Gasdetektierender Helikopter
GNSS Zwei-Antennensystem auf einem Gasdetektierenden Helikopter mit halbautomatisierter Zielstrahlführung
Es gibt in Deutschland immer mehr Firmen, welche für Navigationsanwendungen GNSS-Korrekturdaten der ascos satellite positioning services nutzen. Die E.ON Ruhrgas AG beauftragte die ALLSAT mit einer Machbarkeitsstudie, um die Positionsgenauigkeit eines GNSS-Empfängers mit ascos-Korrekturdaten in einem Helikopter zur Gasdetektierung zu untersuchen. Ziel war es eine Positionsgenauigkeit besser als 1 Meter zu erreichen.
"Erdgastransportleitungen werden zwecks sicheren und umweltschonenden Betriebs weltweit regelmäßig begangen, befahren und mit Kleinhubschraubern oder Flugzeugen beflogen. Innovative Technologien liefern hier den Schlüssel für effizienzsteigernde Maßnahmen. Aus diesem Grund wurde unter der Projektleitung der Ruhrgas AG gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Brandenburger Firma Adlares das auf Infrarot-Laserlicht basierende Fernerkundungssystem CHARM (CH4 Airborne Remote Monitoring) entwickelt, mit dem bei den routinemäßigen Leitungskontrollflügen mit Kleinhubschraubern selbst kleinste Erdgasaustrittsmengen über deren Hauptbestandteil Methan (CH4) frühzeitig detektiert werden können.
Das der Entwicklung zu Grunde liegende Messprinzip, das so genannte DIAL-(Differential-Absorptions-Lidar-)Verfahren, ist ein auf Laserlicht basierendes, aktives optisches Fernerkundungsverfahren, das zur Analyse von Spurengasen in der Atmosphäre genutzt wird. Lidar (LIght Detecting And Ranging) beruht darauf, dass das Laserlicht ausgesendet und das von der Atmosphäre oder einem Zielobjekt zurückgestreute Licht nachgewiesen und analysiert wird. Spurengaskonzentrationen können bestimmt werden, indem die Laserwellenlänge auf die spektrale Signatur und die Absorptionseigenschaften des zu messenden Gases abgestimmt wird.
Die Zielspezifikationen für das CHARM-System sind:
Erdgasferndetektion während der Leitungsbefliegung mit einem Kleinhubschrauber
- Flughöhe um 50 bis 250 Meter;
- Fluggeschwindigkeit 20 - 42 m/s;
- identifizierbare Erdgasaustrittsmengen 0,01 - 10 m3/h;
- erfasste Trassenbreite 18 Meter;
- Automatische Messstrahlpositionierung (halbautomatische Positionierung über Videobild und manuelle Steuerung sofern präzise digitale Leitungskoordinaten nicht zur Verfügung stehen);
- Eintragung der Leckposition in ein Meldesystem.
Die Feldversuchsphase wurde inzwischen erfolgreich abgeschlossen. Zur Zeit wird das Messsystem an einem Helikopter des Typs MD500E erprobt. Dazu wurde die gesamte Messtechnik in einen Außenlastcontainer eingebaut. Dieser wird unterhalb der Helikopterkabine zwischen den Kufen des Landegestells am Lasthaken des Helikopters befestigt. Simulierte Methangasfreisetzungen mit einer Rate von 50 Litern pro Stunde wurden bereits erfolgreich aus einer Überflughöhe von 80 Metern nachgewiesen."
In einer Machbarkeitsstudie des oben beschriebenen Systems zeigte die ALLSAT, dass ascos-Korrekturdaten (Echtzeit-Dienst, ED) notwendig sind um eine Positionsgenauigkeit im Flug von 0,25 rms (route mean square) zu erreichen.
