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Wieso nicht über die Polkappen fliegen?


Christoph Mangold

Empfohlene Beiträge

Hallo Leute,

 

ich habe eure Diskussion nur eben kurz überflogen und wollte auch noch einen Gedanken einbringen.

 

GPS hin oder her, ein wichtiges System in unseren modernen Fliegern ist das IRS (Inertial Reference Unit). Dieses System benötigt um zu funktionieren einen "gut" messbaren Anteil der Erddrehung, und zwar der Ostkomponente VE. Dieser wird in erster Linie beim Alignment benötig.

Ich bin mit dem System leider auch nicht so gut bewandert, aber ich könnte mir vorstellen dass dies auch noch ein Aspekt sein könnte warum Flüge nicht über die Polregionen gehen?!

 

Weiß jemand mehr darüber?

 

Grüße

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Für den Fall dass man irgendwo (auch bei einer normalen Nordatlatik Überquerung) irgendwo im Norden divertet, ist man gut damit bestückt die INS auf jeden Fall laufen zu lassen. Wenn sie aus ist muss neu aligned werden, und die Messbare Erddrehung wird ab 80° N/S zu klein.

 

Von der Navigation her ist das ganze unproblematisch wie sich inzwischen gezeigt hat. Im Verkehrsflieger wird zwar so auch MN angezeigt, aber über das INS TN ermittelt und über eine Datenbank einfach MN künstlich erzeugt, also ist auch der zu klein werdende horizontale Anteil des Magnetfeldes an den Polen egal.

 

GPS und INS spielen heute ja schon gut zusammen und man kann nicht sagen, dass das eine das andere ersetzt. GPS auf lange dauer sehr genau (ohne Bodenunterstützung), dafür kurzfristig zu ungenau. INS driftet auf lange dauer weg, auf kurze Dauer aber sehr viel genauer. Über Kalman Filterung lässt sich das gescheit zusammenbringen....

 

Nur mal so als info ;)

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wo finde ich diesen etops - link ?????

 

mfg.

martin

 

Kennst du GOOGLE oder WIKIPEDIA :005:

 

Gib dort einfach mal ETOPS ein.

 

PS: Ganz heisser Tip! Such doch mal hier im Forum über die eingebaute Forumssuche:009:

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Gute Beiträge.

 

Ergänzen möchte ich, dass heutige Systeme nicht mehr INS genannt werden, sondern IRS. INS waren mechanische Plattformen (also Kreisel), IRS sind Laserkreisel. Das sind so hübsche gläserne Dreickecke, bei denen zwei Laserstrahle mittels 3 Spiegeln ringsherum gelenkt werden. Beim Zusammentreffen nach einer Umdrehung erfahren sie bei einer Lageverschiebung einen Dopplereffekt, den man messen kann.

 

Natürlich benötigt man weiterhin die IRS als primäre Positionsbestimmung, da bei den meisten Fliegern das GPS nur als zusätzlicher Faktor zur Erhöhung der Genauigkeit verwendet wird. GPS ist nach wie vor ein militärisches System und deshalb mit Vorsicht zu geniessen!

 

Bei den konventionellen IRS-System ist aber ab 80° N Schluss. Die anderen werden dann umgeschaltet oder schalten sich um. Dann wird vor allem anhand der Accelerometer (Beschleunigungsmesser) die Positionsveränderung gemessen, während die Kreisel immer ungenauer werden.

 

Dani

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Balair flog eine Weile Zürich-Anchorage non-stop. Interessant: Wir kamen zur gleichen Uhrzeit an, wie wir in Zürich abgeflogen waren. Es war aber je nach Wind nicht immer möglich.

Peter

 

In umgekehrter Richtung bin ich schon von Varadero nach Zürich auch via Neufundland, Südspitze Grönland , Island und England den Flughafen Zürich von Norden angeflogen. Dies hatte mich sehr erstaunt, da es ein A310 der Balair war. Ich wusste nicht, dass dieser Vogel eine solche Distanz nonstop fliegen konnte.
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Hallo Leute,

 

ich habe eure Diskussion nur eben kurz überflogen und wollte auch noch einen Gedanken einbringen.

