Wer also am Äquator die Kreisel startet und dann non-stop zum Pol fliegt, bekommt genauso Abweichungen in der Anzeige, wie der, der am Pol seine Kreisel hochfährt und dann zum Äquator fliegt.

Nicht ganz, ein klassischer künstlicher Horizont richtet sich sehr langsam schon nach der Schwerkraft aus. Das funktioniert in der Praxis sehr gut weil man durch Kompass, turn coordinator etc. langfristig tendenziell doch geradeaus fliegt. Wenn man aber dauerhaft immer im Kreis fliegt zeigt der klassische Horizont nach einer ganzen Weile zu wenig bank an.

Das System braucht man auch denn nicht nur der Flug vom Pol zum Äquator wäre ein Problem sondern das Flugzeug in der Atmosphäre dreht sich auch mit der Erde und dadurch würde der Horizont je nach Breitengrad nach einiger Zeit nichts brauchbares mehr anzeigen.

Was mich wundert, ist, warum man nicht - bei der heutigen Technik - anhand der GPS-Daten auf die Neigung der Magnetfeldlinien rückschließen und dann daraus eine (elektronische) Anzeigekorrektur des AHRS ermitteln kann.

Ansätze in diese Richtung gibt es auch. Aber auch solche Ansätze mit intensiver GPS Nutzung können größere Probleme verursachen, siehe Phenom 300:

https://blog.foreflight.com/2016/06/08/faa-advisory-gps-interference-testing/

Ganz so einfach wäre das nicht.

Der Magnetpol wandert unvorhersehbar, deshalb kann z.B. die Inklination oder Deklination nur bis 2018 in dem o.a. Rechner geschätzt werden. Diese Information liefert ein GPS nicht. Das würde einen Datenbankzugriff mit vorberechneten Zahlen erfordern.

Ein AHRS muss vor Inbetriebnahme kalibriert werden, damit die horizontale und vertikale Feldkomponente möglichst genau mit der Länge und Breite am Betriebsort synchronisiert wird. Ob und inwieweit sich das dann bei zurücklegen großer Strecken selbst nachkalibriert, weiß ich nicht. Könnte mir aber denken, dass dies nicht ohne weiteres in einer EFIS-Software berücksichtigt ist.

...ist das AHRS des G1000 nur bis 72N zugelassen. Für meinen Backup-Horizon gilt das interessanterweise nicht, was mich überrascht.

Wieso überrascht Dich das? Das G1000 errechnet Attitude und Heading aus Beschleunigungs- und Magnetsensoren. Der Backup-Horizon nutzt dagegen rein die Präzession einer rotierenden Masse in Verbindung mit dem Scheinlot, um die Attitude anzuzeigen. Zum Heading sagt er gar nix, deswegen kann ihm das Magnetfeld wurscht sein.

Ein zweiter (mechanischer) Horizont in Verbindung mit einem (guten) Kurskreisel (unslaved) würde Dein Navigationsproblem lösen. Dann kannst Du mit Gitternavigation über den Nordpol fliegen, wenn es sein muß. Sollte hier und da GPS oder ein VOR verfügbar sein, umso besser. Das Erdmagnetfeld ist in diesen Breitengraden keine Hilfe, das ist klar.

Nun, wenn ich die Funktionsweise eines AHRS wie dem von Garmin richtig verstehe, dann errechnet das System die Attitude aus den Gyros und gleicht diese periodisch mit dem Magnetfeld ab (anders als ein AHRS z.B. im Auto, da Strassenfahrzeuge normalerweise kein Yaw aufweisen). Ich wüsste keinen Grund, warum das nicht an den magnetischen Polen funktionieren sollte. Meiner Erinnerung nach hat das G1000 mein Einverständnis eingefordert, die Erdmagnetfelddaten aktualisieren zu dürfen. Die Daten müssten also alle vorhanden sein. Dass das G1000 sie (zumindest für das AHRS) nicht nutzt, überrascht mich in der Tat.

Aber es ist wie es ist. Bleibt die Frage, was ich an Backupinstrumenten mitnehmen kann bzw. muss. Ein Backup EFIS auf AHRS-Basis gibt im Zweifelsfall keinen Sinn, weil es das gleich Problem haben dürfte (oder zumindest könnte). Also Steampunk. Nur habe ich das im Markt noch keine Lösungen gesehen. Zumindest keine portablen.

