Hallo.
Im Internet finden sich immer mehr Blitzortungseiten von Betreibern mit Boltek-Hardware. in den letzten Tage habe ich mir die Daten der erreichbaren Stationen aneschaut und mit denen von Blids verglichen. Dabei viel mir auf das die Daten aller Boltek-Stationen von den Daten die Siemens im Blids darstellt abweichen.
Einige Stationen scheinen zumindest halbwegs die Form der Gewitter darzustellen, zeigen diese aber am falschen Ort an.
Ich wollte mir selber den StormTracker anschaffen. Aber das was ich im Internet an Fehlmessungen sehe hält mich nun davon ab. Für den Preis erwarte ich mehr. Ich erwarte keine Genauigkeit wie Siemens sie liefert. Aber wenn die Blitze teilweise in zwei- oder sogar dreistelliger Entfernung in Kilometern vom Ausgangsort dargestellt werden macht das ganze doch keinen Sinn mehr.
Wo liegen die Probleme? Liefert die Hardware zu ungenaue Daten oder wird das verwendete Kartenmaterial nicht genau genug eingebunden?
Grüße,
Helmut
Hi,
das Boltek System kann zwar die Richtung ziemlich genau feststellen, hat aber bei der Entfernungsmessung, wie alle derartigen Systeme, Schwierigkeiten. Ohne eine Kreuzpeilung mit einer im Winkel stehenden 2. Messstelle kann die Entfernung nur ungefaehr festgestellt werden. Dazu gibt es das Programm von www.blitzortung.de.
Das Bolteksystem wertet ja nur Funkimpulse aus und stellt diese durch das Anzeigeprogramm grafisch dar. Je nach verwendeter Software z.B. L2K, kann man Entfernungsmessung durch Feintuning an die oertlichen Gegebenheiten anpassen. Die E Messung wird dadurch besser aber immer noch nicht perfekt.
Je weiter der ausloesende Impuls entfernt ist, desto ungenauer wird es.
Aha. Die Entfernungsbstimmung geht in die Hose :-?
Ich habe mich eh gefragt wie StormTracker mit einer Antenne die Entfernung bestimmen kann.
Nun gut. Aber die Daten die auf www.blitzortung.de angezeigt werden sind auch ungenau.
Schade das es unter den Gewitterfans keine technisch und mathematisch visierte Leute gibt die in der Lage sind finanzierbare Stationen für ein "Time Difference of Arrival" Messnetz zu entwickeln. Für ein Messnetz mit vielen Stationen wäre das wohl das beste Messverfahren. :cry:
Wenn es hierzu mal bezahlbare Hart- und Software geben würde wäre bei mir sofort eine Station in Betrieb!
Grüße,
Helmut
Hallo Helmut,
>"Time Difference of Arrival" Messnetz
da müsstest Du erst einmal das Problem der exakten Zeitsyncronisation der unterschiedlichen Stationen lösen, dafür gibt es derzeit keine 'common' Lösung.
Gruss
Thomas
Thomas,
das Problem der Zeitsynchronisation liesse sich mit GPS lösen. Da hätte man auch gleich die genaue Position dabei. Als Empfänger noch zwei gleich aufgebaute mit Ferritantennen im 90Grad-Winkel und man bekommt die Richtungsinfo daraus. Das sollte an Informationen reichen. Dann fehlt nur noch ein Internetanschluss und ein Datenserver. Aber wer schreibt die Software dafür. Hardwareideen hätte ich schon, aber vor der Rente keine Zeit.... (also in ca. 10 Jahren)
Servus,
Helmut.
Hallo Helmut,
nur wenige GPS Empfänger/Module lassen einen Zugriff auf die empfangenen Zeitstempel zu. Wenn Du dann eine neue Modulgeneration, oder auch schon eine neue Softwareversion auf dem Modul hast stimmen die ausgelesenen Zeiten nicht mehr (synchron zu den anderen Modulen), da die Laufzeiten sich geändert haben.
