Schlüsselwort: Flugweg

Zusammenfassung Aktuelle Verkehrswarnsysteme in der Luftfahrt stützen ihre Vorhersage auf einfache Modelle, die häufig den Flugweg lediglich linear extrapolieren. Aus diesem Grunde sind Vorhersagen nur für kurze Zeiträume möglich und die Warnmeldungen ermöglichen lediglich das Vermeiden einer Kollision, nicht aber die taktische Anpassung des Flugweges, bevor es überhaupt zu Konflikten kommt. Während für dieses Problem bei Instrumentenflügen im kommerziellen Luftverkehr bereits Lösungen vorgeschlagen wurden, sind diese für Flüge unter Sichtflugregeln nicht anwendbar, da er anderen Regeln und Gesetzmäßigkeiten folgt. Diese Arbeit widmet sich diesem Problem und stellt zunächst die Eigenschaften dieser beiden Flugarten dar. Dies beinhaltet gesetzliche Vorgaben für Luftraumnutzung und Flugplanung sowie vorgeschriebene Ausrüstung im Luftfahrzeug und die entsprechenden Flugprofile von Sichtflugpiloten. Um eine Datenbasis für die Modellierung zu erhalten wurde eine Pilotenbefragung durchgeführt. Die Arbeit analysiert Ergebnisse und stellt mit Hilfe der ermittelten Aussagen einen Zusammenhang zwischen Luftraumabständen und der Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Piloten in diesem Bereich her. Dieser Zusammenhang wird genutzt um gemeinsam mit einem Ein-Punkt- Flugleistungsmodell und der stochastischen Manöverbeschreibung die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten im Luftraum basierend auf dem aktuellen Flugzustand im Modell zu berechnen. Um die Modelleigenschaften zu demonstrieren, wurde ein Simulatorversuch mit Probanden entwickelt. In diesem Versuch wird den Piloten eine Flugaufgabe gestellt, die den Vorbeiflug an Lufträumen beinhaltet. Ausgewählte Flugwege werden mit dem Modell simuliert und die Ergebnisse den Flugversuchen gegenübergestellt. Die Auswertung zeigt für die ausgewählten Fälle, dass das Modell tauglich ist den Flugweg auch in Situationen vorherzusagen, in denen eine lineare Extrapolation versagt hätte. Jedoch zeigt das Ergebnis auch, dass das Modell noch nicht für alle Fälle eine Vorhersage mit geringer Streuung berechnen kann. Deshalb stellt die Arbeit einen Vergleichsparameter vor, mit dem die Vorhersagestreuung illustriert wird, und diskutiert abschließend mögliche Verbesserungsmaßnahmen für die Modellumsetzung. Abstract Current Traffic Awareness Systems in aviation base their prediction on simple models which often only extrapolate the flight path. Therefore, predicitions are only valid for a short time frame and warnings can only be issued to avoid collisions but not to make tactical adjustments of the flight path. While solutions of the problem for commercial air traffic have been proposed, due to divergent regulations and behaviour they are not applicable for visual flights. This thesis focusses on that problem and initially shows both types of flight rules. This includes legal requirements for airspace use and flightplanning as well as mandatory carried equipment and flight profiles of pilots flying under visual flight rules. To create a valid basis of data for modelling a pilot survey was conducted. The thesis analyses the results and connects airspace distance with area probabilities. This connection is used with a single point flight performance model and a stochastic manouvre description to calculate the area probabilities in the airspace based on the current flight state vector. To demonstrate the model characteristics, a simulator study with test persons has been developed. The task in this study includes the passing of airspaces. Selected flight pathes are simulated with the model and the results are compared to the flight trials. For the selected cases, the evaluation shows that the model is capable of predicting the flight path in cases when a linear extrapolation would fail. Nevertheless it also shows that the variation of the result is not equally low in all cases. Therefore, a comparison parameter is introduced which illustrates the prediction variation and potential improvements for the model are discussed.