Das ist mein derzeitiger Stand.

...dann errechnet das System die Attitude aus den Gyros und gleicht diese periodisch mit dem Magnetfeld ab.

Das schon. Als Heading-Referenz kann das AHRS aber nur die horizontale Komponente des Magnetfelds verwenden. Diese geht zu den magnetischen Polen hin gegen Null, denn am Magnetpol verlaufen die Feldlinien vertikal. Unterschreitet die horizontale Komponente des Erdmagnetfelds einen Wert von 6 Mikrotesla, kann das AHRS damit nichts mehr anfangen. Daher die Einschränkung von Garmin.

Eine portable Lösung zur Polarnavigation ist mir auch nicht bekannt, mal abgesehen vom Sextanten... :-)

Ergänzend zu der möglichen Verknüpfung aller zu Verfügung stehenden Sensorinformationen um das qualitativ beste Ergebnis zu erhalten (prefect Attitude, Heading, ...):

Wenn z.B. für die Erzeugung der Flugzeuglage im Raum (Attitude) alle möglichen Sensorinformationen genutzt werden (XYZ-Drehratensensoren, XYZ-Beschleunigungssensoren, XYZ-Magnetfeldsensoren, Richtung, Höhe, Position vom GPS), dann muss bei der Entwicklung entweder für jeden möglichen Sensorausfall ein alternativ Algorithmus entwickelt (und verifiziert) werden oder die Horizontanzeige bleibt bei dem ersten ausfallenden Sensor dunkel.

Daher ist es verständlich (und sinnvoll), wenn nur die auch wirklich notwendigen Sensoren für eine bestimmte Anzeige verwendet werden, damit es am Ende 1. Bezahlbar und 2. Die entsprechende Anzeige auch verfügbar ist, wenn man sie braucht.

IBM hat das Problem übrigens vor vielen Jahren sehr schön „persifliert“:

Mein Aspen kennt auch noch die Stufe "Cross Check Attitude". Es gibt also nicht nur aus und an. Möglichst viele Parameter zu verwenden, darunter primäre und sekundäre (zur Plausibilität) und im Falle abweichender Werte auf eine reduzierte Genauigkeit hinzuweisen ist aus meiner Sicht ein sehr guter Ansatz. Ob das das G500/600/1000 so oder so ähnlich macht, weiß ich nicht, würde es aber stark vermuten. Müsste im Manual stehen.

Hallo zusammen,

ich finde die Diskussion hochinteressant: Warum ist über die Funktionsweise der Sensorik des G1000 etc. so wenig bekannt. Warum gibt es da vom Hersteller keine Informationen oder Schulung sondern nur einfache Verbote?

Genau so suche ich schon seit Jahren nach Information über die Funktionsgrundlage des TAS, welches ja anderen Verkehr auch ohne ADS-B out ziemlich exakt anzeigt und über die Technik des Stormscope.

Ein Bekannter hat soeben IFR-Theorie gemacht: Abgefragt werden weiter die totgerittenen Pferde VOR/NDB. Null Schulungsmaterial und Fragen zu moderner Sensorik !

Moin,

ja warum geben die das nicht preis? Keine Ahnung. Hat denn Garmin dazu ein Installationshandbuch?

Mein Skyview ADHARS musste jedenfalls erstmal mit den Inklinationsdaten vom Standort (50N, 10E) für das Magnetometer gefüttert werden, sonst wäre eine Kalibrierung des Kompasses nicht möglich gewesen. Das System hatte Daten von Nordamerika. Die Information dazu findet sich nicht im Operatorshandbuch oder Installationshandbuch. Im Forum oder technical service war zu erfahren, wie man im Setup Menü dahin kommt. Man sieht an der angehängten Tabelle, wie stark die Unterschiede in den Feldkomponenten sind. Man sieht auch, wie sich das zeitlich ändert. 2019 hört der NOAA-Calculator auf, da zukünftige Werte nur Schätzwerte sind und keiner weiß, wohin der Magnetpol driftet.

(sorry,pdf-attachment erscheint erst, wenn man es 2x hochlädt!?)

Das AHRS ist also eine Blackbox, die aus dem Input einer Hand voll Sensoren mit einem unbekannten Algorithmus Attitude und Heading bestimmt.

Falls es interessiert, es handelt sich bei den Algorithmen in der Regel um Kalmanfilter zur Sensordatenfusion.