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AN/PRC-112G: GPS, verschlüsselte Meldungen und Quickdraw2

Das PRC-112G verbindet ein getragenes Survival Radio mit GPS und verschlüsselten Meldungen. Quickdraw2 und die HOOK2-Basisstation übernehmen andere Teile des Systems; die Funktionen hängen von Hardware, Software und eingerüsteten Optionen ab.

Ein PRC-112-Funkgerät ist bei einer Gerätekontrolle mit einem robusten Computer verbunden
Gerätekontrolle an einem Funkgerät der PRC-112-Familie bei der US Air Force in Afghanistan, März 2013.

Das AN/PRC-112G verbindet ein persönliches Survival Radio mit GPS, verschlüsselten Datenmeldungen und einem Transponder für die Annäherung von Suchflugzeugen. Es ist die körpergetragene Seite des HOOK2-Systems von General Dynamics. Auf der anderen Seite stehen ein passendes Abfragegerät im Luftfahrzeug und, für den Satellitenbetrieb, eine eigene Bodenstation. Dadurch kann ein isoliertes Besatzungsmitglied seinen Standort und Zustand mitteilen, ohne jede Koordinate über Sprechfunk vorlesen zu müssen. Welche Verbindung tatsächlich verfügbar ist, bestimmen die Geräteausführung, ihre Programmierung und der erreichbare Funkweg.

Ein neues Gerät und ein Nachrüstweg

2003 beschaffte das US Army V Corps 100 PRC-112G einschließlich der zugehörigen Quickdraw2-Abfragegeräte für eigene Luftfahrtverbände und weitere Divisionen. Im selben Jahr bestellte die US Air Force 744 neue PRC-112G und beauftragte daneben die Nachrüstung von fast 1.500 älteren PRC-112-Geräten um GPS-Ortung und verschlüsselten Nachrichtenaustausch. Das sind zwei unterschiedliche Entwicklungswege: ein neues G-Gerät mit integrierten Funktionen und die Erweiterung vorhandener Geräte. Ein älteres PRC-112 erhält durch den Familiennamen noch nicht sämtliche Fähigkeiten der G-Ausführung.

Die HOOK2-Konfiguration von 2011 umfasst alternativ das PRC-112G oder das PRC-112B1, ein Quickdraw2 und eine SATCOM Base Station. Das Funkgerät bleibt beim isolierten Menschen; das Abfragegerät gehört zu den suchenden Kräften. Die Basisstation stellt eine weitere Verbindung bereit, mit der Positions- und Lageinformationen bereits vor dem Eintreffen eines Suchflugzeugs verarbeitet werden können. Dieses Netz muss vor der Isolation eingerichtet und betriebsbereit sein.

Abmessungen, Frequenzen und Sendeleistung

Die G-Konfiguration von 2015 misst mit Batterie und nicht ausgezogener Antenne etwa 19,56 × 9,83 × 5,33 Zentimeter. Die typische Masse des Funkgeräts beträgt 0,78 Kilogramm ohne Batterie. Display, Funktionstasten, Sprechmikrofon und Antenne befinden sich am Handgerät; die Bedienung ist für eine Hand ausgelegt. Ein kleiner Textbildschirm und softwareabhängige Menüs ersetzen die reine Schalterauswahl des älteren AN/PRC-90. Damit kommen Nachrichtenformate und Einstellungen hinzu, die vor dem Einsatz zur Aufgabe passen müssen.

Der Frequenzrahmen umfasst 121,5 und 123,1 MHz, den UHF-Bereich von 225 bis 320 MHz sowie die gesonderte 406-MHz-SARSAT-Funktion. Für Sichtfunk werden 25-kHz-Schritte, für SATCOM 5-kHz-Schritte verwendet. Die G-Sprechkonfiguration besitzt 121,5, 243 und 282,8 MHz als feste Kanäle sowie zwei programmierbare Kanäle. Diese Möglichkeiten sind nach Betriebsart getrennt: Der swept-tone Beacon arbeitet auf 121,5 oder 243 MHz; das Gerät ist keine Station, die sämtliche Verfahren auf jeder Frequenz frei miteinander kombiniert.

Auch die Sendeleistung hängt von der Betriebsart ab. Im UHF-Betrieb beträgt die mittlere Leistung ein Watt, bei VHF 100 Milliwatt. Für 406 MHz sind mindestens fünf Watt vorgesehen, für UHF-SATCOM fünf Watt mit einer Toleranz von ±2 dB. Das erklärt, warum ein einzelner allgemeiner Laufzeitwert wenig über den Verbrauch einer längeren Hochleistungs-Sendung aussagt. Empfang, Positionsberechnung, kurze Datenmeldungen und Beacon-Betrieb beanspruchen die Batterie unterschiedlich.

