Lehrinhalte
1. Zusammenfassung. Die Vorlesung gibt einen umfassenden Überblick über das gesamte Gebiet der Navigation, wie sie dem heutigem Stand der Technik mit Schwerpunkt Luftfahrtanwendung entspricht. Die vielfältige Einbindung der Navigationssensoren in die Flugregelungssysteme wird angerissen. Mit dieser Vorlesung werden an einem interessanten, praxisnahen Beispiel viele Facetten von komplexen Regelsystemen adressiert. Ziel der Vorlesung ist es, neben dem reinen Fachwissen der Navigation ein umfassendes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Sensorik und Regelung zu vermitteln. 2. Inhaltsbeschreibung2.1. Einführung In der Einführung wird zunächst eine Definition der Navigation und ein kurzer historischer Rückblick gegeben. Am Beipiel von Fahrzeugen wird der Einfluß der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen (Zahl der Freiheitsgrade, etc.) auf die Navigation dargestellt. Schließlich werden die verschiedenen Navigationsarten kurz beschrieben und gegenübergestellt.2.2. Grundlagen Im Grundlagenteil wird zunächst auf elementare Komponenten, Verfahren und Festlegungen der Navigation eingegangen. Hierzu gehören Beschreibungen des Magnet- und Kreiselkompaß, der elementaren Kursberechnung sowie der gängigen Erdmodelle und Koordinatensysteme. Dieser Aufbau ist bewußt an die historische Entwicklung der Navigation angelehnt. Darüberhinaus werden die theoretischen Grundlagen zur Bewertung der Systemeigenschaften und wichtigsten Entwurfskriterien vermittelt. Dieses Kapitel umfaßt Themen wie Fehlerberechnung, Zuverlässigkeit, Integrität und Redundanz. Abschließend wird auf die Implementierung im Rechner mit den Themen Quantisierung, numerische Genauigkeit und Software Verifikation eingegangen.2.3. Radionavigation In diesem Teil werden die wichtigsten Radionavigationssysteme erläutert. Ergänzend werden die gängigen Verfahren zur Positionsberechung mittels Radionavigation dargestellt. Ein besonderer Schwerpunkt dieses Kapitels liegt in der Anwendung der sphärischen Trigonometrie zur allgemeingültigen Positionsberechnung.2.4. Koppelnavigation Aufbauend auf den grundlegenden Methoden der Positions- und Kursberechnung wird das Prinzip der Koppelnavigation beschrieben. Hierbei wird auf die Themen Kurs- und Lagereferenz, bordautonome Geschwindigkeitsmessung, Luftdatensysteme und Dopplerradar eingegangen.2.5. Satellitennavigation Der aktuelle Stand sowie die absehbaren zukünftigen Entwicklungen der Satellitennavigation werden beschrieben. Neben dem Funktionsprinzip werden besonders die Verfahren zur Integritätsprüfung und zur Fehlererkennung hervorgehoben. Hierbei ergibt sich eine anwendungsnahe Diskussion der Vor- und Nachteile einzelner, zur Zeit in Entwicklung befindlicher (Augmentation-) Systeme wie DGPS, WAAS, LAAS und EGNOS.2.6 Inertialnavigation Das Funktionsprinzip der Inertialnavigation einschließlich der Inertialsensoren wird vorgestellt. Zur Veranschaulichung und Vertiefung werden klassische Navigationsplattformen und Strapdown Verfahren gegenübergestellt. Die Themen Anfangsausrichtung, Fehlerabschätzung und Barometerstützung runden das Kapitel mit einem starken Anwendungsbezug ab.2.7. Integrierte Navigation In diesem Kapitel wird das Prinzip von Filter und Beobachter beschrieben. Die theoretischen Grundlagen für Kalman-Filterung und Kovarianzberechnung werden vermittelt. Abschließend werden Fehlerdetektion und Isolation sowie datenbankbasierte Verfahren dargestellt.2.8. Navigation in der Flugführung In diesem Kapitel wird das Zusammenspiel der unterschiedlichen Navigationsarten und -verfahren mit den Flugregelungssystemen diskutiert. An ausgesuchten Beispielen wird der Einfluß der Navigation auf die Flugphasen, Anzeigesysteme und Streckenplanung beschrieben. Besondere Aufmerksamkeit wird der vielfältigen Nutzung von Datenbanken in der Navigation und der Flugführung gewidmet, woraus sich neue Problemstellungen bei der F

Literatur
Skript

Erwartete Teilnehmerzahl
80

Bemerkung Webportal
Bitte beachten Sie den Aushang und/oder die Homepage des Fachgebiets. Die Veranstaltung soll an bestimmten Terminen mittwochs von 16:00 bis 17:30 Uhr im Raum L101/562K stattfinden.

Online-Angebote
moodle

Semester: SoSe 2019
Semester: SoSe 2019