Gruss
Thomas
Hi Thomas.
Über das TDOA-Verfahren habe ich im Winter viel nachgedacht. Und die Zeitsynchronisation habe ich hierbei sofort als das schwerste Problem ausgemacht. Angesichts der Lichtgeschwindigkeit, mit der sich die Impulse eines Blitz bekanntlich ausbreiten, würde 1 Millisekunde Differenz zwischen den Stationen schon locker einen dreistelligen Kilometerbereich an Messfehler ausmachen.
Wie hat man das bei Siemens nur gelöst?
Als Grundlage dienen auf jeden Fall die GPS-Satteliten. So steht es auf deren Homepage!
Grüße,
Helmut
Hallo Helmut,
das Problem ist nicht das GPS Verfahren (Zeitstempel) an sich, sondern die Reproduzierbarkeit bei Geräte- oder SWgenerationen. Das ist eine Schwierigkeit die die SAG nicht hat.
Die Idee ist ja, mit billig zu bekommenden GPS Modulen den Zeitstempel zu generieren. Doch schon die Reaktion auf die serielle Schnittstelle ist bei unterschiedlichen Geräten, oder SW Generationen mit anderen Zeiten behaftet.
Gruss
Thomas
Hallo,
schöne Diskussion.
Ich bin zwar ein Laie auf dem Gebiet aber auch ich habe mich schonmal mit dem Probleme der Blitzortung auseinander gesetzt und mich dabei gefragt:
Hat jeder Blitz eine unterschiedliche Frequenz?
Rein theoretisch (meine Theorie;)) müsste er das ja, da jeder Blitz "einzigartig" ist und durch diese Einzigartigkeit eine eigene Frequenz-Signatur erhält.
So und nun habe ich an 3 Antennen die gleiche Frequenz = ID ... fertig.
Aber.. ich denke mal.. ich hab nen Denkfehler... sonst hätts ja schon jemand gemacht?! :)
Gruß
Gandalf,
meine Idee ist, nicht die Tracking-Module der GPS-Empfänger zu nutzen, sondern die Timing-Versionen. Diese liefern ein 10MHZ-Signal, das man extern zählen kann. Diese Module sind auf minimalen Timingjitter optimiert. Dadurch kann man davon ausgehen, dass alle Blitz-Empfänger die gleiche Differenzzeit kennen, allerdings mit einem unterschiedlichen Startzeitpunkt. Wenn man jetzt mehrere Blitzempfänger (> 4) mit deren dazugehörigen Zeiten hat, kann man den Blitzort überbestimmt ausrechnen. Und auch die jeweilige Differenz zum gemittelten tatsächlichen Zeitpunkt. Diese Mittelung kann ich nun für jeden neuen Blitz machen und so kann ich immer genauer werden. So macht es auch mein GPS-Programm TAC32 mit meiner festen Position, die ich mittlerweilen auf den Millimeter genau kenne. Da die Antenne nicht bewegt wurde, wird das Strahlungszentrum der GPS-Helix immer genauer bekannt.
Zurück zum Blitz: mit der Timingdifferenz kann nun der Server bei jedem Blitzereignis die Empfängerdaten korrigieren oder man könnte sie dem Blitzempfänger zurückschicken, um dessen Uhr zu korrigieren.
Was hältst du (oder ihr) von der Idee?
Servus,
Helmut.
Hallo Helmut,
>Was hältst du (oder ihr) von der Idee?
Klingt gut, mir fällt derzeit nichts ein was die Bestimmung verhindern kann. Die Netzwerknachrichten zum Server sind noch mal ein Thema - aber lösbar.
Allerding ist m.E. die Vorraussetzung, das alle zeitbestimmenden Elemente(Messtechnik) nicht durh den PC gesteuert werden. Das bedeutet eine komplette Eigenentwicklung der Hardware. Möglichst auch mit einer guten Richtungsauflösung.
>man könnte sie dem Blitzempfänger zurückschicken
das ist eine gute Idee
Gruss
Thomas
Hi.
