Vom ersten Fernmeldesatelliten bis zur Schwarmintelligenz - Meilensteine des Instituts

Geschichte des Instituts

"Gemeinsam loten wir Neues aus, verschieben Grenzen und sind Vorreiter für neue Technologien."

Wie erfolgreich dies dem Institut seit seiner Gründung gelang, zeigt die Beteiligung an zahlreichen bahnbrechenden Entwicklungen und Projekten der Luft- und Raumfahrt.

Die Anfänge des Instituts für Kommunikation und Navigation gehen in das Jahr 1964 zurück - in die Anfänge der Raumfahrt in Deutschland.
Im Jahr 1962 war mit der Konzeption des ersten deutschen Forschungssatelliten 625 A-1 (AZUR) begonnen worden. AZUR sollte die kosmische Strahlung und ihre Wechselwirkung mit der Magnetosphäre sowie die inneren Van-Allen-Gürtel untersuchen.

AZUR
AEROS
SYMPHONIE
HELIOS

1964

Philipp Hartl gründet die Arbeitsgruppe Raumfahrtsysteme

Aufgaben:
Koordinierung der DVL-Aktivitäten im ersten deutschen Satellitenprojekt AZUR,
Konzeption der Datenaufbereitung und Telemetrie,
Spezifikation der Bord- und Bodenanlagen

Schon bald stellte sich die zentrale Bedeu­tung der Elektronik für die erfolgreiche Durchführung wissenschaftlicher Experi­mente und für die Funktion ihrer Träger, der Satelliten, Raumsonden und Höhen­raketen heraus.
Um die hier erkannte Lücke zu schließen, gründete die DVL (Deutsche Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt - eine DLR-Vorgängerorganisation) 1966 das Institut für Satellitenelektronik, das aus der Arbeitsgruppe Raumflug­systeme hervorging. Arbeitsgebiete des neuen Instituts waren die elektronische Instrumentierung wissenschaftlicher Experimente und ihre Integration zu einer raumflugfähigen Nutzlast, die Aufberei­tung und Übertragung der wissenschaft­lichen Daten zum Boden, sowie die Qualitätssicherung der verwendeten elektronischen Bauelemente und Systeme.

1966

Umwandlung zum Institut für Satellitenelektronik

Arbeitsschwerpunkte:
Bordinstrumentierung für Höhenforschungsraketen, Satelliten und Raumson­den;
Informationsübertragung für Telemetrie und Telekommandoverbindungen sowie für Satelliten­Seefunk,
Codierung und Modulation,
Schaltungstechnologie,
Qualitätssicherung elektronischer Bau­teile,
Sensortechnik und Bildverarbeitung für die Fernerkundung

Mit einer Schiffskampagne 1968 kam erstmals das Gebiet der satellitengestützten digitalen Kommunikation zum Forschungsfeld dazu. Bereits damals bewies das Institut, dass es zu zukunftsweisenden Technologien beitragen kann. Aus den Ansätzen dieser ersten Kommunikationsmission ging ein satellitengestütztes Seenotrufsystem hervor, das später als INMARSAT-Standard-E weltweit in Betrieb ging.

Ende der 60er Jahre kamen noch Sensortechnik und Bilddatenver­arbeitung für die Erderkundung hinzu. In den folgenden Jahren war das Institut an allen Raumfahrtprojekten der Bundes­republik beteiligt: an den Satellitenprojek­ten AZUR mit den zugehörigen Höhen­raketenexperimenten, an AEROS (Erforschung der Erdatmosphäre), SYMPHONIE (erster europäischer Fernmeldesatellit) und HELIOS (deutsche-amerikanische Sonnensonde).

Mit seiner Pioniertätigkeit hatte das Institut die Voraussetzung dafür geschaffen, dass die deutsche Industrie Kompetenz auf dem Gebiet der Raumfahrtelektronik aufbauen konnte. Mitte der 70er Jahre war ein Stand erreicht, an dem das Institut dieses Arbeitsgebiet einschließlich Qualitätssicherung an die Industrie abgeben konnte.

