Guten Morgen, ich bin bei einem Gespräch mit meinem Vater auf ein ansich erstmal trivial anmutendes Problem der Blitzortung gestoßen. Im Kern ist das ja ganz leicht gesagt: Man hat ein Netzwerk von Stationen, über einen Kreuz-Dipol wird die Richtung bestimmt und ... genau hier fängt das Problem dann schon an. Was ich bisher in Erfahrung bringen konnten arbeitet man mit einer Kreuzpeilung. Der Kreuzdipol ist aber nie genau genug, um die wirkliche Richtung vorhersagen zu können. Ich kann zwar den Sinus- und Kosinusanteil auswerten, bekomme dann aber 1) keine eindeutigen Werte, weil das Signal mit negativem Vorzeichen auch sein kann und 2) weil die Richtcharakteristik zu schlecht ist, keine genaue Richtung. Ich kann also lediglich sagen, dass ich an einem System S einen Dirac-Impuls (idealer Blitz) aus einer Richtung zwischen rho und phi Grad mit einer Feldstärke E(x) empfangen habe. Über das x sagt mir das ganze erstmal überhaupt nichts aus. Selbst wenn ich jetzt einen zweiten Detektor hinzunehme, dann gewinne ich selbige Information, die aber auch nicht hinreichend die Richtung feststellen lässt. Selbst bei zwei Stationen bekomme ich allerhöchstens eine riesige Fläche, in der ein Blitz hätte stattgefunden haben könnte. Und - um jetzt noch mehr Salz in die Suppe zu werfen: Ich habe keine Ahnung, ob das, was beide Stationen empfangen haben, auch tatsächlich der gleiche Impuls war. Unterm Strich bekomme ich als EM-Feld im Diagramm lauter Nadelimpulse. Mehrere Stationen führen nur dazu, dass ich etwas bekomme, das in etwa genauso aussagekräftig ist, wie eine Hand voll Kämme hintereinander zu legen, die zueinander verschoben sind. Jetzt kann man natürlich noch durch Atomuhren die Zeiten hervorragend festhalten, wie es bei GPS gemacht wird. Aber auch hier bringt mir das schlussendlich erstmal nichts, weil mein Blitz keinen Zeitstempel besitzt. Wie also wird aus der blanken Information, dass ein Empfänger irgendein Signal aufgenommen hat, eine Position? Grüße M.S.
Nein, man ermittelt die Laufzeitunterschiede zu unterschiedlichen Sensorstationen.
John D. schrieb: > Nein, man ermittelt die Laufzeitunterschiede zu unterschiedlichen > Sensorstationen. Wie?
Clemens S. schrieb: > aldis hat da eine relativ ordentliche Beschreibung: > > > http://www.aldis.at/netzwerk/funktionsweise/ > > sg Leider erklären Sie das Problem aus meiner Fragestellung überhaupt nicht. Nochmal: Nur die Information, dass irgendwann ein irgendwo ein Blitz zum Zeitpunkt t1 aufgetreten ist, lässt nicht darauf schließen, dass ein Signal, das Irgendwo zu einem Zeitpunkt t2 aufgetreten ist, zum gleichen Blitz gehört.
Martin S. schrieb: > Nochmal: Nur die Information, dass irgendwann ein irgendwo ein Blitz zum > Zeitpunkt t1 aufgetreten ist, lässt nicht darauf schließen, dass ein > Signal, das Irgendwo zu einem Zeitpunkt t2 aufgetreten ist, zum gleichen > Blitz gehört. Die Laufzeitunterschiede liegen doch nur im us-Bereich, nicht im Minutenbereich... Und bei Aldis ist sogar noch die ungefähre Einfallsrichtung bekannt. Warum sollte also die Zuordnung schwierig sein?
