Mikrowellenlandesystem (MLS)

Das Mikrowellenlandesystem (MLS) ist eine bodengestützte, hochpräzise Navigationshilfe, die während des Anflugs und der Landung eine dreidimensionale Führung – Azimut (Horizontalwinkel), Höhe (Vertikalwinkel) und Entfernung (Distanz) – für Flugzeuge bereitstellt. Es arbeitet im 5-GHz-Mikrowellenfrequenzband (insbesondere 5031–5091 MHz) und liefert robuste, störungsresistente Signale, die viele Einschränkungen älterer Systeme wie des Instrumentenlandesystems (ILS) übertreffen.

Hauptmerkmale des MLS

• Dreidimensionale Führung: Gleichzeitige Informationen zu Azimut, Höhe und Entfernung.
• Große Winkelabdeckung: Bis zu ±60° im Azimut und +20° in der Höhe, was komplexe, gekrümmte oder segmentierte Anflüge ermöglicht.
• Flexibilität: Unterstützt unterschiedliche Anflugprofile, darunter nichtlineare Flugwege, steilere Gleitwege sowie Einsätze von Hubschraubern und STOL-Flugzeugen.
• Reduzierte Störungen: Mikrowellentechnologie und Abtaststrahl-Design machen das MLS äußerst unempfindlich gegenüber Mehrwegefehlern, Gelände und städtischen Hindernissen.
• Zusatzdatenübertragung: Überträgt Echtzeitdaten zu Landebahn, Wetter und Systemstatus zusammen mit den Navigationssignalen.

Systemkomponenten

Approach Azimuth Station

Diese Station befindet sich hinter dem Landebahnende und sendet einen horizontal abtastenden Strahl aus, der eine präzise seitliche (links-rechts) Führung zur Landebahnmittellinie bietet. Ihr Sektor umfasst typischerweise ±40° bis ±60° und ermöglicht sowohl gerade als auch gekrümmte Anflugwege.

Approach Elevation Station

Seitlich zur Landebahn gelegen, strahlt die Höhenstation einen vertikal abtastenden Strahl aus, der den idealen Gleitpfad definiert. Die Abdeckung reicht meist von +0,9° bis +15° oder mehr über der Horizontalen, wodurch sowohl Standard- als auch Steilanflüge unterstützt werden.

DME/P (präzise Distanzmessausrüstung)

DME/P liefert hochpräzise Schrägentfernungsinformationen (±30 Meter) und ist gemeinsam mit den Azimut- und Höhenstationen installiert. Es ist entscheidend für die Berechnung von Sinkraten, die Anflugreihenfolge und automatische Landungen.

Optionale Back Azimuth und Flare Elevation Stations

Back Azimuth bietet seitliche Führung für abgehende Flugwege bei Fehlanflügen oder Abflügen. Flare Elevation unterstützt automatisierte Flare-Manöver während des Ausrollens nach der Landung.

Abtaststrahltechnologie

MLS verwendet die Time-Reference Scanning Beam (TRSB)-Technologie. Elektronisch gesteuerte Strahlen durchstreifen die Winkelsektoren, und Flugzeugempfänger bestimmen ihre Position durch das Messen des Zeitintervalls zwischen „Hin“- und „Rück“-Abtastungen.

Funktionsweise des MLS

1. Abtaststrahlen von Bodenantennen durchstreifen Azimut- und Höhensektoren.
2. Flugzeugempfänger erfassen diese Abtastungen und berechnen die Position in Echtzeit.
3. DME/P misst die Schrägentfernung zwischen Flugzeug und Bodenstation.
4. Zusatzdaten werden zusammen mit den Navigationssignalen übertragen und liefern Informationen zu Landebahn, Wetter und Betrieb.
5. Kontinuierliche Überwachung und Integritätsprüfungen stellen sicher, dass fehlerhafte Führung erkannt und aus dem Betrieb genommen wird.

Vorteile gegenüber ILS

• Breitere und flexiblere Abdeckung: Unterstützt nichtlineare, versetzte und segmentierte Anflüge; ideal für Flughäfen mit Gelände, Hindernissen oder komplexem Luftraum.
• Größere Unempfindlichkeit gegenüber Störungen: Minimale Mehrwege- und geländeinduzierte Fehler dank schmaler, abtastender Mikrowellenstrahlen.
• Erweiterte Datenübertragung: Echtzeit-Updates zu Betriebsstatus und Landebahn, über die einfache Identifikation des ILS hinausgehend.
• Erhöhte Sicherheit und Effizienz: Ermöglicht verringerte Abstände für parallele Landebahnen, effizientere Reihenfolgen und bessere Unterstützung für verschiedene Flugzeugtypen.