Ein GPS-Empfänger im Funkgerät

Die 2015er G-Ausführung besitzt einen zwölfkanaligen parallelen GPS-Empfänger für L1-C/A-Code. Sie aktualisiert die eigene Position im Gerät jede Sekunde; die angegebene Positionsgenauigkeit liegt unter 25 Metern. Der GPS-Empfang bestimmt zunächst den Ort des Handgeräts. Erst die Abfrage oder eine eigene Nachricht überträgt die Positionsinformation über einen verfügbaren Kommunikationsweg.

Die Position kann in geografischen Koordinaten sowie in UTM oder MGRS angezeigt werden; bis zu 250 Wegpunkte sind möglich. Für eine aus GPS-Bewegung berechnete Richtung muss sich die Person bewegen. Im Stillstand entsteht dadurch keine Kompassrichtung. Das ist bei einem Versteck oder einem kleinen Aufenthaltsbereich relevant: Ein gültiger Standort und eine verwertbare Bewegungsrichtung sind zwei verschiedene Anzeigen.

Das PRC-112G kann GPS-Störungen anzeigen und die relative Stärke einer Störquelle sichtbar machen. Es arbeitet hier mit C/A-Code; der verschlüsselte HOOK2-Datenkanal macht den Satellitenempfang nicht zu militärischem P(Y)- oder M-Code. Ohne verwertbare GPS-Position bleiben Sprech- und Datenverbindungen nutzbar, die Ortsangabe muss dann jedoch aus anderen Mitteln stammen.

Was Quickdraw2 vom Handgerät erhält

Das PRC-112G kann im eingeschalteten Zustand automatisch auf eine passende Abfrage reagieren. Die Suchbesatzung erhält dadurch GPS-Position und Identifizierungsdaten, ohne dass die Person jede Übermittlung selbst auslösen muss. Quickdraw2 wird im Luftfahrzeug an die Intercom angeschlossen und bildet die Gegenstelle für diese Datenabfrage. Damit kann eine entsprechend ausgerüstete Besatzung auch die Bewegung des isolierten Menschen verfolgen. Eine abgeschirmte Antenne oder eine fehlende Funkverbindung unterbricht weiterhin den Austausch, selbst wenn das Display am Boden eine Position anzeigt.

Am 14. Januar 2016 wurde diese Arbeitsteilung bei einer simulierten Astronautenrettung vor Florida eingesetzt. Auf der Rettungsinsel befand sich ein PRC-112G; im C-17A-Luftfahrzeug arbeitete ein Quickdraw-Abfragegerät. Die Kombination lieferte Position und Identifizierung der dargestellten Überlebenden, während Besatzung, Rettungskräfte und Bodenstelle ihre Nachrichten austauschten. Das Handgerät war damit Teil einer vorbereiteten Verbindung zwischen Insel, Luftfahrzeug und unterstützenden Kräften.

Terminal Area Communications, kurz TAC, verbindet hier direkten Sprechfunk mit verschlüsselten Datenmeldungen im Sichtfunkbereich. Terminal Area Guidance, TAG, nutzt den integrierten PLS-DME-Transponder und den Beacon für die örtliche Annäherung. DME liefert über die Abfrage und Antwort eine Entfernung zum antwortenden Funkgerät. Der Beacon stellt dagegen ein Signal zum Peilen bereit. Eine GPS-Abfrage übermittelt die im Gerät berechnete Koordinate. Neben Quickdraw2 gehören Rockwell Collins RSC 125G und Cubic PLS AN/ARS-6(V12) zu den benannten kompatiblen Abfragegeräten; ihre jeweiligen Abfragefunktionen müssen zur vorhandenen Gerätekonfiguration passen. Die TAC-/TAG-Begriffe werden auch beim eigenständigen CSEL-System verwendet.

Der HOOK-Datenbetrieb verwendet 1.200 Bit pro Sekunde. Der Datenburst dauert 455 Millisekunden zuzüglich der Präambel. Positions- und Textdaten sind mit 256-Bit-AES verschlüsselt; zusätzliche Fehlerkorrektur schützt die Übertragung gegen einzelne Übertragungsfehler. Vorbereitete Meldungen, vorprogrammierte Texte, Freitext und Situationsmeldungen stehen als unterschiedliche Formate zur Verfügung. Ein kurzer verschlüsselter Burst begrenzt die Zeit auf dem Funkkanal und schützt seinen Inhalt. Die Aussendung kann trotzdem festgestellt werden. Der AM-Sprechkanal wird durch diese Datenverschlüsselung nicht ebenfalls verschlüsselt.