1970 - Luftbild des Standortes Oberpfaffenhofen
Mitte der 60-er Jahre waren große neue Bürogebäude errichtet worden - unter anderem auch für das Institut für Satellitenelektronik. Im Jahr 1969 lag die Personalstärke der Deutschen Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V (DVL) am Standort bei 800 Personen sowie zusätzlichen 100 externen Mitarbeitern (Kontraktoren). Zum Vergleich: Beim „Wiedereinzug“ Ende 1955 lag sie bei 30 Mitarbeitern.
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Antennenmesslabor in Oberpfaffenhofen
Reise in die Vergangenheit: Das Antennenmesslabor des "Forschungszentrums Oberpfaffenhofen"
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1974 - HELIOS-Strukturmodell bei der Vorbereitung des Spin-Tests
HELIOS war ein Gemeinschaftsprojekt der Bundesrepublik Deutschland und der USA zur Erforschung der Sonne. Deutschland baute die Sonden und die USA stellten die Trägerraketen sowie Unterstützung mit dem Deep Space Network. Es wurden zwei Raumsonden gestartet - HELIOS A am 10.12.1974 und HELIOS B am 15.1.1976.
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1976

Umbenennung in Institut für Nachrichtentechnik

Konzentration auf die Arbeitsgebiete:
Nachrichtensysteme, Nachrichtentheorie, Bildverarbeitung und Schaltungstechnologie

Nach dem Zusammenschluss von DFL, DVL, AVA und GfW zu einer „Einheitsgesellschaft“ waren viele Forschungsrichtungen doppelt und dreifach besetzt. Deshalb wurde umstrukturiert und aus Teilen der Institute für Satellitenelektronik und Flugfunk und Mikrowellen wurde ein neues Institut für Nachrichtentechnik. Mit der Umbenennung setzte ein Prozess der Konzentration auf Fachgebiete der Nachrichtentechnik ein, die für Luft-und Raumfahrt relevant waren.

Anfang der 80er Jahre

Entwicklung des ersten europäischen GPS-Empfängers am Institut

1985

Zeitexperimente auf der D1-Mission (Spacelab auf Shuttle):

(Einweg- und Zweiweg-Zeitübertragung, Verifikation der relativistischen Korrekturen, Experimente zur Positionsbestimmung von Spacelab und Bodenstationen

1986

erste digitale Sprachübertragung vom Flugzeug zum Boden

1989

Der Soft-Output-Viterbi-Algorithmus - eine Innovation im Gebiet der Codierungsverfahren. Dies wurde zu einem der wichtigsten Meilensteine in der Entwicklung der digitalen Übertragungstechnik.

90er Jahre

Mit der optischen Freiraumkommunikation griff das Institut bereits ein weiteres Zukunftsthema auf und zählt heute zu den führenden Forschungseinrichtungen in diesem Bereich.

1994

Das im Institut konzipierte Satellitenmodem für variable Bitraten bis 8 Mbit/s wurde von der Industrie umgesetzt und in der Bodenstation von INTELSAT eingesetzt.

1996

Das Multi-Carrier-CDMA-Verfahren wurde patentiert. Es hatte eine grundlegende Bedeutung für den Mobilfunk der 4. Generation (4G) und den terrestrischen Flugfunk.

ca. 1997

Standardisierung des im Institut entwickelten hierarchischen Codier- und Modulationsverfahren für das terrestrische digitale Fernsehen DVB-T

1995-2000

Durchführung von Vorstudien zu einem Europäischen Navigationssystem

2000

Umbenennung in Institut für Kommunikation und Navigation

Das Themenfeld Navigation wurde dem Institut neu zugeordnet. Durch Umgliederungen an den DLR-Standorten Oberpfaffenhofen und Neustrelitz vergrößerte sich die Mitarbeiterzahl signifikant. Mit der Umgestaltung kam auch der neue Name.

2002

Ausgründung der Firma TriaGnoSys GmbH

2003

Definition der Galileo Systemzeit

2005

Informationsübertragung mit Licht: Der erste Laser-Downlink gelingt - von einem Stratosphärenballon zur optischen Bodenstation in Oberpfaffenhofen.

2006

Optische Verbindung vom japanischen Satelliten KIRARI zur Bodenstation in Oberpfaffenhofen

 

Im Januar 2006 wurden die Signale des ersten Galileo Experimentalsatelliten GIOVE-A unter Verwendung der 30-Meter-Antenne in Weilheim bewertet.

2007

Erster Nachweis der digital steuerbaren Antenne zur Satellitenkommunikation im Ka-Band erfolgreich im Boden- und Flugexperiment demonstriert.

2008

Das Institut demonstriert erstmals eine optische Verbindung zwischen einem Flugzeug und dem Boden.

