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Lernschritt 5 : Dekodierung der GPS-Position einer RS92SGP

Zurück : Die Dekodierung

Siehe auch : -

Ziel dieses Lernschrittes

- Erhalt der Almanachdaten zur Ergänzung der GPS-Werte die man von der Sonde erhalten hat
- Einstellungen vor der Dekodierung
- Zeichnung der Bahnspur auf einer Landkarte

Vorheriger Lernschritt

Basiseinstellungen und Erstellung einer Landkarte

Herunterladen von Almanachdaten der "almanacs"

Die GPS-Daten die man von der Radiosonde erhält sind nicht komplett um damit die Position der Sonde zu berechnen. Das Programm SondeMonitor braucht parallel dazu ergänzende Werte der GPS-Satelliten, die in verschiedenen Formen bekommen sind.
Die einfachste Form sind die "almanacs", also die Almanachdaten.
Für die Beschreibung der anderen Varianten siehe Seite Almanachdaten, RINEX-Daten, Ephemeriden
Wir beginnen mal mit den Almanach-Daten. Diese Orbitdaten werden im Internet auf folgender Seite zur Verfügung gestellt : http://www.navcen.uscg.gov/archives/gps/2009/ALMANACS/SEM/
Das sind die Orbitdaten von allen GPS-Satelliten die in einer kleinen Datei mit der Endung ".AL3" enthalten sind. Diese Datei muß SondeMonitor in einem Unterverzeichnis zur Verfügung gestellt werden.
Um das zu bewerkstelligen gehen wir in das Menu "Tools", Untermenü "GPS Elements" und anklicken der Option "Almanac from Internet"
Dabei auf das richtige Jahr achten und die letzte Datei aus der angezeigten Liste anklicken.
Anmerkung : Falls die Seite von "navcen" nicht verfügbar sein sollte, kann man auch auf folgende Seite gehen :
http://celestrak.com/GPS/almanac/SEM/2009/


Laden einer passenden Karte

Siehe Lernschritt 4 für den Ablauf der Kalibrierung einer Karte.
Für den Wechsel zu einer anderen Karte :
- im Menü "Files" die Option "load a map" anklicken
- Auswahl der Datei mit der passenden Karte

Startvorbereitung für die Dekodierung einer SGP-Sonde

- Anklicken der Taste [SGP] um den Sondentyp zu selektieren
- Dann Aufruf des Menüs "Tools" und anklicken der Option "GPS arm"
Eine Dialogbox öffnet sich.
1) man wählt aus der Liste A den Sondenstartort aus und drückt dann die Taste B. Dadurch werden die geografischen Koordinaten in den Feldern C und D gesetzt. (Falls man den Startort nicht kennt, kann man zur Not auch den eigenen Standort verwenden). Entfernungen die größer als 400 km sind können fehlerhafte GPS-Anzeigen verursachen
2) den Standardluftdruckwert (hier 1013 hPa) in Feld E einfach stehen lassen
3) überprüfen des Datums in Feld F und der Uhrzeit in Feld G der Startzeit (Abweichungen von mehr als zwei Stunden produzieren eine Abweichung der GPS-Position)
4) Auswahl der Option "Almanac" bei H
5) Auswahl der Option "3D" bei J sonst wird als GPS-Höhe lediglich der entsprechende Wert des Luftdrucks angezeigt.

Werden alle Werte mit der [OK] bestätigt, öffnete sich ein Fenster zur Auswahl der Datei mit den Orbitdaten. Auswahl der aktuellste Datei mit den Almanachdaten (Dateiendung .AL3). Die Genauigkeit der Allmanachdaten nimmt jeden Tag ab (die Höhenangaben sind nach einer Woche nicht mehr zu gebrauchen und alles Andere maximal zwei Wochen).

- Jetzt kann die grüne Taste zum Start der Dekodierung gedrückt werden.
Das Plotten der GPS-Position auf der Landkarte kann beginnen.




Auswertung der Aufzeichung auf der Karte

Die Bahnspur wird mit verschiedenen Farben gezeichnet :

1 - Grün : Steigend, korrekte GPS-Positionen werden empfangen
2 - Blau : Steigend, nur Dekodierung von PTU-Daten
3 - Rot : Abstieg, GPS-Position korrekt empfangen
4 - Ockergelb : Abstieg, nur Dekodierung von PTU-Daten
5 - Das Fadenkreuz zeigt nach jeder Berechnung den geschätzten Aufschlagspunkt an.
Die Karte selbst kann man zoomen mit den runden gelben + und - Tasten in der Symbolleiste oder wahlweise mit dem Rollrad in der Maus (falls vorhanden). Die gesamte Karte läßt sich einfach verschieben durch Anklicken mit der linken Maustaste und eine Bewegung in die gewünschte Richtung.
Das Platzen des Ballons hier im Beispiel hat stattgefunden zwischen Punkt 1 und 3 .
Bemerkung
Falls die Bahnspur auf der Karte nicht zu sehen ist sollte man kontrollieren ob sich die Sondenposition möglicherweise außerhalb der Karte befindet. Dazu kann man die Karte klein zoomen und in dem leeren Bereich um die Karte nach einer Spur suchen. Manchmal passiert es auch, daß man die grüne oder blaue Bahnspur auf gleichen Untergrundsfarben der Karte nicht erkennen kann.


