Managementplattform fĂŒr Drohnen

Drohnen erobern den Luftraum auch in Deutschland. Um ihr volles Potenzial zu nutzen, hat das Joint-Venture Droniq eine Drohnenmanagementplattform entwickelt, die FlĂŒge auch außerhalb der Sichtweite ermöglicht. Wie funktioniert der sogenannte UTM-Service?

Ob die Vermessung von Infrastrukturen und GebĂ€uden, das Monitoring von Strom- oder Gasfreileitungen oder die UnterstĂŒtzung im Werksverkehr – das Werkzeug Drohne ist vielfĂ€ltig einsetzbar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transport- und Verkehrsflugzeugen werden Drohnen jedoch nicht vom Radar erfasst und sind fĂŒr die Flugsicherung und andere Luftraumnutzer nicht sichtbar. Die Droniq GmbH, ein 2018 gegrĂŒndetes Gemeinschaftsunternehmen der Deutschen Flugsicherung (DFS) und der Deutschen Telekom, will das Ă€ndern und bietet dafĂŒr eine innovative Management-Plattform fĂŒr DrohnenflĂŒge an. Zentrales Anliegen dabei ist der Flug auch außerhalb der Sichtweite des Drohnenpiloten (BVLOS; Beyond Visual Line of Sight). Dazu hat das Unternehmen eine Technologie entwickelt, um Flugdrohnen als neue Luftraumteilnehmer sicher in den deutschen Luftraum zu integrieren.

Das Hook-on-Device kann nachtrĂ€glich an der Drohne integriert werden. Manche Hersteller integrieren es auch in das GehĂ€use. Beim Strom besteht die Wahl, es autonom zu versorgen oder an die Drohnenakkus anzuschließen. Foto: Droniq GmbH

Kernsystem dafĂŒr ist der UTM-Service (UAS Traffic Management System; Anm. d. Red.). Er besteht aus einem Webdisplay fĂŒr die Darstellung der Luftlage und einem Hook-on-Device (HOD) fĂŒr die Ortung des FluggerĂ€tes, das herstellerunabhĂ€ngig auf Drohnen angebracht werden kann. Weiteres Systemelement ist ein bodengestĂŒtztes Ortungssystem (GBSAS; Ground-based situational awareness system). DarĂŒber hinaus bietet das Unternehmen aus Frankfurt am Main Kunden aus Industrie und behördlichem Umfeld Beratung und Einholung von Genehmigungen sowie die Schulung von Drohnenpiloten nach den Vorgaben des Kenntnisnachweises gemĂ€ĂŸ §21d Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO) an.

Was ist das UTM?

Das UTM besteht neben dem Online-Zugang zum webbasierten UTM-System aus einem HOD und einem System fĂŒr die Bodensensorik. „Unser UTM-Ansatz orientiert sich insgesamt an der gesamten Wertschöpfungskette des professionellen BVLOS-Drohnenfliegens“, erklĂ€rt Jan-Eric Putze, CEO von Droniq. Dabei unterstĂŒtzt das System den Operateur in allen Phasen des Flugs. So kann sich der Drohnenpilot bereits in der Pre-Flight-Phase im UTM registrieren und hier seine Mission inklusive der Flugroute planen, wobei der anvisierte Luftraum auf Flugverbotszonen oder BeschrĂ€nkungen geprĂŒft wird. Nachdem der Flug validiert wurde, erhĂ€lt der Pilot genaue Informationen, welche Verbotszonen er möglicherweise fĂŒr seine Mission beachten muss – und fĂŒr die er eine Genehmigung oder eine SORA GER beantragen muss. Ebenso prĂŒft das UTM die Mission gegen andere DrohnenflĂŒge, die im Missionszeitraum zu erwarten sind. Ein kompletter Freigabeworkflow als zentrale Funktion des UTM ist bereits integriert, bisher aber noch nicht aktiv. Dazu gibt es derzeit intensive Abstimmungen mit den jeweiligen Luftfahrtbehörden der BundeslĂ€nder.

Sind alle Informationen vorhanden, alle Genehmigungen eingeholt und die Route geplant, folgt die In-Flight-Phase. Hierbei trackt das UTM mittels des HOD die Drohne in Echtzeit ĂŒber das Mobilfunknetz der Deutschen Telekom. Zudem wird in der Live-Luftlage des UTM anderer relevanter Flugverkehr angezeigt. Das können beispielsweise andere unbemannte Flugobjekte wie Drohnen, aber auch bemannte wie Ultraleichtflugzeuge oder Segelflieger sein. Weicht der Pilot in der In-Flight-Phase von der geplanten Route ab oder verlĂ€sst den fĂŒr seine Mission geblockten Zeitraum, erhĂ€lt er eine Warnung des Systems. In der abschließenden Post-Flight-Phase unterstĂŒtzt das UTM den Anwender bei der Auswertung und Nachbereitung des Flugs. Dazu zĂ€hlen unter anderem die Pflege des Logbuchs, das Incident Management oder das Batteriemanagement.

