| (1) |
|
 _ |
| (1) |
|
_ |
Siehe auch : Der
Empfang von Radiosonden - Erkennung
der Sonden mit dem Gehör - Liste der Standorte für Radiosondierung in
Westeuropa und die verwendeten Sondentypen - Das
Programm SondeMonitor - Die Radiosonde VAISALA RS92-AGP -
Der Nutzen der Dekodierung
Die RS92-SGP,
besonders aber die RS92-AGP hat, sobald sie am Boden liegt ein
recht schwaches Signal, das man gerade so 2 bis 3 km noch hören
kann. Hängt sie jedoch hoch auf einem Baum kann sie noch
viele km zu hören sein. Die Sendeleistung der SGP liegt so
bei 60 mW.
Die Chance also, eine am Boden liegende Sonde aus größerer
Entfernung noch anzupeilen, ist recht klein. Es sei denn, daß
mehrere Beobachter kurz vor dem Verschwinden des Signals noch
eine Kreuzpeilung gemacht haben und so die Landestelle besser
ausgemacht haben.
Für einen einzelnen Beobachter gibt es nur eine Hilfe um
die AGP-Sonde wiederzufinden, nämlich die Dekodierung der
Bahnspur bis zum Verschwinden des Signals. Dann muß das
noch fehlende Stück der Spur bis zum Aufschlag durch Extrapolation
ergänzt werden. Das ergibt einen theoretischen Landepunkt
der zwar recht ungenau ist, aber doch große Chancen bietet,
die Sonde in diesem Gebiet durch Wiederaufnahme des Signals zu
peilen und zu finden.
Dekodierung an der Feststation
Wer eine leistungsfähige Empfangsstation besitzt, (Antenne
mit hohem Gewinn, Vorverstärker, empfindlicher Empfänger)
der kann auch noch schwache Signale 100 km und weiter sauber dekodieren.
Ab dieser Entfernung verliert sich das Signal dann bei einer Höhe
von etwa 5000 Meter. Entsprechend den verschiedenen Windstärken
in 5000 m bis zum Boden kann die Sonde deshalb bis zur Landung
noch einige hundert Meter oder gar einige km zurücklegen.
Um nun das Landegebiet auszumachen ist nichts weiter zu tun als
auf der Landkarte mit der Bahnspur die Position bei 6000 m und
dann bei 5000 m zu notieren und die Strecke dazwischen 5 mal zu
verlängern um den Landepunkt (grob geschätzt) zu ermitteln.
Von diesem Punkt aus ist die Chance groß, das Signal mit
dem Peilempfänger wieder aufnehmen zu können. Eine exponierte
Lage in der Nähe davon kann sogar noch besser sein.
Ein Vorteil dieser Methode ist, daß man sich noch überlegen
kann ob es sich überhaupt lohnt bei schwierigem Gelände
das Landegebiet aufzusuchen (z.B. hohe Berge, Seen oder gar Sperrgebiete
verschiedener Art).
Mobile Dekodierung
Um eine höhere Genauigkeit
zu erreichen ist es am besten sich in die Nähe eines vorausberechneten
Landeplatzes zu begeben. Wenn man dort eine Stelle findet mit
Antennenfreiheit in alle Richtungen kann man die Sonde praktisch
bis zur Landung dekodieren. Aber auch hier kann es passieren,
daß die Sonde wegdriftet und das Signal schon einige 100
Meter über dem Boden nicht mehr aufnehmbar ist. Um die anschließende
Bodenpeilung zu erleichtern kann man die obige Methode auch hier
anwenden (muß man aber nicht - kann jeder machen wie er
will).
Die Gerätschaften für die Unterstützung der Peilung
vor Ort :
- Tragbarer PC, vorzugsweise mit Stromversorgung durch die Autobatterie,
da sich manche Beobachtungen doch in die Länge ziehen
- Ein Verbindungskabel vom Ausgang der Empfängers zum "Line-In"-Eingang
der Soundkarte
- Das Programm SondeMonitor auf dem PC installiert
- Eine aktuelle Almanachdatei (vor dem Einsatz prüfen)
- Geeignete und vorbereitete Dateien mit Landkarten der betreffenden
Region für das Programm SM
- GPS Navigationsgerät bzw. normale Straßen- und Wanderkarten
Das Arbeiten mit dem tragbaren PC im Auto ist nicht gerade üblich.
