mini|Verschiedene Notfunkbaken
Eine Funkbake zur Kennzeichnung der Notposition ( – EPIRS oder EPIRB),Internationale Fernmeldeunion (ITU), Funkvollzugsordnung (VO Funk), Ausgabe 2012, Artikel 1.93, Definition: Funkbake zur Kennzeichnung der Notposition / Emergency position-indicating radiobeacon station. in Deutschland auch Funkbake zur Kennzeichnung der Seenotposition (kurz: Notfunkbake),Grünbuch – Frequenzbereichszuweisungsplan für die Bundesrepublik Deutschland und internationale Zuweisung der Frequenzbereiche 9 kHz – 400 GHz. 1994; Hrsg.: BMPT; BAPT Bestell-Nr. 5010311 001-1; S. 16, Nr. 88_4.31, Bezeichnung: Funkbake zur Kennzeichnung der Seenotposition (kurz: Notfunkbake). ist eine Funkstelle des Mobilfunkdienstes, deren Aussendungen die Such- und Rettungsarbeiten erleichtern sollen.
In der Regel werden dabei kleine Funksender eingesetzt, beispielsweise als Rettungsgerätfunkstelle, mit deren Hilfe Satelliten oder Search-and-Rescue-Einsatzkräfte rettungsbedürftige Schiffe, Personen oder Flugzeuge orten können. Für die Luftfahrt optimierte Notfunkbaken des COSPAS-SARSAT-Systems werden als ELT (emergency locator transmitter) bezeichnet. Die für den personenbezogenen Einsatz an Land und in küstennahen Gewässern optimierten Notfunkbaken, z. B. für Wanderer, Skifahrer, Kanufahrer oder Schneemobilfahrer, tragen die Bezeichnung PLB (personal locator beacon). Die für die Schifffahrt optimierten Notfunkbaken nennt man dagegen EPIRB (emergency position-indicating radio beacon). Diese Bezeichnung ist aber auch als Oberbegriff für Notfunkbaken unabhängig von ihrem Einsatzgebiet üblich, da die Alarmierung bei allen nach denselben Prinzipien funktioniert.
Geschichte Anlass für die Entwicklung von Notfunkbaken war der Flugzeugabsturz von Nick Begich und Hale Boggs, zweier US-amerikanischer Kongressabgeordneter, im Jahr 1972 in Alaska, die nie gefunden wurden. Als Reaktion darauf wurden Notfunkbaken für die Alarmierung auf 121,5 MHz, der Notfrequenz des Flugverkehrs, entwickelt und für alle amerikanischen Flugzeuge verbindlich vorgeschrieben. Aufgrund der vielen Nachteile dieses Systems (unsichere Alarmierung, unzureichende Positionsbestimmung, hoher Anteil von Falschalarmen) initiierten Ende der 1970er Jahre die USA, Kanada und Frankreich das satellitengestützte SARSAT-System. Zwischen den Jahren 1979 und 1985 wurde es schrittweise mit dem parallel dazu in der damaligen Sowjetunion entwickelten COSPAS-System zu COSPAS/SARSAT zusammengeführt. Inzwischen sind viele weitere Nationen diesem System beigetreten.
Während im Flugverkehr zunächst weiter 121,5-MHz-basierte Baken verbreitet waren, wurden in der Schifffahrt parallel zum Aufbau der satellitengestützten Alarmierung auch Geräte für 406 MHz entwickelt. Seit etwa 1990 werden auch zunehmend PLBs und ELTs für 406 MHz verkauft. In den USA waren 406-MHz-PLBs in einer Testphase von 1995 bis 2003 nur in Alaska zugelassen. Da es in dieser Testphase wenige Falschalarme, aber viele erfolgreiche Rettungen aufgrund der Notfunksender gab, wurde die Zulassung anschließend auf die gesamten USA ausgeweitet.
Funktionsweise und Verbreitung Eine Notfunkbake wird entweder manuell oder automatisch aktiviert. PLB werden üblicherweise immer von Hand aktiviert. ELT werden in der Regel automatisch durch einen Beschleunigungssensor (G-Sensor) aktiviert, welcher den Aufprall des Flugzeugs am Boden registriert. EPIRB werden durch den Wasserdruck (bei ca. 1,2 bar absolut, entspricht ca. 2 m Wassertiefe) beim Sinken eines Schiffes, aktiviert.
mini|Überblick über satellitenbasierte Alarmierung mit einer Notfunkbake Nach der Auslösung sendet die Bake ein Alarmierungssignal auf einer oder mehreren standardisierten Notfrequenzen, bei neueren Notfunkbaken immer auf 406 MHz. Dieses Notsignal wird von Satelliten des COSPAS/SARSAT-Systems empfangen und an eine (meist unbemannte) Bodenstation (local user terminal, LUT) weitergeleitet. Von dort aus gelangt es in eine Rettungsleitstelle (rescue coordination center, RCC), wie beispielsweise die Rettungsleitstelle See der DGzRS in Deutschland oder die US Coast Guard in den USA. Diese wertet das Signal aus und leitet gegebenenfalls Maßnahmen zur Suche und Rettung ein.