Internationale Standards und Leistung

MLS ist von der ICAO (Anhang 10, Band I) standardisiert und national geregelt (z. B. FAA 14 CFR Part 171 Subpart J). Wichtige Leistungsanforderungen umfassen:

• Azimutgenauigkeit: Bahnverfolgungsfehler von nur 0,001°, seitliche Abweichungen an der Schwelle innerhalb von ±3,5 Metern für CAT-III-Anflüge.
• Höhengenauigkeit: Über den Gleitpfadsektor hinweg erhalten; unterstützt steile und variable Sinkprofile.
• DME/P-Genauigkeit: Reichweitenfehler innerhalb von ±30 Metern, essenziell für automatische Landungen und enge Anflugtoleranzen.
• Integritätsüberwachung: Automatische Abschaltung oder Warnungen bei Signalabweichungen.

MLS in der modernen Luftfahrt

Obwohl MLS erhebliche technische Vorteile und Flexibilität bietet, wurde seine weltweite Einführung vom schnellen Aufstieg satellitengestützter Navigationssysteme wie GPS und GBAS überholt. Diese bieten ähnliche oder größere Genauigkeit bei geringerem Bodenaufwand. Einige Flughäfen, insbesondere solche mit schwierigem Gelände oder betrieblichen Einschränkungen, nutzen MLS weiterhin für spezielle Verfahren oder als Backup für satellitengestützte Navigation.

Glossar MLS-Begriffe

Azimut

Der horizontale Winkel bzw. die Richtung eines Flugzeugs in Bezug auf die Landebahnmittellinie. MLS-Azimutführung verwendet einen abtastenden Strahl für präzise seitliche Positionierung und unterstützt breite, gekrümmte oder versetzte Anflüge.

Höhe

Der vertikale Anflugwinkel zur Landebahn, der den Gleitpfad definiert. MLS-Höhenstationen bieten große vertikale Abdeckung und ermöglichen sowohl Standard- als auch Steilanflüge mit hoher Genauigkeit für Präzisionslandungen.

DME/P (Präzisions-DME)

Ein hochpräzises Entfernungsmesssystem, das in MLS integriert ist und Schrägentfernungsdaten liefert, die für Sinkflugberechnungen und automatische Landungen unerlässlich sind.

Abtaststrahl

MLS verwendet elektronisch gesteuerte, schmale Strahlen, die Azimut- und Höhensektoren abtasten. Flugzeuge bestimmen ihre genaue Winkelposition durch die Zeitmessung dieser Abtastungen, was eine robuste, störungsresistente Navigation ermöglicht.

Zusatzdaten

MLS sendet Betriebsdaten wie Landebahnbedingungen, Wetter und Systemstatus zusammen mit den Navigationssignalen und verbessert damit das Situationsbewusstsein der Piloten und unterstützt Entscheidungen in Echtzeit.

Landebahnmittellinie

Die Bezugslinie entlang der Längsachse der Landebahn. Die MLS-Azimutführung ist auf diese Linie zentriert und gewährleistet eine präzise Ausrichtung zur Landung.

Approach Azimuth

MLS-Funktion, die seitliche (horizontale) Führung zur Ausrichtung des Flugzeugs auf den vorgesehenen Anflugpfad bietet, üblicherweise zentriert auf die Landebahn.

Approach Elevation

MLS-Funktion, die vertikale (Gleitpfad-)Führung bereitstellt und sicherstellt, dass das Flugzeug den korrekten Sinkwinkel zur Landebahn einhält.

Back Azimuth

Eine optionale MLS-Funktion, die seitliche Führung für abgehende oder Fehlanflugverfahren bietet und die Sicherheit bei Durchstartmanövern und Abflügen verbessert.

MLS-Anwendungsfälle

• Flughäfen mit schwierigem Gelände oder städtischer Umgebung.
• Hubschrauber- und STOL- (Short Takeoff and Landing) Einsätze.
• Parallele Landebahnbetriebe mit engem Abstand.
• Verfahren, die gekrümmte, segmentierte oder versetzte Anflüge erfordern.
• Backup oder Ergänzung zu satellitengestützten Navigationssystemen.

Fazit

Das Mikrowellenlandesystem (MLS) stellt eine bedeutende Weiterentwicklung der Präzisionsanflugtechnik dar und bietet im Vergleich zu älteren Systemen verbesserte Flexibilität, Genauigkeit und operative Daten. Obwohl der Einsatz durch die Satellitennavigation teilweise verdrängt wurde, bleibt das MLS eine wichtige Lösung für spezialisierte Flughäfen und Operationen, die robuste, störungsfreie, bodengestützte Führung verlangen.

Für Flughäfen und Betreiber, die fortschrittliche Anflugmöglichkeiten suchen, bietet das MLS eine bewährte, international standardisierte Option für sichere und effiziente Landungen – selbst unter den komplexesten Bedingungen.