Für die Navigation eines Luftfahrzeugs stehen zahlreiche Einzelsysteme zur Verfügung. Für die Führung eines Flugzeugs zwischen Start und Landung werden die sogenannten Streckennavigationsanlagen verwendet. Dazu gehören ungerichtete Funkbaken (NDB, Non Directional Beacon), Drehfunkfeuer (VOR, Very high frequency Omni Range) und auch Entfernungsmessanlagen (DME, Distance Measurement Equipment).
Alle diese Anlagen sind für 2D-Navigation konzipiert. D.h. sie bieten keine Höheninformationen.

Bei der Landung besteht allerdings die Notwendigkeit auch bei schlechtem Wetter und schlechter Sicht einen Flugweg zu finden, der das Flugzeug mit hoher Genauigkeit aus einer bestimmten Höhe und Richtung sicher zum Aufsetzpunkt der Landebahn leitet. Diese Aufgaben können die Streckennavigationsanlagen nicht lösen.

Bei schönem Wetter und damit guter Sicht ist es kein Problem den gewünschten Flughafen mittels Streckennavigation zu finden. Ist die Landepiste einmal in Sicht, kann der Pilot die Landung manuell durchführen. Bei wolkenverhangenem Himmel wird dies zunehmend unmöglich. Daher sind bei den Anflugverfahren bestimmte Sichtuntergrenzen vorgeschrieben. Ein Pilot muss also, wenn er z.B. einen Anflug mittels DME/VOR durchführt, ab einer bestimmten Höhe Sichtkontakt mit der Landebahn haben. Ist dies nicht der Fall, so muss der Pilot ein genau definiertes Fehlanflugverfahren (Missed Approach Procedure, "Go around") durchführen. Danach kann der Anflug erneut stattfinden. Meist ist es dann jedoch nötig einen Ausweichflughafen anzufliegen.

Je genauer die Navigationsverfahren, desto niedriger liegt diese Entscheidungshöhe (Decision Height). Bei Nicht-Präzisionsanflugverfahren, zu denen übrigens auch die hochgelobten GPS-Verfahren gehören,  liegt diese Grenze relativ hoch. Die Wolkendecke darf dann nicht niedriger als etwa 150m liegen. In Europa sind diese Bedingungen schnell erreicht, so dass hier Präzisions-Navigationsanlagen benötigt werden.

Hier leistet das Instrumentenlandesystem ILS seit vielen Jahren zuverlässig seine Dienste. Mit Hilfe eines ILS kann ein Flugzeug vollautomatisch ohne jegliche Sicht landen. Das System besteht aus mehreren Einzelkomponenten. Für die Erzeugung der Richtungsinformation sorgt der Landekurssender (Localizer, LLZ). Für die Generierung eines Leitstrahls, der das Flugzeug in einem Winkel von 3 Grad zum Boden leitet, wird der Gleitwegsender (Glide Path, GP) verwendet. Daneben existieren noch bis zu 3 Sender, die in bestimmten Abständen vor dem Aufsetzpunkt auf der verlängerten Landebahnmittellinie (Center Line, CL) stehen. Dabei handelt es sich um senkrecht nach oben strahlende Baken. Beim Durchflug des HF-Kegels erhält der Pilot eine akustische (Morsecode) und optische (Farbe) Anzeige. Das ermöglicht die Kontrolle des Anfluges und der an den Senderstandorten benötigten Flughöhe. Die Sender werden als Marker oder Einflugzeichen bezeichnet. In Europa verwendet man ein Haupteinflugzeichen (Middle Marker, MM) bei ca. 1050m vor dem Aufsetzpunkt und ein Voreinflugzeichen (Outer Marker, OM) bei ca. 7200m. Der Inner Marker (IM), der nur wenige Meter vor dem Aufsetzpunkt stehen würde, wird nur äusserst selten verwendet.
Zur Überwachung der abgestrahlten Signale werden Monitorempfänger eingesetzt. Überwacht wird das Signal im Nahfeld der Sendeantennen. Unter bestimmten Bedingungen wird es auch im Fernfeld (> 1000m) beobachtet.