 

GPS hin oder her, ein wichtiges System in unseren modernen Fliegern ist das IRS (Inertial Reference Unit). Dieses System benötigt um zu funktionieren einen "gut" messbaren Anteil der Erddrehung, und zwar der Ostkomponente VE. Dieser wird in erster Linie beim Alignment benötig.

Ich bin mit dem System leider auch nicht so gut bewandert, aber ich könnte mir vorstellen dass dies auch noch ein Aspekt sein könnte warum Flüge nicht über die Polregionen gehen?!

 

Weiß jemand mehr darüber?

 

Grüße

 

Ein normaler Airbus hat auch drei dieser "IRS". Der Grund, dass sie nicht mehr INS genannt werden, ist auch ihre erweiterte Funktion. Während früher tatsächlich diese INS mehr oder minder reine Navigationssysteme waren, sind es heute die Augen und Ohren des EFC-Systems eines Airbus. Ohne Pitch oder Rollrate wäre Ratlosigkeit im Avionic-Compartment angesagt. Die Navigation wird durch Eingaben des IRS erledigt (ich glaub im FMGC, aber bin mir nicht ganz sicher). Die gesamte Einheit heißt ADIRU: Air Data & Inertial Reference Unit.

 

Kompass ist bei einem modernen Flieger übrigens Ladde: Ein A320 hat gar keinen dabei, außer den kleinen Notkompass oben mittig.

 

Auch die mechanischen INS hätten gewiss irgendwie ne Lösung gefunden, schließlich war der kürzeste Weg zwischen USA und Russland über den Pol, und da mussten die B-52 ja nunmal hin. Allerdings waren die anfangs gar nicht mit INS ausgestattet, die ersten brauchbaren Trägheitsplattformen kamen so Ende der 50er in der Luftfahrt zum Einsatz, natürlich nur in der militärischen, weil obszön teuer.

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Ein normaler Airbus hat auch drei dieser "IRS". Der Grund, dass sie nicht mehr INS genannt werden, ist auch ihre erweiterte Funktion. Während früher tatsächlich diese INS mehr oder minder reine Navigationssysteme waren, sind es heute die Augen und Ohren des EFC-Systems eines Airbus. Ohne Pitch oder Rollrate wäre Ratlosigkeit im Avionic-Compartment angesagt. Die Navigation wird durch Eingaben des IRS erledigt (ich glaub im FMGC, aber bin mir nicht ganz sicher). Die gesamte Einheit heißt ADIRU: Air Data & Inertial Reference Unit.

 

Kompass ist bei einem modernen Flieger übrigens Ladde: Ein A320 hat gar keinen dabei, außer den kleinen Notkompass oben mittig.

 

Auch die mechanischen INS hätten gewiss irgendwie ne Lösung gefunden, schließlich war der kürzeste Weg zwischen USA und Russland über den Pol, und da mussten die B-52 ja nunmal hin. Allerdings waren die anfangs gar nicht mit INS ausgestattet, die ersten brauchbaren Trägheitsplattformen kamen so Ende der 50er in der Luftfahrt zum Einsatz, natürlich nur in der militärischen, weil obszön teuer.

 

Hallo Schorsch,

 

schön dich hier zu sehen!

Da hast du recht. In dem Theoretischen Fall, dass das Flugzeug sich in einem unbeschleunigten Horizontalflug befindet, können die Laserkreisel (IRS) keine Daten auswerten. Die Daten der ADIRUs treffen im endeffekt alle im FMGC ein (Flight Managment & Guidance Computer).

 

Allerdings wird die Position icht nur via IRS ermittelt. Dort spielen noch das GPS, VOR /DME über Dreieckspeilung eine gewichtige Rolle.

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  • 2 Wochen später...

Ich hab mal wieder eine frage

 

wie sieht die ETOPS regelung für den A 340 aus??

Wie viele minuten darf der in der Luft bleiben???

 

 

Mfg.

 

martin

 

hoffe auf baldige Antwort

:)

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Ich hab mal wieder eine frage

 

wie sieht die ETOPS regelung für den A 340 aus??

Wie viele minuten darf der in der Luft bleiben???

 

 

Mfg.

 

martin

 

hoffe auf baldige Antwort

:)

 

ETOPS = Extended TWIN Operations

 

Die A340 ist ein Vierstrahler. Demnach ist ETOPS nicht anzuwenden. Der A340 kann anders als die 330 oder die 777 gerade im Pazifikraum alle Routen direkt fliegen, aufgrund dieses Sachverhalts.

