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CLear Air Situation for uaS: Maturing ground based technologies for a real-time Unmanned Aerial System Traffic Management System (UTMS) to monitor and separate Unmanned Aerial System (UAS) traffic

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Sicherung unseres weltweiten Luftraums durch verbesserte Integration von Drohnen

Drohnen bieten vielfältige Möglichkeiten, bringen aber auch Probleme mit sich. Das Projekt CLASS hat an einem Überwachungs- und Ortungssystem gearbeitet, um einen effektiveren und sichereren Einsatz von Drohnen zu gewährleisten.

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© Volodymyr Goinyk, Shutterstock

Mit der Anzahl potenzieller Drohnenanwendungen steigt auch deren Verbreitung im weltweiten Luftraum. Die Zunahme der Nutzung von Drohnen kann zu erheblichen Schwierigkeiten führen – wie die Drohnensichtungen, die im Dezember 2018 den Flughafen Gatwick in London lahmlegten. Drohnen sind nur schwer zu erkennen und werden deshalb häufig von herkömmlichen Radarsystemen übersehen, wodurch das Risiko einer Kollision mit anderen Drohnen oder Flugkörpern selbst bei nicht-konfrontativen Drohnenflügen steigt. Es gibt zwar Vorschriften, um die Situation in den Griff zu bekommen, jedoch sind diese restriktiv. Auch wenn die Behörden daran arbeiten, diese Einschränkungen zu verringern, so müssen sie dies auf eine Weise tun, welche ein hohes Maß an Sicherheit im Luftraum gewährleistet. Im Rahmen des Projekts CLASS wurden Tools und Systeme für eine sichere Integration von Drohnen in den Luftverkehr analysiert. Dabei wurde ein Prototyp eines Luftverkehrsleitsystems entwickelt, das speziell für die Erkennung und Integration der sich weiterentwickelnden Drohnentechnologie konzipiert wurde.

Erkennung der Drohnen

Eine der größten Herausforderungen im Zusammenhang mit Drohnen ist die Sichtbarkeit. „Da sich die Piloten physisch nicht auf den Drohnen befinden, können sie andere Drohnen nicht sehen. Selbst Piloten in bemannten Flugzeugen können Drohnen normalerweise nicht sehen, da sie zu klein sind“, erklärt Alexandre Piot von Airbus, Projektkoordinator von CLASS. „CLASS untersuchte Tools zur Erstellung eines umfassenden Bildes des Luftraums, damit alle Luftraumnutzer und Behörden sehen können, wo Drohnen fliegen, und die Sicherheit im Himmel gewährleistet ist.“ Das Projekt hat einen Prototyp eines Luftverkehrsleitsystems für unbemannte Luftfahrtsysteme entwickelt. Mit den durch dieses System angebotenen Diensten wird ein offener, fairer und sicherer Zugang zum gemeinsamen Luftraum geschaffen, sodass Drohnen diesen gefahrlos mit anderen Flugkörpern teilen können. CLASS konzentrierte sich auf die Ortung von Drohnen und kombinierte mehrere aus Ortungsdaten und innovativen Radarsystemen entnommene Datenströme. „Sobald der Flugkörper geortet werden kann, ist es auch möglich, den Luftverkehr zu regeln, die Einhaltung der Vorschriften für den Luftraum zu überwachen und Warnungen zu senden, wenn potenzielle Kollisionen festgestellt werden“, so Piot. Die Systemfunktionen umfassen die Ortung und Anzeige von Drohnen in Echtzeit. Zu den fortgeschritteneren Funktionen gehören das „Geofencing“, mit dem Drohnenpiloten benachrichtigt werden, wenn sie in einen nicht autorisierten Luftraum eindringen; das „Geocaging“, für den Fall, dass die Drohne ihren vorgegebenen Bereich verlässt; und die Erkennung und Lösung von auftretenden Problemen.

Umsetzung in die Praxis

Zur Erprobung des Systems ließ das Team auf dem Flugplatz Deenethorpe im Vereinigten Königreich Drohnen fliegen und sammelte Daten vom Tracker und Radar. Anschließend überprüfte das Team die Datensätze, um sicherzustellen, dass das System auch dasselbe Objekt identifizierte. Während das Echtzeit-Ortungssystem erst getestet wurde, sind andere weiter fortgeschrittene Demonstrationen aktuell auf der ganzen Welt in vollem Gange. Derzeit hat das Radarsystem noch ein begrenztes Sichtfeld, so dass nur kleine Drohnen innerhalb von fünf Kilometern erfasst werden können. Dies ist zwar nicht ausreichend, um ein ganzes Land abzudecken, aber genug, um sensible Gebiete wie Flughäfen zu schützen“, sagt Piot. Im Laufe des Projekts hatte das Team nicht zuletzt aufgrund des typischen britischen Wetters einige Hindernisse zu überwinden. „Das Wetter in England kann Mitte Oktober sehr windig und regnerisch sein, was für Drohnen eine Herausforderung darstellt“, erklärt Piot. Laut Piot war das gesamte Team bestrebt, das Beste aus der Erfahrung herauszuholen, selbst wenn dies bedeutet, komplizierte Konzepte wie U-space – ein europäisches Konzept für einen gemeinsamen Luftraum – auszuwerten, um Drohnen in Europa sicher in die Realität zu integrieren. CLASS wurde innerhalb des gemeinsamen Unternehmens SESAR finanziert, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems.

Schlüsselbegriffe

CLASS, Drohnen, Luftraum, Ortung, Sicherheit, Konflikt, Erkennung, Lösung

Projektinformationen

ID Finanzhilfevereinbarung: 763719

Status

Abgeschlossenes Projekt

  • Startdatum

    1 Juni 2017

  • Enddatum

    31 Mai 2019

Finanziert unter:

H2020-EU.3.4.7.

  • Gesamtbudget:

    € 909 972,50

  • EU-Beitrag

    € 909 972,50

Koordiniert durch:

AIRBUS DEFENCE AND SPACE SAS