 

Ernennung zum DLR Center of Excellence for Safety of Life Communications

2009

Ausgründung der Firma ViaLight Communications Gmbh, heute Mynaric AG

 

Das Institut demonstriert im Projekt Foot-SLAM (SLAM=Simultaneous Localization and Mapping) wie eine genaue Fußgängernavigation in Gebäuden mit Hilfe von Inertialsensoren gelingt

2010

Weltweit erste Demonstration einer netzcodierten bidirektionalen Kommunikation in einem Satellitensystem

 

Erster RCAS-Prototyp in realen Zügen erfolgreich getestet (RCAS = Railway Collision Avoidance System)

 

GALANT-Empfänger: Erstmalige Demonstration eines robusten Multiantennen-Empfängers für Galileo-Signale

 

Ernennung zum DLR Centre of Excellence for Satellite Navigation

seit 2011

Beiträge und Arbeiten zur Etablierung eines Systems, mit dem maritime PNT-Daten (PNT= Position, Navigation and Timing) störfest bereitgestellt werden. Wesentliche Schritte zur Standardisierung durch die International Maritime Organisation (IMO) sind erfolgt. (Neustrelitz)

 

Erste Quantenschlüsselübertragung von einem Flugzeug zu einer optischen Bodenstation - ein Erfolg, für den die Wissenschaftler im Jahr 2015 mit dem Erwin Schrödinger-Preis ausgezeichnet wurden.

 

GBAS CAT III – Neues Navigationssystem im Flugversuch mit ATTAS erfolgreich getestet und demonstriert

 

DLR stellt weltweiten ersten LDACS-Demonstrator vor

2012

Ausgründung der Firma Intelligence on Wheels GmbH

 

Vorschlag und erste Flugversuche zum Nachweis der APNT-Fähigkeit von LDACS1 (LDACS-NAV)

 

Die Robustheit des GALANT-Empfängers gegenüber Störsignalen zeigt sich in einer 2012 durchgeführten Messkampagne, bei der das „NEWARK Interferenzscenario“ nachgestellt wird. 

2013

Einweihung des neuen Gebäudes für das Institut für Kommunikation und Navigation

 

Experimentelle Erprobung einer Operationellen Composite Clock zur Berechnung der Abweichung von Atomuhren und Systemzeit.

 

Demonstration eines Multikanal-Bevölkerungswarnsystems für Katastrophensituationen mit Einbindung von verschiedenen Satellitenlinks

 

Erstmalige Demonstration einer Laserverbindung von einem Düsenjäger zu einer Bodenstation über eine Distanz von über 60 km und bei einer Fluggeschwindigkeit von 850 km/h.

 

Erstmalige Demonstration des Konzept des Vernetzen Himmels (Networking the Sky) unter Verwendung des Forschungsflugzeuges A320 ATRA für eine ganzheitliche Kommunikation aller existierenden und zukünftigen Datenlinks im Flugzeug

2014

Erste Stufe eines zuverlässigen Warn- und Vorhersagesystem für Störungen technischer Systeme durch Sonnenstürme entwickelt (Neustrelitz)

 

Experimentelle Verifizierung von Channel-SLAM: Ausnutzung der Mehrwegeausbreitung erlaubt Paradigmenwechsel in der mobilfunk-gestützten Navigation

2015

Erste Zweifrequenz- und Dual-Konstellations-GBAS-Flugversuche erfolgreich durchgeführt

 

Entwicklung von kooperativem FootSLAM für die Indoornavigation

 

Initiierung der Standardisierung von LDACS durch die ICAO

2016

Das Institut für Kommunikation und Navigation feiert sein 50-jähriges Bestehen

 

Erstmalige direkte Zug-zu-Zug-Datenkommunikation zwischen Hochgeschwindigkeitszügen für das virtuelle Kuppeln von Zügen

 

Weltrekord -  optische Übertragung mit 1,72 Terabit/s, Weltrekord - 2018 mit 13,16 Terabit/s

2018

Aufnahme in die Space Technology Hall of Fame (DLR & Mynaric)  

 

Erstmalige Demonstration zur Schwarmnavigation mit einer Flotte von 6 Rovern

2019

Erster Flug von LDACS mit erster Demonstration cybersicherer Anwendungen

 

Erstmalige Demonstration der Schwarmexploration zur Ortung von Gasquellen

 

Erste Messungen zur Funkausbreitung zwischen Drohnen im urbanen Umfeld

2020

Start der Standardisierung von VDES

2021

Erstmalige Demonstration Magnetfeld-basierter Zugnavigation quer durch Deutschland