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Kennst du GOOGLE oder WIKIPEDIA :005:

 

Gib dort einfach mal ETOPS ein.

 

PS: Ganz heisser Tip! Such doch mal hier im Forum über die eingebaute Forumssuche:009:

Hallo Martin,

 

warum nimmst du die Tipps die dir gegeben werden nicht an:confused:

per Google gefunden: http://de.wikipedia.org/wiki/ETOPS#ETOPS-Zeiten_f.C3.BCr_relevante_Flugzeugtypen

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  • 4 Wochen später...
  • 4 Wochen später...

Also da würde ich ja auch noch sehr gerne meinen Senf dazu geben...

 

1. INS:

 

Der Begriff INS heisst nichts anderes als Inertial Navigation System und wurde nicht durch IRS abgelöst oder ähnliches, vielmehr handelt es sich dabei um einen ganz allgemeinen Begriff. Teil eines INS Systems sind Kreisel und Beschleunigungsmesser. Natürlich gibt es da verschiedene technische Umsetzungen wie zum Beispiel Ring-Laser-Kreisel, aber auch andere Umsetzungen gibt es. Des Weiteren ist eine Navigation NUR auf Grundlage von INS nicht möglich. Das hat seinen Grund darin, dass inertielle Sensoren leider aufgrund der starken Drifterscheinungen nicht langzeitstabil sind und eines update bedürfen. Da kommt das gute GPS ins Spiel, welches langzeitstabil ist und als update fungiert. Wie einer meiner Vorredner ja schon erwähnt hat wird das Problem in einem Kalman-Filter gerlöst, welcher die unterschiedlichen Sensoreigenschaften berücksichtigt und kombiniert.

 

2. GPS:

Mindestens 4 Satelliten werden zur Positionsbestimmung (aufgrund der Pseudo-ranges, Stichwort Uhrenunbekannte) benötigt - das ist an den Polen kein Problem, denn auch wenn die Groundtracks der Satelliten (55° Inklination, 6 Bahnebenen) nicht über den Pol verlaufen (quasi ein Polarloch) sind sie dennoch sichtbar und somit auch empfangbar. Stimmt natürlich auch, dass GPS urspünglich für militärische Zwecke konzepiert worden ist, allerdings ist dank des abgeschalteten SA (Selective Availability = künstliche Verschlechterung) kein Problem mehr. Natürlich existiert nach wie vor der P/Y - Code, welcher nur für militärische Zwecke vorbehalten ist. Das ist aber auch egal, da erstens die reine Navigationslösung, selbst ohne P/Y-Code metergenau ist - in Bewegung kann sich, dass ein wenig verschlechtern. Ansonsten, wie zum Beispiel, bei den neuen präzisen GPS Landeverfahren, wird eh differentiell gemessen, was im Grunde genommen heisst, dass alle Fehler die im GPS-Empfänger des Flugzeuges anfallen auch in der Referenzstation anfallen und somit per Differenzbildung so gut wie rausfallen und damit kinematisch eine Genauigkeit im Zentimeterbereich möglich wird. Statisch sogar im millimeterbereich.

 

Gruß

Felix

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Also da würde ich ja auch noch sehr gerne meinen Senf dazu geben...

 

...

2. GPS:

Mindestens 4 Satelliten werden zur Positionsbestimmung (aufgrund der Pseudo-ranges, Stichwort Uhrenunbekannte) benötigt - ...

Gruß

Felix

 

Frage zu Deinem Senf:

 

Wieso brauche ich 4 Satelliten für eine Positionsbestimmung? Laut meinem bescheidenen Wissen reichen 3 vollkommen aus für eine Lat Lon Bestimmung ... den 4. brauche ich nur für die Höhe. Oder hab' ich zu tief in den Kaffeebecher geschaut?

 

Siehe Wikipedia (ja, ich weiss) http://en.wikipedia.org/wiki/Gps

 

Knowing the distance to at least three satellites, and their positions, the receiver computes its position using trilateration. In practice, receivers typically do not have perfectly accurate clocks, but tracking four or more satellites allows them to compute both their location and the accurate time.