Zwei Helmut's könnten verwirrend werden. Ich schreibe mal unter meinem Nickname "Tatebär" weiter :wink:
Ich bin auch der Meinung das für die Bestimmung des genauen Zeitpunkts kein PC benutzt werden kann. Die Empfänger müssen selbstständig arbeiten und dem PC via Schnittstelle gleich die Eintreffzeit eines jeden registrierten Impulses liefern. Wenn die Empfänger noch möglichst 100% identisch gebaut werden würde einiges an Fehlernquellen verschwinden.
Helmut, du hast geschrieben das die Timing-Versionen der GPS-Emfängfer ein 10MHz-Signal liefern. Sehe ich es richtig das diese Geräte dann eine Messung auf den 10 millionsten Teil einer Sekunde ermöglichen?
Grüße,
Tatebär
Hallo Tatebär und Gandalf,
sri, da hab ich was falsches geschrieben :-(
Die Empfänger liefern ein Signal (1Hz), mit dem man einen 10MHz-Quarz synchronisieren kann, um dann genaue Zeit zu bekommen. Allerdings ist der 1pps-Ausgang mit einem Jitter << 100ns behaftet. Siehe auch: www.synergy-gps.com und dann M12M Timing klicken.
PCs sollte man da zur Steuerung nicht verwenden, vorallem, wenn mal der Blitz einschlägt ist der PC auch kaputt. Ich denke da an eine kleine Steuerung mittels MegaAVR und einem Ethernet-Modul dran. Vielleicht braucht man noch ein kleines FPGA als Zeitgeber.
Ich muss mal in meinen Zeitschriften graben: irgendwo im Funkamateur oder cqDL war mal so eine Synchronisierungsschaltung beschrieben. Mal sehen, wie aufwendig die ist.
Servus,
Helmut.
Hallo Helmut,
Ich bin kein Elektroniker, habe aber eben ein fertiges Modul gefunden was anscheinend genau das macht was Du zuvor beschrieben hast.
Infos:
http://www.meinberg.de/german/products/gps161.htm
Ich habe eben mal ein Angebot für dieses Modul angefordert. Bin mal gespannt was "Preiswertes OEM Modul" bedeutet :wink:
Hallo.
Der GPS161 ist zu teuer. Die Grundversion mit einer Genauigkeit von +-250ns kostet 748 EUR. :o
Grüße,
Tatebär
Dachte ich mir eigentlich, dass das Ding in dieser Preisklasse liegt.....
Aber ich hab mir noch weiters überlegt: Die Zeit brauche ich doch nur, damit der "Server" eine Korrelation der Ereignisse zueinander machen kann. Dann müsste man noch wissen, wie lange so ein Blitz dauert. Ich schätze mal, so ca. 100ms wird er schon dauern. Dann ist auch nur eine Uhr mit dieser Auflösung nötig. Denn der Empfänger gibt ja die Koordinaten (GPS) und die Richtung (zwei um 180Grad gedrehte Antennen) als Gerade. Und wenn ich nun eine zweite Station habe, von der das Gleiche bekannt ist, kann ich die Blitzposition ausrechnen (ohne genaue Uhrzeit!). Den 1pps-Ausgang des GPS kann ich zum Synchronisieren der prozessorinternen Uhr verwenden, um die nötige Zeitauflösung von z.B. 10ms zu bekommen (DPLL).
@Gandalf: Bist du eigentlich am Wochenende in Friedrichshafen? Bin ab morgen vor Ort...
Servus,
Helmut.
Hi Helmut.
Du denkst daran anstatt der TDOA-Messung eine Kreuzpeilung durchzuführen.
Das würde bedeuten:
- Die Stationen die einen Blitz erfassen bestimmen den Winkel aus dem der Impuls kommt. Den Winkel senden die Stationen zusammen mit einem Zeitstempel und ihren eigenen Koordinaten zu einem Server.