Deshalb lohnt es sich die Ergonomie der geplanten Installation
schon Tage vorher zu testen. Schließlich muß man Empfänger,
PC und gegebenenfalls auch noch eine drehbare Antenne bedienen,
standmobil natürlich. Auch für Ausbreitung normaler
Wanderkarten braucht man Platz, usw.
Weiter ist die Verwendung eine GPS-Maus am PC denkbar. Dafür
wählt man in SM das Untermenü "Options/GPS/Input
setup" und aktiviert den dafür getesteten Port mit "Options/GPS/Input
enable".
Beispiel für die Dekodierung im Gelände
Das nebenstehende Bild zeigt ein
Beispiel einer Dekodierung im Gelände (von Punkt A aus) von einer RS92-AGP dessen rote Bahnspur auf
der Karte zu sehen ist.
Die Unterbrechung der Aufzeichnung rührt von dem Umschalten
der Antennen her. Am Anfang wurde noch mit der Lambda/4 Antenne
auf dem Dach empfangen. Als das Signal dann sehr schwach wurde,
kam die 9 Element Yagi zum Einsatz. Schließlich verstummt
das Signal in 700 Meter ü.M. (300 m über dem Boden).
Der rote Ring zeigt die letzte Schätzung des Aufschlagpunktes
von SondeMonitor als Funktion der letzten dekodierten Übertragung.
Der Punkt B zeigt den tatsächlichen Landepunkt.
Man hat aber nicht immer so eine detaillierte Karte zur Hand und
das ist auch nicht unbedingt notwendig. Das Ziel ist vielmehr
den Aufschlagspunkt aufgrund der Dekodierungen der letzten Minuten
zu bestimmen.
Falls die Radiosonde an einem Baum hängengeblieben ist mit
freier Sicht nach oben, kann man weiterhin aus den dekodierten
GPS-Daten die Koordinaten verwerten. Aber sicher ist man da nicht,
die Daten können nach dem Aufschlag auch falsch sein.
Das Fenster "Sonde Finder"
Das nebenstehende Bild zeigt das
Fenster, in dem die Richtung der Sonde und die Richtung der geschätzten
Landestelle anzeigt wird.
Der gelbe Pfeil zeigt exakt in Richtung der Sonde, während
der rote Pfeil auf die geschätzte Landestelle weist. Der
rote Pfeil ist erst zu sehen wenn sich die Sonde nach dem Platzen
des Ballons im Abstieg befindet.
Die Werte des aktuellen Fluges sind gruppiert in Kategorien :
- Sonde : augenblickliche Position und Höhe (ungefähr)
- Ref. : Position des Beobachters (definiert im Menü Options/Home
location)
- Aim : Die Koordinaten des geschätzten Landepunktes.
- Azimuth : Richtung der Sonde
- Elevation : Erhebung der Sonde aus der Sicht des Beobachters
(definiert im Menü Options/Home location
- Slant Range : Entfernung zur Sonde (vom Beobachter diagonal
zur Sonde hoch)
- Horiz Range : Entfernung zur Sonde (horizontale Entfernung)
- Rel. bearing :
Alle Koordinaten sind ausgedrückt in Grad und Minuten (die
Minuten in Dezimalform).
Die Vorhersage des Landepunktes mit SondeMonitor
In der Weiterführung des Beispiels
im vorherigen Abschnitt kann man sehen wie SondeMonitor die Vorhersage
der Landestelle laufend verfeinert.
