parent=R-REG-RR-2024}}</ref><ref name=":0" />.

MLS war als Nachfolgesystem zum [[Instrumentenlandesystem]] ''(engl. '''I'''nstrument '''L'''anding '''S'''ystem, ILS)'' vorgesehen. Ein ILS besteht aus einem Landeskursender (engl. Localizer, ILS-LLZ) der im Frequenzbereich zwischen 108,100 MHz und 111,950 MHz arbeitet. Er ist frequenz-gepaart mit einem Gleitwegsender (engl. Glide Path, ILS-GP), der im aeronautischen UHF-Frequenzband 329–335 MHz arbeitet. Die Empfehlung zum Ersatzes von ILS durch MLS wurde 1995 von der [[International Civil Aviation Organization]] (ICAO) ausgesetzt, da [[Global Positioning System|GPS]]-basierte Systeme, wie das Ground Based Augmentation System ([[Ground Based Augmentation System|GBAS]])<ref name=":1" details="Nr. 3.7.3.5.">{{Literatur |Titel=ICAO, International Standards and Recommended Practices, Vol. I Radio Navigation Aids, Annex 10, ed.8, Am.93, 2023.July |Datum= |Online=https://elibrary.icao.int/reader/299828/&returnUrl%3DaHR0cHM6Ly9lbGlicmFyeS5pY2FvLmludC9wcm9kdWN0LzI5OTgyOA%3D%3D?productType=ebook}}</ref> im VHF-Frequenzband 108 MHz bis 117,950 MHz eine kostengünstigere Alternative versprachen<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Heinrich Mensen |Titel=Planung, Anlage und Betrieb von Flugplätzen |Auflage=2. |Verlag=Springer Vieweg |Datum=2013 |Seiten=794-803}}</ref>.

Gegenüber dem Instrumentenlandesystem bietet das MLS primär den Vorteil, dass Anflugkurs und Gleitwegebene frei wählbar sind. Somit sind auch segmentierte Anflugwege (''Segmented Approaches'') oder gekrümmte Anflugwege (''Curved Approaches'') möglich.

Für die EUR-Region ('''''EUR'''opean-Region'') der ICAO wurde abweichend vom ICAO Annex 10 Vol.I<ref name=":1" details="Nr. 3.11.5.2.2.1.1 c) 2)." /> mit max. FL200 das maximal nutzbare '''''F'''light '''L'''evel'' (FL) für MLS/DME auf FL100 (d. h. 10000 [[Fuß (Einheit)|ft]]) in ICAO-Dokument EUR-DOC-004<ref name=":3" /> festgelegt. Ferner wurde vom ICAO European Office für die EUR-Region das ICAO EUR-Doc-012, European Guidance Material on Continuity of Service Evaluation in Support of the Certification of ILS and MLS Systems und<ref>{{Literatur |Titel=ICAO EUR-Doc-012, European Guidance Material on Continuity of Service Evaluation in Support of the Certification of ILS and MLS Systems |Online=https://www.icao.int/EURNAT/EUR%20and%20NAT%20Documents/EUR%20Documents/EUR%20Documents/012%20-%20EUR%20ILS%20and%20MLS%20Continuity/EUR%20Doc%20012%20Second%20Edition%20November%202019.pdf}}</ref> ICAO EUR-Doc-016 mit Guidance Material zur Demonstration der Integrität für die Zertifizierung von ILS und MLS Systemen erstellt.<ref>{{Literatur |Titel=ICAO EUR-Doc-016, European Guidance Material on Integrity Demonstration in Support of Certification of ILS and MLS Systems, ed.1, 2004.September |Online=https://www.icao.int/EURNAT/EUR%20and%20NAT%20Documents/EUR%20Documents/EUR%20Documents/016%20-%20EUR%20ILS%20and%20MLS%20Integrity/016%20-%20EUR%20ILS%20and%20MLS%20Integrity.pdf}}</ref>

''Anmerkung: Der Grund für die Reduzierung auf FL100 in der EUR-Region liegt in der Frequency Congestion (dt. Mangel an Frequenzen) der verwendeten Frequenzbereiche in Europa. Aufgrund der sehr hohen Dichte von (internationalen) zivilen und militärischen Flugplätzen in Europa die ein oder mehrere MLS/DME Systeme benötigt hätten, hätten ohne die Reduzierung auf FL100 nicht für alle Flugplätze die Frequenzen zum Betrieb von MLS/DME identifiziert und koordiniert werden können.''