Der Landekurssender (Localizer, LLZ)

Dieser Sender dient zur Erzeugung der Landerichtungsinformation. Weit ausserhalb des Flughafens bekommt der Pilot von der Anflugkontrolle die Genehmigung sich auf das ILS-Signal einzurasten. Die Nutzbarkeit des Signals wird in einem bestimmten Winkelbereich und Entfernung garantiert.
Sobald der Pilot sich in diesem Winkelbereich befindet, erhält er auf seinem Anzeigeinstrument, dem Kreuzzeiger, eine Information. Auf dem CDI (Course Deviation Indicator) beginnt die vertikal angeordnete Anzeigenadel von einem Rechts- oder Linksanschlag langsam in die Mitte der Anzeige zu wandern, je näher das Flugzeug der verlängert gedachten Mittellinie der angesteuerten Landebahn kommt. Befindet sich die Nadel genau in der Mitte der Anzeige, so fliegt das Flugzeug auf der Mittellinie (CL). Hält der Pilot die Nadel nun in Position, wird er exakt die Mitte der Landebahn überfliegen. Dabei wird das Prinzip "follow the needle" verwendet. D.h. wenn die Nadel nach links auswandert, muss der Pilot auch nach links steuern.
Die Landekurssender werden durch einen vierstelligen Morsecode identifiziert (z.B. INEW).
 

Ab einer bestimmten Entfernung, bei der der Pilot längst auf dem Signal des Landekurssender und damit der Landebahnmittellinie fliegt, erhält er auf dem 2. Teil seines Kreuzzeigerinstruments, dem HSI (Horizontal Situation Indicator), nun eine Höheninformation. Der HSI ist eine horizontal ausgerichtete Anzeigenadel. Stellt man sich das GP-Signal als Lichtstrahl vor, der vom Aufsetzpunkt aus in einem Winkel von 3 Grad nach oben gerichtet ist, so nähert sich das Flugzeug von unten diesem Strahl.
Die Anzeige im Cockpit meldet dem Piloten nun "fliege höher", die Anzeigenadel steht am oberen Anschlag. Der Pilot wartet aber zunächst, bis die Nadel anfängt von oben nach unten zu wandern. Sobald die Nadel die Mittelstellung der Anzeige erreicht hat, befindet sich das Flugzeug genau im Strahl und ab sofort muss das Flugzeug sinken, um die Nadel auf dieser Mittelstellung zu halten. Bilden die Nadeln des CDI und HSI ein Kreuz, dessen Mitte genau in der Mitte der Anzeige steht, so fliegt das Flugzeug exakt auf den Aufsetzpunkt der Landebahn zu.
Gleitwegsender geben keine Morsekennung ab. Sie sind mit einer Kontrollleitung mit dem Landekurssender verbunden. Fällt der LLZ und damit die Kennung aus, wird auch der GP abgeschaltet. Damit wird der Vorschrift der RegTP Rechnung getragen, dass kein Sender ohne Identifikation strahlen darf. Im Ausland wird darauf allerdings weniger geachtet.
 

Die Einflugzeichen (Middle Marker MM, Outer Marker OM)

Während das Flugzeug auf dem Leitstrahl des ILS heruntergleitet, überfliegt es bei ca. 7200m vor dem Aufsetzen das Voreinflugzeichen (Outer Marker, OM). Der OM-Sender strahlt einen HF-Kegel mit einem Durchmesser von ca. 600m in der definierten Flughöhe nach oben ab. Eine Morsekennung (Strich-Strich) identifiziert den OM. Sobald das Flugzeug durch diesen Kegel fliegt, erhält der Pilot eine akustische und optische Anzeige. Er hat nun die Möglichkeit, die an diesem Punkt genau vorgeschriebene Flughöhe zu kontrollieren. Ausserdem kann er sicher sein, auch weiterhin nahe der Landebahnmittellinie zu fliegen. Im weiteren Verlauf des Anfluges trifft er bei ca. 1050m vor dem Aufsetzen auf das Haupteinflugzeichen (Middle Marker, MM). Auch dieser Sender gibt einen HF-Kegel nach oben ab, der allerdings nur noch ca. 300m Durchmesser bei der definierten Flughöhe erreicht. Der Empfang des MM (Morsekennung: Punkt-Strich) gibt ein weiteres Stück Sicherheit, dass mit der ILS-Anzeige alles in Ordnung ist.
 
 

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