Doppler-Navigation

Verfahren der Funknavigation, bei der der nach dem Entdecker, Christian Doppler, benannte Dopler-Efekt ausgenutzt wird.
Doppler-Navigation ist sowohl terrestrisch als auch bordgestützt möglich.

In Luftfahrzeugen befindliche Doppler-Radaranlagen oder Doppler-Navigationsanlagen arbeiten autnom, also unabhängig von Bodenanlagen.
Sie senden einen eng gebündelten Strahl von Bord zum Boden. Entsprechend der Relativgeschwindigkeit zwischen Luftfahrzeug und Erdboden ist beim Auftreffen eine Doppler-Frequenz vorhanden. Ein Teil der am Boden gestreuten Wellen kann nach Durchlaufen der Strecke Erdboden - Luftfahrzeug an Bord wieder empfangen werden.
Da auch hier die Relativgeschwindigkeit Erdboden - Luftfahrzeug wirksam wird, entsteht erneut eine Doppler-Frequenz, die sich der erstgenannten addiert. Die größte Frequenzdifferenz ist vorhanden, wenn der Wellenstrahl genau in Flugrichtung zeigt.

Durch Abstrahlen in verschiedene Richtungen oder Schwenkung der Strahlen und Auswertung der Doppler-Frequenzen lassen sich die Abdrift und die Geschwindigkeit über Grund bestimmen.
Bei Abdriftmessungen treten Fehler bis zu 0,5° , bei Geschwindigkeitsmessungen bis zu 1% auf.

Da bei der Doppler-Navigation eine der Geschwindigkeit proportionale Doppler-Frequenz entsteht und der Kurs über Grund ebenfalls bekannt ist, lassen sich durch Intergation des Geschwindigkeitsvektors nach der Zeit die zurückgelegte Strecke und damit auch der Standort laufend berechnen. Der Standort kann je nach Auslegung der Anlage auf einem Flugwegschreiber, einer Kartenprojektion oder als Koordinatenanzeige dargestellt werden.

Ein Doppler-VOR erzeugt einen rotierenden Funkstrahl im Frequenzbereich über 100 MHz und ein Rundumsignal beim Durchgang durch die Nordrichtung. So erhält man die genaue Richtung zur VOR-Station.

Zusätzlich sendet das Flugzeug ein Signal, das von der Bodenstation beantwortet wird. Aus der Dauer bis zum Echo wird die Entfernung bestimmt und aus der Frequenzverschiebung durch den Dopplereffekt die Geschwindigkeit (DME-Verfahren). Alle wichtigen Daten für die Navigation (Steuerung) des Flugzeugs sind damit bekannt.