== Geschichte ==
Das [[Instrument Landing System|Instrument-Landing-System]] (ILS) bietet keine Möglichkeiten zur Etablierung moderner Anflugverfahren aufgrund von Beschränkung des System-Designs, diese sind z. B.:

* es steht nur ein [[Gleitwegsender|ILS-Glide-Path]] (ILS-GP) mit einem Erhebungswinkel um 3° und Reichweite bis zu 10 NM zur Verfügung, der nur innerhalb von ±8° von der vom ILS-GP Sender verlängerten Anfluggrundlinie genutzt werden kann.<ref name=":1" details="Att.C Fig.C-10." /> Eine Ausnahme bilden in Deutschland einige ILS-GP die bis zu 15 NM nutzbar sind, z. B. in Frankfurt
* Das Gelände vor der ILS-GP Antenne wird als reflektierende Fläche zur Erzeugung des Signals im Anflugbereich benötigt. Je nach Geländeprofil und -oberfläche, oder bei Schnee kann die Signalerzeugung beeinträchtigt sein.
* es stehen weltweit nur 40 ILS-Kanäle zur Verfügung, die jeweils fest mit DME/N oder TACAN frequenzgepaart sind. Auf zwei ILS-Kanäle mit DME/N oder TACAN gapaarte Kanäle folgen zwei VOR-Kanäle, ebenfalls gepaart mit DME/N oder TACAN usw. Seit Jahrzehnten sind die VHF- und UHF-Bänder stark genutzt, bereits koordinierte und im Betrieb befindliche Flugnavigationsanlagen genießen einen Schutz. So lässt sich der weiter anhaltende Bedarf an ILS, VOR, DME und TACAN, sowie frequenz-gepaarte ILS/DME, (D)VOR, (D)VOR/DME und (D)[[VORTAC]] Anlagen nicht immer befriedigen. Beispielsweise werden in Frankfurt derzeit 8 ILS/DME-Anlagen betrieben.

Bis ungefähr 1970 wurden um die 50 verschiedene Systeme zur möglichen Nachfolge des ILS untersucht. Die ICAO beschloss, dass ein weltweit nutzbares Nachfolgesystem im Mikrowellenbereich arbeiten solle. Es verblieben somit nur zwei Kandidaten, von denen im Jahr 1978 das von den USA und Australien vorgeschlagene TRSB-Verfahren ('''''T'''ime '''R'''eference '''S'''canning '''B'''eam'') akzeptiert wurde.<ref name=":3">{{Literatur |Titel=ICAO, EUR-DOC-004, General Information on MLS, EUR Regional Office of ICAO, Ed. 1, 1988}}</ref>

== Funktionsweise ==
Je eine eng gebündelter Antennenkeule schwenkt (engl. scan) in horizontaler und vertikaler Ebene über den definierten Anflugbereich. Der MLS-Empfänger im Luftfahrzeug stellt durch die übertragene Zeitinformation fest, wann er von dem bodenseitigen Sender erfasst wird.

Für eine genauere Messung der Schrägentfernung (engl. ''Slant Range Distance'') gegenüber den bereits standardisierten und genutzten DME/N und TACAN wurde das [[Distance Measuring Equipment|Distance Measuring Equipment/Precision]] (DME/P) entwickelt, damit zusammen mit der vom MLS gelieferten Information eine ausreichend genaue Bestimmung der Position eines Luftfahrzeuges im Raum möglich ist. MLS und DME/P kombiniert werden als MLS/DME bezeichnet. DME/P-Transponder beinhalten auch die Funktionalität von DME/N- und TACAN-Transpondern und antworten auf Abfragen von DME/N und TACAN-Interrogatoren auf x- und y-Pulse-Code-Kanälen. DME/N- und TACAN-Interrogatoren können jedoch nicht DME/P-Transponder auf w- oder z-Pulse-Code-Kanälen abfragen, noch auf x- und y-Pulse-Code-Kanälen den Precision Code aktivieren und daher nicht die verfügbare höhere Genauigkeit im beim DME/P-basierten ''Inital Approach'', (IA-APP) und ''Final Approach'' (FA-APP) nutzen. DME/P antworten im IA- und FA-APP nur dann im Precision Mode, wenn die Abfrage durch einen DME/P-Interrogator erfolgt. Die höhere Präzision des DME/P-Replies resultiert u. a. aus engeren Toleranzen und einer modifizierten Pulsform die einen schnelleren Pulsanstieg für die ausgesendeten Pulse nutzt.<ref name=":1" details="Nr. 3.11." />