- Der Server erhält dann von den Stationen die Daten. Anhand der Zeitstempel entscheidet er welche der gemessenden Impulse zu ein und den selben Blitz gehören. Aus allen Daten die zu einem Blitz gehören bestimmt er dann den Schnittpunkt der sich aus den WInkeln und Koordinaten der betreffenden Stationen ergibt. Der Schnittpunkt ist der Ort des Blitzes.
Müßte das nicht jetzt schon mit den Daten möglich sein die ein StormTracker liefert?
Grüße,
Tatebär
Hallo Helmut und tatebaer,
sorry das ich mich jetzt erst wieder melde
@Helmut
Nein, ich muss zu einem Kindergeburtstag in der Nähe von Kelheim.
Du vergisst das Du nicht nur ein singuläres Ereignis hast, sondern oft überlappende. Du musst schon jeder Empfangsstation die Möglichkeit der exakten Zeitmessung geben. Des weiteren sind Dir die Übertragungszeiten auf dem Netz völlig unbekannt, sie unterscheiden sich auch noch von Station zu Station und ändern sich auch noch ständig während des Betriebs. Das bedeutet das Du Allen Beteiligten, auch dem Server, die gleiche Zeitbasis geben musst damit die Ereignisse halbwegs zuordenbar sind.
@tatebaer
>Müßte das nicht jetzt schon mit den Daten möglich sein die ein StormTracker liefert?
ja, aber der Stormtracker hat nur eine Winkelauflösung von ca. 1° und Du kannst überhaupt keinen vernünftigen Zeitstempel generieren und das wäre für eine Kreuzpeilung unerlässlich. 1° ist im Nahbereich noch recht annehmbar aber bei größerer Distanz ist das nicht mehr tragbar.
Die Projekte 'Blitzortung' und 'Strikestar' versuchen aus diesen unzuverlässigen Daten trotdem eine Kreuzpeilung zu machen.
Ich habe aufgrund der Bestückung so eine Vorstellung wie das Teil funktioniert, es ist mit Sicherheit einfacher neu zu entwickeln, anstatt auch nur Elemente(z.B. die aktive Antenne) davon zu verwenden oder zu modifizieren.
Gruss
Thomas
Hallo,
kann mir jemand den Link zum Siemens-Angebot nennen ?
Ich arbeite gerade an einer Software zu diesem Thema - Unterstützung ist immer willkommen.
Gruss
Hallo,
der Siemensservice ist unter folgender Adresse zu erreichen:
www.blids.de
Das steht für Blitz Informations Dienst von Siemens.
Gruß EW
Hallo.
Ich habe mich mal nach GPS-Modulen umgesehen. Dabei habe ich bei Garmin die Module GPS 15H / GPS 15L gefunden. Diese liefern einen 1pps-Signal mit einer Genauigkeit von +/- 1 Mikrosekunde.
http://www.garmin.de/GPS-OEM-Module.php
Würde man mit dem 1pps-Signal einen 1MHz-Ozillator ansteuern und desen Takte zählen könnte man die Zeit auf 1 Mikrosekunde genau bestimmen. Zwei Uhren dieser Bauart hätten zueinander eine max. Drift von nur 2 Mikrosekunden.
Damit würde der max. Messfehler anhand der Eintreffzeiten eines elektromagnetischen Impulses an den Stationen der von einem Blitz ausgeht unter 1 Kilometer liegen. Das ist wohl ausreichend genau genug für das TDOA-Verfahren.
Oder habe ich da einen Denkfehler?
Ich habe Garmin seit dem 22.06.2006 bereits zweimal wegen des Preises für das GPS 15L-W Modul angeschrieben. Leider haben die mir noch keinen Preis genannt. In den Staaten bekommt man das Modul aber für unter 100$. Die passende Antenne GA27C kostet 59,00€.
