🔧 Automatisierte Hindernisbefeuerung mit ADS‑B‑Überwachung – Funktionsweise & Technik

Am Relaisstandort von DB0SH betreiben wir eine Hindernisbefeuerung auf dem Dach des Gebäudes. Diese wird aus reinem Interesse an der Technik betrieben und hat keinerlei geforderte Schutzaufgabe, da das Gebäude nicht kennzeichnungspflichtig ist. Unsere Hindernisbefeuerung arbeitet vollautomatisch und nutzt moderne ADS‑B‑Flugdaten, um die Befeuerung nur dann einzuschalten, wenn sich tatsächlich ein Luftfahrzeug in der Nähe befindet. Dadurch erhöhen wir die Sicherheit im Luftraum und reduzieren gleichzeitig Energieverbrauch und Lichtemissionen.

Im Folgenden erklären wir die komplette Funktionsweise – von der Datenerfassung über die Auswertung bis zur Steuerlogik.

✈️ Was ist ADS‑B?

ADS‑B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) ist ein internationales Überwachungssystem im Flugverkehr. Jedes luftfahrtzugelassene Flugzeug sendet dabei regelmäßig:

  • Position (Latitude/Longitude)
  • Höhe
  • Geschwindigkeit
  • Rufzeichen
  • Transponderkennung
  • Zeitstempel

Diese Daten werden über 1090 MHz ausgesendet und können von jedem empfangen werden, der einen ADS‑B‑Empfänger betreibt. Genau das tun wir an unserem Standort.

🛰️ Wie wir ADS‑B‑Daten empfangen

Unser System nutzt einen lokalen ADS‑B‑Empfänger (SkyAware/FlightFeeder), der die Rohdaten im JSON‑Format bereitstellt. Die Daten werden alle 5 Sekunden abgerufen und enthalten eine Liste aller aktuell empfangenen Flugzeuge.

Beispielhafte Datenstruktur:

{
„aircraft“: [
{
„hex“: „3c4b21“,
„lat“: 54.82,
„lon“: 9.48,
„alt_baro“: 2300,
„flight“: „DLH123“,
„seen“: 1.2
}
]
}

Diese Daten bilden die Grundlage für unsere automatische Hindernisbefeuerung.

📡 Datenverarbeitung & Distanzberechnung

Nach dem Abruf der ADS‑B‑Daten führt unser System mehrere Schritte durch:

1. Positionsanalyse

Für jedes Flugzeug wird die 3D‑Distanz zu unserem Standort berechnet:

  • Geografische Distanz (lat/lon → Haversine‑Formel)
  • Höhenunterschied
  • Resultierende 3D‑Distanz

2. Radiusüberwachung

Die Hindernisbefeuerung wird aktiviert, wenn ein Flugzeug:

  • sich innerhalb eines Radius von 3 km befindet
  • und der Nachtmodus aktiv ist

3. Mehrere Flugzeuge gleichzeitig

Das System führt eine interne Liste aller Flugzeuge im Radius. Die Befeuerung bleibt so lange eingeschaltet, bis kein einziges Flugzeug mehr im Überwachungsbereich ist.

🌙 Automatischer Nachtmodus (Astro‑Berechnung)

Damit die Hindernisbefeuerung nur dann aktiv ist, wenn sie sinnvoll ist, berechnet unser System die lokalen astronomischen Zeiten:

  • Sonnenaufgang
  • Sonnenuntergang

Der Nachtmodus ist aktiv:

Von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang

Tagsüber bleibt die gesamte ADS‑B‑Überwachung aktiv, aber die Befeuerung wird nicht eingeschaltet, selbst wenn ein Flugzeug im Radius ist.

🚨 Ereignislogik & Sicherheitsfunktionen

Unsere Steuerung enthält mehrere Schutzmechanismen, um Fehlfunktionen auszuschließen.

1. Eintritt in den 3‑km‑Radius

  • Telegram‑Alarm
  • Hindernisbefeuerung EIN

2. Austritt aus dem Radius

  • Telegram‑Info
  • Ausschalten nur, wenn kein Flugzeug mehr im Radius ist

3. Timeout bei fehlenden ADS‑B‑Daten (5 Minuten)

Wenn ein Flugzeug im Radius ist, aber keine Daten mehr sendet, weil es zum Beipiel gelandet ist (Rettungshubschrauber auf dem Dach der Klinik):

  • Telegram‑Warnung
  • Flugzeug wird aus der Liste entfernt
  • Ausschalten nur, wenn Liste leer

4. Watchdog (30 Minuten ohne ADS‑B‑Daten)

Wenn der Empfänger komplett ausfällt:

  • Telegram‑Warnung
  • Befeuerung wird aus Sicherheitsgründen ausgeschaltet, sofern kein Flugzeug im Radius ist

🔌 Steuerung der Hindernisbefeuerung

Die eigentliche Befeuerung wird über MQTT gesteuert:

  • POWER1 = ON → Befeuerung aktiv
  • POWER1 = OFF → Befeuerung aus

Damit ist die Steuerung vollständig in unser IoT‑System integriert.

🗺️ Transparenz durch Kartenlinks

Bei jedem Ereignis wird ein OSM‑Link mitgesendet, der die Position des Flugzeugs zeigt:

https://www.openstreetmap.org/?mlat=54.82&mlon=9.48#map=13/54.82/9.48

So kann der Standort des Flugzeugs jederzeit nachvollzogen werden.

Screenshot einer Telegram Nachricht

Beispiel am Rettungshubschrauber Christoph 42 mit erweiterten Radius im Test

🧭 Vorteile unseres Systems

  • Maximale Sicherheit durch Echtzeit‑Überwachung
  • Energieeffizient, da nur bei Bedarf aktiviert
  • Geringe Lichtverschmutzung
  • Automatischer Nachtmodus
  • Robuste Watchdog‑Mechanismen
  • Transparente Dokumentation durch Telegram‑Benachrichtigungen
  • Moderne IoT‑Integration via MQTT

 

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