Anhand der [[Präambel]] wie auch andere allgemeingültiger Daten, die in alle Richtungen abgestrahlt werden, ist der Startzeitpunkt bekannt. Der Empfänger errechnet aus den Zeitintervallen zwischen vor- und zurücklaufendem Strahl die Position zur [[Start- und Landebahn|Landebahn]] bzw. zum definierten Gleitweg (ähnlich Gleitweg des [[Instrumentenlandesystem]]s). Über die [[Azimut]]-Antenne werden zusätzlich Daten (Azimuth Track, minimaler Anflugwinkel, zusätzlich z. B. Beschaffenheit der Landebahn, [[Windscherung]] oder [[Wetter]]) übermittelt.

== Frequenzzuweisung und Kanäle ==
MLS werden im Frequenzband 5.000 MHz bis 5.150 MHz (siehe auch Abschnitt ''Frequenzen'') betrieben der von der [[Internationale Fernmeldeunion|ITU]] (engl. '''''I'''nternational '''T'''elecommunication '''U'''nion'') weltweit exklusiv dem [[Flugnavigationsfunkdienst|ARNS]] ('''''A'''eronautical '''R'''adio '''N'''avigation '''S'''ervice'', dt. Flugnavigationsfunkdienst) für das ICAO Standard System MLS zuwiesen wurde.<ref name=":2" />

Für die Nutzung von MLS hat die ICAO in Annex 10 Vol.I 200 Übertragungskanäle im Frequenzbereich 5.030 bis 5.091 MHz festgelegt. Alle MLS-Kanäle sind mit einem DME-Kanal frequenzgepaart für die Nutzung als MLS/DME. Davon sind 40 Kanäle zusätzlich mit ILS frequenz-gepaart für Nutzung als ILS/MLS/DME.<ref name=":1" details="Part 1, Tbl.A." />

Im Gegensatz zum ILS-System, das eine VHF-Frequenz für den ILS-LOC, eine Frequenz im UHF-Bereich für den ILS-GP und 75 MHz für Marker-Beacon nutzt, werden alle MLS-Informationen auf einer Frequenz ausgestrahlt.

Die Slant-Range-Distance (dt. Schrägentfernung) wird sowohl beim ILS- als auch beim MLS-System von einem [[Distance Measuring Equipment|DME/P]] bzw. bei geringerer Genauigkeitsanforderungen ein [[Distance Measuring Equipment|DME/N]] im UHF-Bereich ausgestrahlt.

== MLS-Signal ==
[[Datei:-MLS-Multiplexed-Data rev.1.1 2024c04.png|mini|416x416px|Prinzipielle Darstellung der MLS-Datenpakete]]
Das MLS-Signal besteht aus mehreren Datenpaketen die sequentiell (time multiplexed) und ununterbrochen ausgestrahlt werden,<ref name=":3" /> dies sind:

* '''Basic Data''', enthält die Identifikation die auch von einem Frequenzgepaarten DME/P ausgestrahlt wird, Informationen der Keulenbreite der MLS-Antenne, sowie Informationen, die benötigt werden, um die vertikalen und lateralen Winkel zu berechnen
* '''EL''' (engl. Elevation) der vertikale Beam der vertikale Informationen liefert
* '''AZ''' (engl. Azimuth) der horizontale Beam der Azimutinformationen für den Anflug liefert
* '''BAZ''' (engl. Back-Azimuth) erfordert einen zusätzlichen Sender und Antenne am entgegengesetzten Ende der Runway (RQY, dt. Landebahn)
* '''AUX''' Data (engl. Auxiliary Data), enthält digitale und alphanumerische Informationen für die operative Nutzung, RVR Wind und Geometrie der Anlage