Grüße,
Tatebär
Tatebaer,
eine passende Antenne kann man sich für 5 Euro leicht selbst bauen. Und als Timing-Receiver würde ich den http://www.synergy-gps.com/images/stories/pdf/m12m%20timing%20prelim%20v11.pdf
bevorzugen, da ich jeweils Vorfahren der Garmin- und früheren Motorola-Empfänger besitze. Ich nehme an, dass der M12M-Timing auch unter 100 Euro zu haben ist.
Wegen eines passenden empfängers habe ich mich schon mal schlau gemacht; bin nur noch am Suchen nach einer passenden Peilantenne für Langwelle.
Gruss,
Helmut.
Hi Helmut.
Nun habe ich den Preis bekommen. Die Version 15H-W kostet hier bei uns 120$, was beim heutigen Wechselkurs 95,52€ entspricht.
Ich weiss nun das Du die M12M-Varriante bevorzugst. Aber wo ich den Preis mal habe wollte ich diesen auch noch weitergeben. :P
Allgemein kann man wohl sagen das dieses Problem mit der zeitlichen synchronistion relativ günstig zu lösen ist. Ich werde mich auch mal mit Antennen beschäftigen. Hast Du eine Idee auf welcher Empfangsfrquenz die Geräte laufen sollten?
Grüße,
Tatebär
Tatebaer,
als Antennen kann man sich entweder eine Patchantenne bauen. Das ist ein Stück Kupferblech bestimmter Grösse über einer grösseren Metallplatte. Sie ist min. 15*15cm gross. Dazu kommt noch ein einfacher Vorverstärker, bestehend aus einem 4poligem IC sowie ein Widerstand und 2 Kondensatoren. Diesen Verstärker solltest du immer haben. Dann gibt es noch die Quadrifilarhelix. Die kann man mit etwas Geschick auch selber bauen. Die besteht nur aus mehreren Stücken Draht und einem Koaxkabel. Man kann allerdings auch eine fertige Antenne kaufen; allerdings ist die dann nicht ganz so preisgünstig.
Hier ist ein Bild einer QFH zu finden: http://www3.sympatico.ca/b.zauhar/myAPRS/myAPRS.htm
und hier eine Anleitung für eine Patchantenne: http://home.iae.nl/users/plundahl/antenne/patchant.htm
Eine Patchantenne ist dann günstig, wenn ringsherum freie Sicht herrscht. Die QFH würde ich bei beengten Verhältnissen bevorzugen. Falls von Interesse, kann ich auch eine Kleinserie von Patchantennen incl. Verstärker auflegen.....
Hast du auch den Preis des M12M? Ich hatte ihn mal von Synergy bekommen, aber ich habe die mail nicht mehr.
Schönen Tag noch!
Helmut.
Hi,
ich habe eine Bauanleitung für eine qfh :-)
Gruss
Thomas
Hallo.
Heute sind noch Preise für GPS-Module angkommen.
Beschreibung unter
http://www.tecsys.de/gps_module.htm
Dort gibt es ein Modul FV17 (ohne Antenne) für 69€
Und das FV18 (mit Antenne) für 75€
@Helmut,
Ich versuche mal den Preis für das M16M zu bekommen.
Grüße,
Tatebär
Hallo,
da ich sehr interessiert an euerem Vorhaben bin und es äußerst spannend finde, würde es mich einmal interessieren, ob ihr schon weiter gekommen seit mit dem Projekt?
Vielen Dank schon im Voraus und viele Grüße
Akio
Leider hat sich nicht mehr viel getan.
Ich habe nur die Idee wie es funktionieren kann. Was die technische Umsetzung angeht bin ich aber auf Hilfe angewiesen.
Die Hardware bleibt das vorerst grundsätzliche Problem.
Bezüglich der Netzstruktur und Software habe ich bereits ein gutes Hilfsangebot bekommen. Mir wurde kostenlos ein Server auf einem Hochschulrechner angeboten. Auch zur Entwicklung der Auswertungssoftware habe ich ein Angebot. Aber ohne die Hardware läuft nun mal nichts.
Grüße,
Tatebär