 

Allerdings sagt FAA's AIM http://www.faa.gov/airports_airtraffic/air_traffic/publications/ATpubs/AIM/Chap1/aim0101.html

 

1-1-19. Global Positioning System (GPS)

 

A minimum of four satellites is necessary to establish an accurate three-dimensional position.

 

Wäre es also richtig zu sagen, 3 Satelliten für einen 2D Fix, 4 Satelliten für einen 3D Fix?

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Also du brauchst 4 Satelliten für eine 3d-Position, weil:

 

Gesucht: 3 Unbekannte (x,y,z)

 

Problem: Die Positionsbestimmung basiert auf einer Zeitmessung, wenn die Uhren in Sender (Satellit) und im Empfänger gleich genau wären, bräuchtest du 3 Satelliten, weil sich die Koordinate als Schnittpunkt 3er Kugelkappen ergeben würde. Das ist aber nicht der Fall. Die Uhren im Satelliten sind um ein vielfaches genau als die im Empfänger, das führt dazu, dass bei der Zeitbestimmung, die das Signal bis zum Empfänger braucht aufgrund der "schlechten" Uhr im Empfänger, ein Fehler unterläuft. Deshalb nennt man die Strecken auch Pseudo-Ranges.

Wenn die Uhren zum Beispiel auf 1/1000 s nicht synchron laufen hat das schon einen Fehler von 300km in der Strecke (Satellit<->Empfänger) zur Folge.

 

Lösung des Problems: du führst den "Zeitfehler" mit als Unbekannte in die Rechnung ein, also stell dir das so vor:

 

anstelle von 3 Gleichungen mit 3 unbekannten

4 Gleichungen 4 unbekannte = mind. 4 Satelliten:

 

 

 

Fazit: geometrisch 3, aber aufgrund Uhrenfehler 4

Eine ausschliessliche 2D-Bestimmung geht gar nicht!

 

Und noch kleine Anmerkung wo wir schon dabei sind: GPS bezieht sich nicht auf WGS84, sondern auf das ITRFxx, also xx steht für eine bestimmt Zeitepoche! Obwohl das jetzt schon ganz schön off-topic geht...

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Also du brauchst 4 Satelliten für eine 3d-Position, weil:

 

Gesucht: 3 Unbekannte (x,y,z)

 

Problem: Die Positionsbestimmung basiert auf einer Zeitmessung, wenn die Uhren in Sender (Satellit) und im Empfänger gleich genau wären, bräuchtest du 3 Satelliten, weil sich die Koordinate als Schnittpunkt 3er Kugelkappen ergeben würde. Das ist aber nicht der Fall. Die Uhren im Satelliten sind um ein vielfaches genau als die im Empfänger, das führt dazu, dass bei der Zeitbestimmung, die das Signal bis zum Empfänger braucht aufgrund der "schlechten" Uhr im Empfänger, ein Fehler unterläuft. Deshalb nennt man die Strecken auch Pseudo-Ranges.

Wenn die Uhren zum Beispiel auf 1/1000 s nicht synchron laufen hat das schon einen Fehler von 300km in der Strecke (Satellit<->Empfänger) zur Folge.

 

Lösung des Problems: du führst den "Zeitfehler" mit als Unbekannte in die Rechnung ein, also stell dir das so vor:

 

anstelle von 3 Gleichungen mit 3 unbekannten

4 Gleichungen 4 unbekannte = mind. 4 Satelliten:

 

 

 

Fazit: geometrisch 3, aber aufgrund Uhrenfehler 4

Eine ausschliessliche 2D-Bestimmung geht gar nicht!

 

Und noch kleine Anmerkung wo wir schon dabei sind: GPS bezieht sich nicht auf WGS84, sondern auf das ITRFxx, also xx steht für eine bestimmt Zeitepoche! Obwohl das jetzt schon ganz schön off-topic geht...

 

Muss nach eingehender Recherche der AOPA und ASF Webseite leider trotzdem anderer Meinung bleiben --- 3 Satelliten reichen für eine Lat/Lon Peilung laut deren Aussage vollkommen. :confused: Auch von meinen Mathe-Kenntnissen her müsste das so sein ...

 

Laut Air Safety Foundation: The receiver establishes lines of position from at least four satellites, corrects for any timing errors, and displays your position within a few hundred feet. At least four satellites are preferred but three will do in a pinch if the pilot provides a fourth line of position—altitude.