=== Modulation und Kodierung ===
Die Modulation für Preamble- und die Auxiliary Data<ref name=":1" details="Nr. 3.11.4.8." /> des Trägers ist '''''D'''ifferential '''P'''hase '''S'''hift '''K'''eying'' (DPSK).<ref name=":1" details="Nr. 3.11.4.4.3." /> Eine "Null" wird durch 0° ±10° Phase Shift und eine "Eins" durch 180° ±10° Phase Shift mit 15 265 Baud moduliert.

Jedes Signal besteht aus der ''"Receiver Reference Time''" Code der aus 5 Bits besteht (I1 bis I5)<ref name=":1" details="Nr. 3.11.4.4.3.2." /> und 5 Bits zur ''"Functional Identification"'' (I6 bis I10) zur ''"Function identification"'' (Identifikation von 31 unterschiedlichen Funktionen), und zusätzlich 2 Bits für die Parität (I11 bis I12)<ref name=":1" details="Nr. 3.11.4.4.3.3." />, die genutzt werden für ''Approach Azimuth'', ''High Rate Approach Azimuth'', ''Approach Elevation'', ''Flare Elevation'', ''Back Azimuth,'' 360° ''Azimuth'', ''Basic Data'' 1 bis 5 und ''Auxiliary Data'' A bis C.<ref name=":1" details="Nr. 3.11.4.8." />

Zusätzlich wird die Azimut-Information durch einen ''Scanning Beam'' im Raum moduliert, wobei beim Ende des "TO"- und am Beginn des "FRO"-Scan eine Pause eingefügt.<ref name=":1" details="3.11.4.4.3.3 und Att. G 2.2.1." />

=== Signaleigenschaften ===
* Time Reference Scanning Beam (TRSB)

== MLS/DME Coverage ==
=== MLS-Coverage ===
Vorgaben für die EUR-Region (''EURopean-Region'')<ref name=":3" />:
* Azimut: 20 NM FL100 ±40° von der verlängerten ''Runway Center Line''
* optional: ''Back Azimuth'' ≥10 [[Seemeile|NM]] ±20° von der verlängerten ''Runway-Center -Line'' bis [[Flugfläche|FL]]100

''Anmerkung: Der (Back-)Azimuth muss nicht symmetrisch links und rechts der verlängerten "RWY Center Line" liegen, sondern kann bei Bedarf auch verschoben werden, z. B. 20 NM FL100 +20°/-60° oder erlaubt die Reduzierung, z.B. 20 NM FL100 +20°/-40°''

Der weltweit gültige Standard ICAO Annex 10 Volume I erlaubt FL200.<ref name=":1" details="Nr. 3.11.5.2.2.1.1 c) 2)." />

''Anmerkung: Der Grund für die Reduzierung auf FL100 in der EUR-Region liegt in der Frequency Congestion (dt. Mangel an Frequenzen) der verwendeten Frequenzbereiche in Europa. Aufgrund der sehr hohen Dichte von (internationalen) zivilen und militärischen Flugplätzen in Europa die ein oder mehrere MLS/DME Systeme benötigt hätten, hätten ohne die Reduzierung auf FL100 nicht für alle Flugplätze die Frequenzen zum Betrieb von MLS/DME identifiziert und koordiniert werden können.''
[[Datei:-MLS-DME dir-DME-P-Coverage 1.png|mini|248x248px|MLS/DME: Coverage des gerichteten Antenne des DME/P: Initial Approach: ±100 m,Final Approach: ±30 mTransition-Bereich: zwischen 7 NM und 8 NM]]

=== DME/P-Coverage ===
Vorgaben für die EUR-Region (''EURopean-Region'')<ref name=":3" />:

Das DME/P muss mindestens den operative genutzte Service-Volumen (engl. ''Designated Operation Coverage'', DOC) des MLS abdecken

