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GALILEO
Tests unter realen Bedingungen
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
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26. Mai 2015

Galileo, die europäische Alternative zu den US-amerikanischen GPS-Satelliten, soll 2020 einsatzbereit sein. Damit dann schon ausreichend Anwendungen zur Verfügung stehen, werden entsprechende Technologien bereits jetzt getestet. In der vergangenen Woche wurden dazu zwei weitere Zentren in Betrieb genommen, in denen Anwendungen für den Auto- und den Zugverkehr erprobt werden.

railGATE

Im railGATE in Wegberg-Wildenrath bei Aachen werden innovative Empfänger und Anwendungen für den Schienenverkehr mit Original-Galileo-Signalen entwickelt. Acht Sender (Pseudolites) strahlen die Signale in das Testgebiet aus.  Foto: PCW / Siemens [Großansicht]

Europas Satellitennavigationssystem Galileo soll im Jahr 2020 komplett einsatzbereit sein. Damit zu diesem Zeitpunkt alle technischen Möglichkeiten ausgeschöpft werden können, hat das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Interessierten eine Möglichkeit eröffnet, moderne Navigationstechniken und -instrumente schon heute mit original Galileo-Navigationssignalen testen, damit sie mit Beginn des "Galileo-Zeitalters" einsetzbar sind.

Nachdem zuvor schon das GATE in Berchtesgaden , das SEA GATE in Rostock und das aviationGATE in Braunschweig den Betrieb aufgenommen haben, wurden am 22. Mai 2015 in der Nähe von Aachen die letzten beiden Galileo Test- und Entwicklungsumgebungen - das automotiveGATE und das railGATE - eröffnet.

"Diese beiden GATEs zeigen, dass Galileo mehr zu bieten hat, als nur eine verbesserte Satellitennavigation im Auto. Mit Galileo-Signalen können durch präzise Navigation zum Beispiel Güterwagen autonom - wie von Geisterhand rangiert - Sicherheitsintervalle zwischen zwei Zugfahrten verkürzen oder Auffahrunfälle an Stauenden vermieden werden. Die Technik hierfür wird in diesen beiden Testzentren entwickelt und soll zum Start von Galileo zur Verfügung stehen", erklärt Oliver Funke, GATEs-Projektleiter im DLR Raumfahrtmanagement.

Beide Galileo-Testzentren wurden von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen im Fördervorhaben "Galileo above" errichtet. Im automotiveGATE strahlen sechs Sender die Galileo-Signale in das Aldenhoven Testing Center (ATC) auf dem ehemaligen Zechengelände "Emil Mayrisch" ab. So können hier schon jetzt alle erdenklichen Verkehrssituationen unter Galileo-Realbedingungen getestet werden. Dafür stehen neben einer Fahrdynamikfläche ein Ovalkurs, eine Bremsstrecke, eine Schlechtwegstrecke, ein Handlingkurs sowie ein Steigungshügel zur Verfügung.

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Das railGATE ist ein Galileo-Testfeld für Schienenfahrzeuge, das das Streckennetz des Prüf- und Validationcenters Wegberg-Wildenrath der Siemens AG (PCW) mit Galileo-konformen Signalen von acht Sendern aus abdeckt. Es besteht aus Gleisanlagen unterschiedlicher Spurweite mit einer Gesamtlänge von etwa 28 Kilometern. Auf zwei Testringen sowie weiteren Gleisen können unterschiedliche Fahrsituationen nachgestellt werden.

An das Oberleitungsnetz lassen sich verschiedene Spannungen und Frequenzen anlegen, so dass Schienenfahrzeuge für den internationalen Markt - vom ICE bis zur Straßenbahn - auf die Probe gestellt werden können. Insgesamt sind bis 2016 acht größere Navigationsprojekte mit nationalen und internationalen Partnern in den beiden GATEs geplant. Hauptförderer sind das DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, das Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie die Europäische Union.

Eines dieser Navigationsprojekte ist das Vorhaben "Galileo Online: GO!" des DLR Raumfahrtmanagements. Dabei geht es um folgende Fragestellung: Züge fahren nicht immer über flaches Land. Manchmal schirmen Tunnel, Bäume oder Häuser mit Empfängern ausgestattete Züge vom Navigationssignal der Galileo-Satelliten ab. Nach jeder Signalunterbrechung dauert es bis zu 30 Sekunden, bis der Empfänger genügend Satelliten gefunden hat, die Position des Zuges wieder klar berechnet hat und diese an die Rechenzentren der Bahn weitergeben kann.

"Mit Galileo Online: GO! entwickeln wir gemeinsam mit unseren Partnern gerade einen Empfänger, der sofort nach der Unterbrechung wieder die Position und nützliche Zusatzinformationen wie zum Beispiel Wartungsdaten des Zuges weiterleiten kann", erläutert DLR-Projektleiterin Dr. Anett Ward. So können engere Sicherheitsintervalle zwischen zwei Zügen auf derselben Strecke gewählt und auch eingehalten werden. Außerdem können die Fahrgäste genauer über den Reiseverlauf, mögliche Verspätungen und das Erreichen möglicher Anschlusszüge informiert werden.

Doch wie kann die aktuelle Position so schnell wieder bestimmt werden? "Der Empfänger wird mit einer Technik ausgestattet, die Daten von mehreren Sensoren gleichzeitig 'verschmelzen' kann. Der Zug folgt auf den Schienen einem klar vorbestimmten Weg und die aktuelle Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung des Zuges werden genau gemessen. In Kombination mit interaktivem Kartenmaterial lässt sich dann genau bestimmen, wann der Zug zum Beispiel den Tunnel zukünftig wieder verlassen wird und eine erneute Verbindung zu den Galileo-Satelliten möglich ist. Gleichzeitig werden die Satellitenbewegungen mitgerechnet, so dass beim Tunnelaustritt die Empfängerantennen genau auf die Satelliten ausgerichtet sind und die Zugposition unmittelbar wieder bestimmt werden kann", erklärt René Zweigel vom Institut für Regelungstechnik an der RWTH Aachen, der das Gesamtprojekt seitens der RWTH leitet.

Dank des neuen Empfängers werden Satelliten schneller gefunden und die aktuelle Position steht schon fest, sobald der Zug wieder ein Signal empfängt. Der Receiver kann die Positions- und Zugdaten sofort an die Rechenzentren der Bahn schicken, die dabei per Hochgeschwindigkeits-LTE-Mobilfunk übertragen werden. So soll zum Beispiel mit den Daten von jedem einzelnen Zug ein aktueller, individueller Fahrplan erstellt, Züge auf einem Rangierbahnhof vollautomatisiert zusammengestellt und Container weltweit verfolgt werden können.

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