SATCOM und 406 MHz sind eigene Ausführungsmerkmale

Die optionale UHF-SATCOM-Funktion verbindet das Handgerät über einen geeigneten Satellitenweg mit der HOOK2-Basisstation. Damit können Daten auch jenseits der direkten Sichtfunkverbindung zum Suchflugzeug ausgetauscht werden. Die Basisstation ist eine eigene, tragbare Einrichtung der unterstützenden Kräfte; sie befindet sich nicht im PRC-112G. Die passende Softwareoption, die vorbereitete Gegenstelle und der Satellitenzugang gehören zu dieser Konfiguration. Der GPS-Satellit, von dem das Gerät seine Position erhält, ist nicht dieser Nachrichtenweg.

406 SARSAT ist eine weitere Option. Für die 2015er Ausführung erfordert ihre Ergänzung eine Aufrüstung im Werk; eine allgemeine Softwarefähigkeit des Geräts allein genügt dafür nicht. Der 406-MHz-Alarm läuft über Cospas-Sarsat, während der HOOK2-Datenbetrieb den direkten verschlüsselten Dialog mit den vorgesehenen Gegenstellen ermöglicht. Der analoge Peilton auf 121,5 oder 243 MHz, der 406-MHz-Alarm und die Satellitendatenverbindung müssen deshalb jeweils am tatsächlichen Gerät geprüft und vorbereitet werden.

VerbindungswegGegenstelleTechnischer Zweck
AM-SprechfunkPassend eingestelltes FunkgerätOffener Dialog mit aktivem Senden und Hören.
HOOK2-SichtfunkdatenKompatibles AbfragegerätVerschlüsselte Position, Kennung und Nachrichten.
PLS-DME / PeiltonPassender Transponderabfrager oder PeilerÖrtliche Annäherung an das Funkgerät.
UHF-SATCOMVorbereitete HOOK2-Basisstation über SatellitOptionale Datenverbindung über den Sichtfunkbereich hinaus.
406 SARSATCospas-Sarsat-AlarmsystemAlarmierung mit entsprechend aufgerüstetem Gerät.

Batterie, Display und Vorbereitung

Zur 2015er Ausführung gehört die Batterie 1794AS0953A/U. Die geschätzte Laufzeit von mehr als vier Tagen ist an ein CSAR-Einsatzprofil gebunden. Für den SARSAT-Battery-Saver-Betrieb steht dagegen ein gesonderter Wert von mehr als 24 Stunden. Die G-Batterieanzeige berechnet ihren Wert aus verstrichener Betriebszeit; sie misst keinen tatsächlichen Ladezustand. Die Abschätzung der verbleibenden Energiereserve setzt deshalb eine passend vorbereitete Batterie und Kenntnis ihrer Nutzung seit dem Einsetzen voraus.

Der Gerätebetriebsbereich reicht von −40 bis +55 °C; zwischen −40 und −30 °C arbeitet das Display nur eingeschränkt. Damit können Texteingabe und Menübedienung ausfallen, obwohl die Funktechnik noch arbeitet. Für Wassereinwirkung sind getrennte Belastungen festgelegt: 15 Minuten in 50 Fuß Tiefe oder 24 Stunden in drei Fuß Tiefe.

Zwei Hardwarestände des PRC-112G

Eine GPS-Hardwareänderung von 2020 betrifft das PRC-112G mit Teilenummer 01-P46610J002 und Software 3.20. Die frühere Hardware arbeitete damals mit Software 3.6. Diese beiden Softwarestände sind nicht austauschbar. Der neue GPS-Baustein benötigt keinen Almanach zum Speichern oder Laden; entsprechende Almanachanzeigen der alten Vorbereitung sind dort ohne Funktion. Außerdem liefert diese Hardware keinen Einschalt-Selbsttest (BIT), sodass eine darauf wartende 3515-Prüfung einen falschen Fehler melden kann. Der GPS-112 Program Loader 4.2.0 wurde dagegen für beide G-Hardwarestände vorgesehen.

Für die mitgeführte Ausführung müssen deshalb Hardwarekennung, Software, Programmierung und tatsächlich eingerüstete Optionen zusammenpassen. Der Hersteller beendete den Verkauf der PRC-112G-Produktlinie zum 31. Dezember 2023; der angekündigte Supportzeitraum reicht bis Ende 2028, mit Reparaturen abhängig von vorhandenen Fertigbeständen. Als Ersatzprodukt steht HOOK3 mit konfigurierbarer automatischer Aktivierung durch G-Kraft oder Salzwasserkontakt. Das PRC-112G muss dagegen eingeschaltet sein, um auf eine passende Abfrage zu antworten.