Moderne Notfunkbaken sind für den Empfang durch Satelliten konstruiert und (in der Schifffahrt) Bestandteil des Global Maritime Distress and Safety Systems (GMDSS). Zusätzlich zum Alarmierungssignal senden sie meist noch ein Peilsignal auf 121,5 MHz aus, das den SAR-Flugzeugen oder -Schiffen das Einpeilen auf die Notposition ermöglicht (auch homing genannt). Ältere Notfunkbaken senden ausschließlich auf 121,5 MHz und sind für den Empfang durch vorbeifliegende Flugzeuge ausgelegt. Sie sind nicht Bestandteil des GMDSS und werden heute aus verschiedenen Gründen nicht mehr empfohlen (siehe weiter unten im Abschnitt „Flug- oder Militärnotfunk“). Darüber hinaus gibt es noch Notfunkbaken für den unmittelbaren Küstenbereich, die über UKW ein Notsignal direkt an die nächste Küstenfunkstelle senden.
Notfunkbaken sind in der Regel in einer Signalfarbe gehalten, maximal 30 cm groß, frei im Handel verfügbar, und kosten je nach Ausführung und Anwendungsgebiet mehrere hundert bis einige tausend Euro. Hochwertige Baken zeichnen sich dabei u. a. durch einen integrierten GNSS-Empfänger aus. Er ermöglicht es, im Notfall neben Informationen wie der Identität des Senders und der Art des Notfalls auch die eigene Position im Notsignal mitzusenden, was die für die Suche und Rettung benötigte Zeit deutlich verkürzen kann. Die Lebensdauer einer Notfunkbake beträgt etwa zehn Jahre.
Satellitengestützte Notfunkbaken sind gemäß SOLAS-Vertrag für seegehende Fahrzeuge in internationaler Fahrt ab einer Größe von 300 BRZ sowie für alle Fahrgastschiffe vorgeschrieben. Im Gegensatz dazu ist ihre Verwendung in der Sportschifffahrt freiwillig und – u. a. aufgrund ihres hohen Preises – im Küstenbereich nur wenig verbreitet. In der Luftfahrt sind ELTs teilweise (z. B. in Österreich und seit dem 1. Januar 2010 auch in Deutschland§ 16 Notsender (zu § 22 LuftBO). auf: gesetze-im-internet.de) für Sportflugzeuge vorgeschrieben.
Aktuell verwendete Alarmierungssysteme mini|Funkstation einer Cessna. Neben der aktiven Frequenz ist die Notfrequenz 121,5 MHz gerastet, die auf Knopfdruck aktiviert werden kann. Unter dem Funkgerät befindet sich ein Radar-Transponder mini|Homing-Signal auf 121,5 MHz Aus historischen Gründen gibt es verschiedene Alarmierungssysteme, die jeweils zum Zeitpunkt ihrer Entwicklung eine Neuerung darstellten. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in der verwendeten Frequenz und darin, wer das Notsignal empfängt: Flugzeuge, Satelliten. Von der Art der Alarmierung hängen unter anderem die Alarmierungszeit und die Genauigkeit der Positionsbestimmung ab.
Flug- oder Militärnotfunk Das älteste System ist die Alarmierung auf der Notfrequenz des Flugfunks (121,5 MHz) oder des Militärs (243 MHz). Vorbeifliegende Flugzeuge können das Notsignal empfangen und eine Meldung an die nächste Rettungsleitstelle abgeben. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist die ungewisse Alarmierungszeit, bis zufällig ein Flugzeug das Signal empfängt; insbesondere besteht für die Notfrequenz im Flugverkehr keine Abhörpflicht. Die Positionsbestimmung ist sehr ungenau (ca. 10 Seemeilen); ein Flugzeug kann nur feststellen, dass irgendwo in dem Bereich der Erdoberfläche, der von seiner Position aus sichtbar ist, ein Signal abgegeben wurde. Darüber hinaus ist nicht sicher, ob das Signal tatsächlich von einer Notfunkbake stammt. Der Empfang auf der Frequenz 121,5 MHz ist instabil und stark von Störquellen unterschiedlicher Art beeinträchtigt; selbst von Pizzaöfen und Geldautomaten wurden schon Signale auf dieser Frequenz gesendet. sarsat.noaa.gov Aufgrund des daraus resultierenden hohen Anteils der Falschalarme (97–99,9 % nach verschiedenen Schätzungen) und mangelnder Verifikationsmöglichkeiten wird die Verwendung dieser Frequenz heute nur noch für schwache Homing-Signale von ca. 0,1 Watt empfohlen, um SAR-Einsatzkräften in der Nähe des Rettungsbedürftigen die Zielfahrt zu erleichtern.