Auf dem nebenstehendem Luftbild repräsentiert die rote Linie
die Spur der RS92-AGP dekodiert von SondeMonitor. Aus der Liste
der Messungen sind vier Messungen dargestellt, gekennzeichnet
durch kleine farbige Quadrate, mit der jeweils zu dieser Zeit
gegebenen Vorhersage :
4 : Position in 935 m Höhe
3 : Position in 827 m
2 : Position in 745 m
1 : Position in 650 m Höhe
Dem ist noch hinzugefügt :
0 : der reale Aufschlagspunkt im Gelände
Die vier farbigen Punkte (4 - 1) mit den roten Markierungen von
SondeMonitor zeigen jeweils die zu diesem dekodierten Meßpunkt
die berechnete vorrausichtliche Landestelle.
Hier im Beispiel, kennt das Programm die Strecke zwischen Punkt
2 und Punkte 1 sowie die aktuelle Wind- und Fallgeschwindigkeit
und interpoliert diese Linie solange, bis sie gerade das Niveau
des Meeresspiegel erreicht, in unserem Fall den Punkt in violetter
Farbe. Diesen Punkt markiert das Programm mit einem roten Ring.
Achtung: Da das Programm die Höhe des überquerten Gelände
gar nicht kennt berechnet das Programm die Landung immer für
die Meereshöhe. Aus diesem Grund sind die Vorhersagen praktisch
immer zu weit gerechnet. In Meereshöhe sind sie noch richtig
aber je höher das Gelände des Landpunktes liegt umsomehr
ist der geplante Landepunkt zu weit gerechnet und muß dahingehend
korrigiert werden.
Man kann feststellen, daß es eine große Streuung und
laufende Änderung des vorhergesagten Aufschlagpunktes gibt.
Der rote Markierungsring hüpft dauernd hin und her, nicht
etwa in größeren Abständen wie in unserem Beispiel.
Trotz der unstabilen Ansage ist diese Vorhersage eine große
Hilfe und umso genauer je mehr sich die Sonde dem Landepunkt nähert.
In dem Moment in dem man das Signal verliert, erlaubt es eine
gute Vorhersage des Landepunktes wenn sich die Windrichtung bis
zum Boden nicht mehr ändert. Natürlich, zu 100% kann
man sich nicht darauf verlassen.
Die Genauigkeit der Dekodierung
Im Gegensatz zur M2K2
wo der Trimble-Empfänger die Position der Sonde liefert,
müssen die RS92SGP oder AGP nichts weiter als die empfangenen
GPS-Daten weitersenden. Das Programm SondeMonitor errechnet dann
mit Hilfe von Almanach oder Ephemeriden die exakten geografischen
Koordinaten sowie die Höhe der Sonde.
Im Fenster "processing SGP sonde" von SondeMonitor
gibt der Wert "GPS residual" (= Nachhinken) ein
Gefühl für die Genauigkeit der Dekodierung. Ein Wert
von beispielsweise 51 m bedeutet aber nicht, daß dieser
Wert 51 m vorher berechnet wurde. Die Ungenauigkeit ist weit größer,
wie man auf dem nebenstehendem Beispiel sehen kann.
- Der Punkt A ist der letzte berechnete Aufschlagspunkt, definiert
durch die Koordinaten "aim longitude" und "aim
latitude" im Fenster "sonde finder".
Er ist berechnet für das Niveau des Meeresspiegels.
- Bei Punkt C wurde die letzte Dekodierung übertragen aus einer Höhe von
677 m (ungefähr).
- Der Punkt B ist also der theoretische Landepunkt auf dem Boden,
d.h. in etwa 400 m Höhe, geschätzt durch Interpolation.
- Der Punkt IP ist die tatsächliche Landestelle,
gemessen mit GPS nach dem Auffinden der Radiosonde. Die Entfernung
zwischen B und IP ist schätzungsweise
200 m.
Dieser Fall ist besonders günstig, da die Ungenauigkeit der
dekodierte Bahnspur die meiste Zeit vorher deutlich größer
war. Die Nahfeldpeilung wird sich aber dadurch auch nicht ganz
vermeiden lassen, außer man findet ein besonders übersichtliches
Gelände.