Cursor Daten

Durch Anklicken der Bahnspur mit der rechten Maustaste wird ein Anzeigefeld mit der Bezeichnung "Cursor Data" eingeblendet, das aber genauso aussieht wie das Anzeigfeld für Processing SGP Sonde" (siehe Lernschritt 3). Fährt man mit dem Cursor der Bahnspur entlang werden jeweils die Augenblicksmeßwerte anzgezeigt. Um hier etwas genauer arbeiten zu können lohnt es sich die Karte etwas größer zu zoomen.

Sonde Finder

Das Anzeigefeld "Sonde finder" öffnet sich wenn die Taste "blauer Punkt mit gelbem Pfeil" aus der Iconliste angeklickt wird oder wahlweise im Menu "View" die Option "Sonde Finder Window" ausgewählt wird.
Das ist ein sehr nützliches Instrument um z.B. die Antenne besser nach der Sonde auszurichten oder die genaue Entfernung bis zur Sonde zu erfahren.(Range). Sobald die Sonde fällt wird ein zweiter Pfeil in rosa Farbe eingeblendet der die Richtung des wahrscheinlichen Aufschlages anzeigt.
Die Koordinaten des theoretischen Aufschlagpunktes werden in den Feldern "Aim latitude" und "Aim longitude" angezeigt.
Die Felder "Ref. Latitude" und "Ref Longitude" sind die Koordinaten des festen Standortes der Empfangsstation, die man unter der Option "Home location" im Menü "Options angegeben hat".




"Coordinates display".

Im Menü "Options" gibt es eine Auswahl "Coordinates display". Hier kann man eine Auswahl treffen wie die Koordinaten der Sonde im "Sonde Finder" angezeigt werden sollen (nur für RS92-SGP oder AGP). Wir bevorzugen die Angabe von Latitude / Longitude (Format sexagesimal), aber man kann auch die Anzeige in UTM oder UK NGR (ein von den Briten benutztes Format) auswählen.
Bemerkung : Das Format UTM unterscheidet sich leicht von dem, das von ADRASEC für goniometrische Forschungen verwendet wird. Allerdings benutzt ADRASEC das UTM MGRS (militärische Ausführung), während SondeMonitor das UTM Civil vorschlägt: die 100 km Quadrate sind in Ziffern codiert und nicht in Buchstaben wie bei der militärischen Ausführung. Der Unterschied ist leicht erkennbar wenn man das Programm "conversion.exe" benutzt.

Nächster Lernschritt

Die von SM dekodierten Daten werden in einer Datei gespeichert und können im nachhinein beliebig oft ausgewertet werden. Der Lernschritt 6 zeigt uns die Ausführung eines "GPS post-process". Man sieht auch ein Beispiel einer Dekodierung.

Fehlfunktionen

- GPS zeigt nichts an außer eine abweichende Höhe : siehe Tabelle unten.
- die Bahn wird nicht aufgezeichnet, die GPS-Position ist fehlerhaft : Überprüfung der geografischen Eingaben in den Feldern C und D (launchsite) sowie das Datum und die Uhrzeit. Wenn der Startort nicht bekannt ist kann man auch mit den Koordinaten der Empfangsstation arbeiten
- die Bahnspur ist versetzt oder verzerrt : Überprüfung ob die Karte richtig kalibriert ist (auf eine Zehntelminute genau) und ob die Almanach-Datei auch annähernd dem Datum der Dekodierung entspricht (nicht später als das Datum des "post-process")

Latitude	Longitude	Altitude	Residual	Ursache und mögliche Behebung
0	0	0	10000000000	GPS nicht geladen => GPS laden (GPS arm)
gut	gut	fehlerhaft	<100m	RS am Boden, Anzahl der Satelliten ungenügend
gut	gut	fehlerhaft	>100m	Almanachdaten (.AL3) älter als drei Tage.
sehr groß	0	0	10000000000	RS am Boden, Anzahl der Satelliten nicht ausreichend
sehr groß	0	0	10000000000	Uhrzeit oder Datum falsch => Wiederholung der Aktion "GPS arm" mit genauer Angabe des Datums F und der Uhrzeit G.
fehlerhaft*	fehlerhaft*	abweichend	>100m	Position der RS weiter als 400 km vom Startplatz entfernt (*) : oder unstabile/unsichere Dezimalstellen.