* Azimut: ≥20 NM FL100 ±40° von der verlängerten RWY Center Line
* bei Nutzung des ''Back Azimuth'' zusätzlich ≥10 NM ±20° FL100 zum Azimut ≥20 NM FL100 ±40° von der verlängerten RWY Center Line
* sofern operativ gefordert, auch omnidirektionale Coverage ≥22 NM FL100
Der weltweit gültige Standard ICAO Annex 10 Volume I erlaubt FL200.<ref name=":1" details="Nr. 3.11.5.2.2.1.1 c) 2)." />

Die geforderte Genauigkeit beträgt im IA-Bereich ±100 m und im FA-Bereich ±30 m, der Übergang zwischen IA- und FA-Bereich liegt zwischen 7 NM und 8 NM<ref name=":1" details="Att. C Nr. 7.3.2." />

''Anmerkung: Der Grund für die Reduzierung auf FL100 in der EUR-Region liegt in der Frequency Congestion (dt. Mangel an Frequenzen) der verwendeten Frequenzbereiche in Europa. Aufgrund der sehr hohen Dichte von (internationalen) zivilen und militärischen Flugplätzen in Europa die ein oder mehrere MLS/DME Systeme benötigt hätten, hätten ohne die Reduzierung auf FL100 nicht für alle Flugplätze die Frequenzen zum Betrieb von MLS/DME identifiziert und koordiniert werden können.''

== Operationelle Nutzung ==
[[Datei:-MLS-DME-Segmented-Approach.png|mini|258x258px|Prinzipielle Darstellung eines MLS/DME-basierten ''Segmented-Approach'']]

=== Segmented Procedures ===
In Gebieten mit dichtem Flugverkehr, in denen das Terrain oder andere Hindernisse die Kapazität und Flexibilität der [[Anflugverfahren]] einschränken, können ''Segmented Approaches'' neue Möglichkeiten eröffnen.<ref name=":3" /> Das ''Segmented Approach-''Verfahren kann ab ca. 2 NM nach Einflug in den DOC eines MLS/DME genutzt werden und leitet ein Luftfahrzeug dann über vordefinierte [[Waypoint|Way-Points]] (WP) zum '''''F'''inal '''A'''pproach (FA)''. Der Abstand zwischen den ''Way Points'' muss groß genug sein, um die Fluglage des Luftfahrzeuges stabilisieren zu können, bevor eine erneute Kursänderung am nächsten ''Way-Point'' erfolgt.
[[Datei:-MLS-DME-Curved-Approach.png|mini|258x258px|Prinzipielle Darstellung eines MLS/DME-basierten ''Curved-Approach'']]

=== Curved Procedures ===
''Curved Procedures'' ähneln segmentierten Verfahren, weisen jedoch eine höhere Spurhalte-Genauigkeit während des Kurswechsels auf und bieten eine bessere Navigationsgenauigkeit.<ref name=":3" />
[[Datei:-MLS-DME-Climb-Out-Procedure.png|mini|174x174px|Prinzipielle Darstellung einer MLS/DME basierten ''Climb-Out Procedure'']]

=== Climb Out Procedures ===
Sofern ein MLS/DME auch einen ''Back Azimuth'' ausstrahlt, können die zuvor beschriebenen Verfahren auch für das ''Climb-Out'' nach dem Take-Off oder für [[Fehlanflug|Missed Approach]] (Fehlanflug) erstellt werden.<ref name=":3" /> Dies kann in Bereichen, in denen Hindernisse ein Problem darstellen oder wenn z. B. die Nutzung von parallelen Runways komplexe Verfahren erfordern von Vorteil sein.

Flugverkehrsrouten mit ''Segmented'' und ''Curved Procedures'' können in Bereichen ohne ausreichende Radarabdeckung oder in Bereichen mit nur wenigen Flugnavigationsfunkanlagen sinnvoll sein.

== Weblinks ==
* [https://ijsret.com/wp-content/uploads/2019/11/IJSRET_V5_issue6_559.pdf Comparative Study of ILS and MLS Systems]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Flugnavigation]]
[[Kategorie:Flugplatzinfrastruktur]]

Mikrowellenlandesystem - Versionsgeschichte

imported>Fan-vom-Wiki: /* Geschichte */ Leerzeichen entfernt