 

Laut AOPA Flight Training Magazine: A GPS receiver locates itself using triangulation and ranging. The receiver needs to "see" at least three satellites to fix its two-dimensional position (lat/long), and at least four satellites to fix its three-dimensional position (lat/long, and altitude).

 

Kann mich auch dunkel daran erinnern dass bei div. Inlandsflügen mein Lowrance mit 3 Satelliten durchaus zufrieden war wenn auch etwas ungenau. Muss mal noch a bissl weiterlesen ...

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Was da in den Richtlinien steht in Bezug auf GPS würde ich mit Vorsicht genießen. Also rein mathematisch hast du vom Prinzip Recht. Wenn ich eine Höhe Z einführe (also als bekannt vorraussetze), dann reichen 3 Gleichungen=3Satelliten, weil 3 Unbekannte nämlich X,Y,dt (wobei dt der Zeitfehler ist) - natürlich kann X,Y,Z in lat/lon umgerechnet werden.

Aber dazu sollte man folgendes wissen:

GPS gibt Koordinaten bzgl. eines globalen Ellipsoides aus. Diese Koordinaten sind rein geometrisch. Wenn ich jetzt ne Höhe einführe, müsste ich also quasi die Z-Komponente bzw. wenn mann X,Y,Z in lat/lon/h transformiert die Höhe h über dem Ellipsoid einführen. Jetzt frage ich mich wo die diese Höheninfo hernehmen wollen. Der Altimeter im Flugzeug ist barometrisch und die Höhe hat überhaupt keinen Bezug zu dem Bezugsrahmen in dem GPS Koordinaten rechnet. Oder anders ausgedrückt die Höhe, die die dort einführen wollen ist nicht konsistent mit GPS. Macht man das trotzdem so, muss man sich darüber im klaren sein einen Fehler zu begehen.

Mal ganz abgesehen davon spuckt GPS eh 3d-Koordinaten aus, also warum soll man nur ne 2d-info haben wollen? :-)

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Also da würde ich ja auch noch sehr gerne meinen Senf dazu geben...

 

Das ist wirklich Senf...

 

Du behauptest, man könne nicht rein nach IRS navigieren? Und wie hat man es denn gemacht, bevor es GPS gab? Ich kenne mindestens so viele Airlinertypen, die heute noch fliegen, die keine GPS-Empfänger haben, wie solche, die es haben. Diese Dinger werden solange sie noch über einem bewohnten Kontinent sind, durch DME und VORs korrigiert. Danach geht es nur noch mit IRS. Und früher sogar mit INS. Dazu Langwellen-Navigation als Backup.

 

Natürlich ist eine IRS auch eine INS. Aber die Begriffe sind ganz klar separiert in der Luftfahrt. INS=mechanisch, IRS=Laser. Jeder Kreisel heutzutage heisst IRS und jeder arbeitet mit Laser.

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Lieber Danix,

 

also IRS heisst Inertial Reference System und definiert mehr oder weniger das Bezugssystem nämlich ein inertiales - mehr nicht! Und wie die Luftfahrt das definiert ist mir eigentlich wurscht, denn es ist trotzdem nicht korrekt. Aber da wir beide wissen was gemeint ist und ob das jetzt INS oder IRS heisst, ist dann vermutlich auch Haarspalterei. Ich bin der Meinung du wirfst da was durcheinander aber gut. "Jeder Kreisel der heutzutage mit Laser arbeitet heisst IRS", also das ist einfach falsch. Und INS definiert auch keine Arten von Kreiseln, INS verdeutlicht nur, dass es sich um Inertial-Navigation handelt, also Kreisel und Beschleuniger. Wie die realisiert sind, ist erstmal völlig wurscht. Und wenn wir schon bei Senf sind, Laserkreisel nutzt auch nicht den Dopplereffekt, sonder den Sagnac-Effekt aus. Und wie du mit einem System von Beschleunigern und Kreiseln ohne update vernünftig navigieren willst, das musst du mir auch mal verraten. Durch die Rauscheigenschaften und Drifterscheinungen, wirst du da nicht weit kommen. Durch das Rauschen kommt es außerdem beim aufintegrieren der Daten zu ungünstigen random-walk-Erscheinungen und Navigation nur mit Kreiseln und Beschleunigungern ist da einfach nicht möglich Wie du ja selber gesagt hast wurden die über Land geupdated - meine Vermutung: über dem Meer haben die auch anscheinend irgenwas als update benutzt, bin kein Airlinerpilot, aber das werde ich am Montag mal nachlesen. Ohne update geht jedenfalls nicht!