HOD und UTM-Flightview

Zentrales Element des Droniq-UTM ist das HOD, das als Transponder zur Sichtbarmachung von Flugobjekten fungiert. Das HOD ĂŒbertrĂ€gt die GPS-basierten Positionsdaten mithilfe des LTE-Netzes an das UTM, um sicherzustellen, dass das eigene FluggerĂ€t nicht mit fremden GerĂ€ten kollidiert. Aufgrund des geringen Gewichts von 149 Gramm (inklusive aller Antennen und einer Powerbank zur Stromversorgung) könne es an jedem FluggerĂ€t befestigt werden, heißt es bei Droniq. Es ist in der Lage, FLARM und ADS-B etwa bei Leichtflugzeugen eingesetzte KollisionswarngerĂ€te des umliegenden Flugverkehrs zu erfassen und diese Daten zusĂ€tzlich zu den eigenen Positionsdaten an das UTM zu ĂŒbermitteln. Gleichzeitig sendet das System seine Position ebenfalls ĂŒber FLARM aus – um das FluggerĂ€t auch fĂŒr andere Verkehrsteilnehmer im Nahbereich sichtbar zu machen und damit die Kollisionsgefahr zu verringern.

Über die UTM-Flightview, also die Live-Luftlage-Darstellung, werden dem Steuerer alle relevanten Flugbewegungen in einem vorab definierten Areal angezeigt. „Die Webapplikation bietet dem Drohnenpiloten ein Situationsbewusstsein in Echtzeit“, erklĂ€rt Putze. Andere Luftfahrzeuge, die mit einem HOD ausgestattet sind, können gesehen werden und es können Details zu anderen Luftfahrzeugen und deren Bewegungen abgerufen werden.

GBSAS mobil und stationÀr

Komplettiert wird das UTM von Droniq durch Bodensysteme zur Luftlagedarstellung und Erkennung des Flugverkehrs im Nahbereich. Die sogenannten GBSAS gibt es in mobiler und stationĂ€rer Variante. Beide Varianten dienen der UnterstĂŒtzung von UAS-Missionen und liefern dem Anwender ein Luftlagebild im Gebiet um den Einsatzort. DafĂŒr empfangen die GerĂ€te FLARM- und ADS-B-Signale, die von Segelfliegern, Hubschraubern, Motorflugzeugen oder sonstigen Luftverkehrsteilnehmern in den Luftraum ausgesandt werden. Diese Signale werden anschließend per Mobilfunk in das UTM der DFS eingespeist.

Anbindung von Drohnen an die Flugsicherung: Zum System gehören ein bodengestĂŒtztes Ortungssystem (GBSAS; Ground-based situational awareness system) und das in der Drohne integrierte HOD. Foto: Droniq GmbH

Ob Nutzer die mobile oder die stationĂ€re Variante auswĂ€hlen, hĂ€ngt vor allem vom Anwendungsfall ab. „Ist es beispielsweise das Ziel, eine Stromtrasse regelmĂ€ĂŸig alle paar Wochen zu befliegen und zu ĂŒberwachen, bietet sich das stationĂ€re GBSAS an. Dieses ist wetterfest und kann entlang der Stromtrasse installiert werden“, beschreibt Droniq-CEO Putze. FĂŒr Unternehmen, die ihre FlĂŒge an immer wechselnden Orten durchfĂŒhren mĂŒssen – beispielsweise IngenieurbĂŒros, die sich auf die Vermessung von Baustellen o.Ă€. fokussieren –, bietet sich hingegen die mobile Variante mit eigener Stromversorgung an. Unterschiede zwischen den Lösungen liegen vor allem in GrĂ¶ĂŸe und Gewicht sowie der FLARM-Reichweite, die abhĂ€ngig von der Installationshöhe variiert (circa 20 Kilometer bei stationĂ€rem GBSAS und 10 Kilometer bei mobilem GBSAS).

Doch wofĂŒr werden die Bodenstationen ĂŒberhaupt gebraucht, wenn das HOD Ă€hnliche Funktiona-litĂ€ten besitzt? „Gerade bei BVLOS-FlĂŒgen ĂŒber lange Distanzen wie entlang einer Trasse muss der Steuerer immer wissen, ob sich andere Flugzeuge entlang seiner Route befinden oder diese potenziell kreuzen. Diese Informationen liefern ihm die GBSAS-Stationen entlang der Strecke in Echtzeit“, erklĂ€rt Putze. Dies sei vor allem im unkontrollierten Luftraum wichtig – also im Luftraum bis 2.500 ft ĂŒber dem Erdboden (ca. 760 Meter), in denen die DFS nicht fĂŒr Kontrolle aller Flugbewegungen zustĂ€ndig ist. „Im unkontrollierten Luftraum gibt es bis dato noch keine Ortungsverpflichtung fĂŒr FluggerĂ€te. Hier wird heute nach dem Prinzip ‚Sehen und gesehen werden‘ geflogen, wir möchten dies gerne um eine elektronische Sichtbarkeit der Luftraumnutzer ergĂ€nzen“, berichtet der Droniq-CEO. Das HOD, das neben Mobilfunktechnik die in der bemannten Luftfahrt vorhandenen Technologien wie FLARM und ADS-B nutzt, könnte ein erster Schritt fĂŒr mehr Sichtbarkeit und damit Sicherheit im unkontrollierten Luftraum sein. (jr)

www.droniq.de