Die Alarmierung über die Notfrequenz von 121,5 MHz und 243 MHz wurde bis Januar 2009 von den COSPAS/SARSAT-Satelliten unterstützt.
Polumlaufende Satelliten (LEOSAR) Aufgrund der oben genannten Schwächen der Alarmierung auf der Flugnotfrequenz wurde Anfang der 1980er Jahre das COSPAS/SARSAT-System entwickelt. Es umfasst heute unter anderem sechs polumlaufende Wettersatelliten (low earth orbiting search and rescue, LEOSAR), die die international vereinbarte Notfrequenz 406 MHz abhören. Signale, die auf dieser Frequenz empfangen werden, werden zwischengespeichert und so bald wie möglich an eine Bodenstation weitergeleitet.
Die Satelliten umlaufen die Erde in etwa 100 Minuten auf einer gegenüber dem Äquator um 83° bzw. 99° geneigten Bahn und decken dadurch im Laufe der Zeit die gesamte Erdoberfläche ab. Da ein solcher Satellit eine relativ hohe Eigenbewegung gegenüber der Signalquelle besitzt, ändert sich die empfangene Frequenz durch den Doppler-Effekt. Mit Hilfe dieser Frequenzänderung kann durch mehrere Messungen im Abstand von etwa 15 Minuten die ungefähre Position der Signalquelle auf ca. 1 bis 3 Seemeilen genau bestimmt werden. Nach spätestens vier Stunden wird die Bake von einem der Satelliten erfasst, so dass sich die Alarmierungszeit etwa zwischen diesen beiden Werten bewegt. Wenn die sendende Notfunkbake ihre Position durch einen integrierten GNSS-Empfänger selbst ermitteln kann, wird diese Information im Notsignal mitgesendet, so dass die Ortung mit einer hohen Genauigkeit (100 m) möglich ist. Notfunkbaken für 406 MHz senden im Notsignal eine Identitätsinformation mit, so dass viele Falschalarme schon vor der Einleitung einer Rettungsaktion durch Rückfragen geklärt werden können.
Der Einsatz von Funkfrequenzen im unteren Bereich des UHF-Frequenzbands ermöglicht einer Notfunkbake die Alarmierung bei dichter Vegetation, wie im Wald, über einen polumlaufenden COSPAS-SARSAT-Satelliten (LEOSAR). Bei dichter Vegetation ist die Alarmierung über die MEOSAR- oder GEOSAR-Satelliten des COSPAS-SARSAT-Satellitennetzwerks nicht möglich. Für die Alarmierung bei dichter Vegetation weisen MEOSAR und GEOSAR eine ungenügende durchschnittliche Verbindungsreserve (link margin) auf. Für die polumlaufenden Satelliten (LEOSAR) beträgt die durchschnittliche Verbindungsreserve (link margin) rund 13 dB.
Geostationäre Satelliten (GEOSAR) Zusätzlich zu den polumlaufenden Satelliten gibt es im COSPAS/SARSAT-System seit 1996/1997 noch geostationäre Satelliten (geostationary search and rescue, GEOSAR), die ebenfalls Signale auf 406 MHz empfangen.
Wie im nebenstehenden Bild zu sehen, haben geostationäre Satelliten ständig große Teile der Erdoberfläche im Blick und können daher Notsignale, die zwischen ca. 70° nördlicher und südlicher Breite gesendet werden, innerhalb weniger Sekunden empfangen und an eine der für sie vorgesehenen Bodenstationen weiterleiten. Da die Satelliten sich relativ zur Erdoberfläche nicht bewegen, haben sie selbst keine Möglichkeit, die Position einer Signalquelle durch den Doppler-Effekt zu messen. Wenn die Notfunkbake ihre durch einen integrierten GNSS-Empfänger ermittelte Position im Notsignal mitsendet, ist daher die Positionsbestimmung mit hoher Genauigkeit (100 Meter) möglich, ansonsten gar nicht.
COSPAS/SARSAT-Nutzlast auf Navigationssatelliten (MEOSAR) mini|Netzabdeckung MEOSAR
Viele der Satelliten der Globalen Navigationssatellitensysteme (GNSS) GPS, GLONASS und GALILEO sind mit einem MEOSAR (Medium-Earth Orbit Search-and-Rescue) Zusatzmodul für den Empfang von Notrufsignalen (406 MHz) und die Weiterleitung der Notrufsignale an die entsprechenden Bodenstationen (MEOLUT) ausgerüstet.