 

MfG

Felix

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Das ist wirklich Senf...

 

Du behauptest, man könne nicht rein nach IRS navigieren? Und wie hat man es denn gemacht, bevor es GPS gab? Ich kenne mindestens so viele Airlinertypen, die heute noch fliegen, die keine GPS-Empfänger haben, wie solche, die es haben. Diese Dinger werden solange sie noch über einem bewohnten Kontinent sind, durch DME und VORs korrigiert. Danach geht es nur noch mit IRS. Und früher sogar mit INS. Dazu Langwellen-Navigation als Backup.

 

Natürlich ist eine IRS auch eine INS. Aber die Begriffe sind ganz klar separiert in der Luftfahrt. INS=mechanisch, IRS=Laser. Jeder Kreisel heutzutage heisst IRS und jeder arbeitet mit Laser.

 

Ich hoffe, das kann ich so bestätigen.

 

Ich wusste bis zu diesem Thread gar nicht, dass das IRS heute von GPS unterstützt wird. Bin leider noch kein Airlinepilot, sondern nur Flightsimmer und Segelflieger, und kenne von der Level-D, dass das IRS nur mit VOR/DME geupdatet wird. Und wenn man länger als 12 Minuten kein VOR mehr empfängt kommt IRS NAV ONLY auf dem ND. Ich gehe einfach mal davon aus, dass es in der echten 767 auch so ist...

 

Belehrt mich aber bitte, falls ich falsch liegen sollte.

 

Ohne update geht jedenfalls nicht!

 

Aber wie willst du denn überm Teich (oder Nordpol etc) und ohne GPS dein IRS updaten?

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Also ich kann Euch versichern, dass das kein Senf ist. Die inertielle Navigation ohne update mag ne kleine Weile gutgehen, aber danach wird das einfach zu ungenau. Was man über dem Teich als update benutzen kann, weiss ich nicht, aus dem Grund habe ich ja auch gefragt. Also einem genau definierten Airway zu folgen, nur mit Kreiseln und Beschleunigern ist auf Dauer definitiv nicht möglich, das kannst du in jedem Lehrbuch zu Kreiseltheorie bzw. Inertial-Navigation nachlesen, wen es interesiert, da kann ich gerne eine Literaturliste zusammenstellen.

@Danix: Nur weil die Luftfahrt bestimmte Festlegungen haben, heisst das nicht das sie auch immer richtig sind. Ich will jetzt um Gottes Willen nicht behaupten alles sei falsch, aber man muss sich beispielsweise nur mal einige Fragen in Bezug auf GPS im PPL Fragenkatalog angucken, also wenn du das bei uns antworten würdest, würdest du definitv durch die Prüfung fallen.

 

 

 

MfG

Felix

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... über dem Meer haben die auch anscheinend irgenwas als update benutzt....

 

Nein, ist auch nicht notwendig, weder damals noch heute.

Um z.B. im OTS (Organized Track System) den Atlantik überqueren zu können, wird ein Navigationsstandard gemäss RNP10 verlangt. Das heisst, man muss für 95% der Zeit seine Position auf 10 NM genau kennen (und dementsprechend fliegen).

 

Und diese Genauigkeit brachten rein mechanische INS bereits vor 30 Jahren.

 

Natürlich wird heute meistens primär mit GPS navigiert. Falls dieses ausfällt, darf man im OTS, je nach System, ca. 6 Stunden nur auf INS basiert weiterfliegen ohne dass ein Update erforderlich wäre. Diese Zeit genügt natürlich, um die Überquerung zu vollenden.

 

Standardmässig sind heute immer 3 unabhängige INS installiert, angewendet wird die "durchschnittliche " Position der drei.

 

 

Gruss

 

Ruedi

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Nein, ist auch nicht notwendig, weder damals noch heute.

 

 

 

 

...mmmhh, ich glaube die Korean KAL007 Piloten von 1983 hätten wohl doch ein Update der Position gebraucht......

 

Gruss Roli

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