Martin S. schrieb: > Leider erklären Sie das Problem aus meiner Fragestellung überhaupt > nicht. > > Nochmal: Nur die Information, dass irgendwann ein irgendwo ein Blitz zum > Zeitpunkt t1 aufgetreten ist, lässt nicht darauf schließen, dass ein > Signal, das Irgendwo zu einem Zeitpunkt t2 aufgetreten ist, zum gleichen > Blitz gehört. doch tut es. lesen bildet ungemein: Die von den einzelnen Sensoren als Blitze erkannten und ausgewerteten Daten werden mit einer exakten Zeitmarke (basierend auf den Signalen von GPS-Satelliten) versehen und zum so genannten Lightning Processor (LP) übertragen. Die erste Aufgabe des LP besteht darin, aufgrund der exakten Zeitmarken alle Sensordaten zu gruppieren, die zum selben Blitzschlag gehören. Stehen für einen Blitzschlag die Daten von mindestens zwei Sensoren zur Verfügung, kann der Einschlagspunkt bestimmt werden. Neben den Koordinaten des Einschlagspunktes stellt der LP zu jeder erfassten Blitzentladung noch einige weitere Informationen zur Verfügung: ◾ Uhrzeit ◾ Polarität (positiv/negativ) ◾ Blitzstromamplitude in kA es ist ziemlich wahrscheinlich, das wie Messergebnisse mit geringem zeitlichen abstand, gleicher Polarität und ähnlicher Amplitude zum selben Blitz gehören. wenn du das nicht wahrhaben willst kann ich dir auch nicht helfen...
Vielen Dank für Deine unverschämte Antwort! Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. Also gut, die Antwort ist eigentlich gegeben: Man ortet nicht, man rädt und mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit liegt man richtig. In allen anderen Fällen halt nicht...
Schön, dass diese - insbesondere für die Fliegerei recht nützlichen - Systeme auch funktionieren, obwohl du deren Funktion anzweifelst...
Martin S. schrieb: > Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! > Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. Wie wahrscheinlich ist es, daß exakt zur gleichen Zeit an unterschiedlichen Orten zwei Blitze einschlagen? Und mit "exakt" meine ich nicht "in der gleichen Sekunde", sondern "in der gleichen ms". Deshalb werden die Entladungen, die zur gleichen Zeit passieren, gruppiert und dann die Laufzeit ausgewertet. Weil jeder Blitz aber nicht nur von zwei oder drei Empfängern aufgenommen wird, sondern von hunderten, kann man schon sehr exakt die Position des Blitzes bestimmen. Da ist man weit weg vom Begriff "raten". Kannst dir ja mal auf der Seite "blitzortung.org" anschauen, was da passiert. Da kann man auch zu jedem Blitz die Linien zu den Empfängern einblenden. Vielleicht bekommst du dann einen Eindruck, was für ein dichtes Netzwerk das ist.
Martin S. schrieb: > über einen Kreuz-Dipol wird die Richtung bestimmt und ... Woher kommt denn diese Information? Bei der Blitzortung wird die magnetische Komponente des Signals ausgewertet ( H-Feld Antenne ). Die Antennen sind also keine E-Feld Antennen ( Dipol z.B. ). Die Frequenzen, die für die Auswertung genutzt werden liegen sehr tief, maximal ein paar hundert kHz ( LW, MW ). Dafür nutzt man Spulen in Form von Rahmenantennen oder Ferritstäben. Wenn man bei Gewitter mal ein MW Radio einschaltet wird das schnell klar...
Martin S. schrieb: > Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! > Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. > > Also gut, die Antwort ist eigentlich gegeben: Man ortet nicht, man rädt > und mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit liegt man richtig. In allen > anderen Fällen halt nicht... lies doch einfach die Beschreibung. unter der Prämisse dass die erde ein Ellipsoid, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals eine konstante und die 4 Uhren genau sind ergibt sich bei 4 Stationen genau 1 Punkt, an denen der Blitz eingeschlagen haben kann. unter der Prämisse dass die erde ein Ellipsoid, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals eine konstante und die 2 Uhren genau sind ergeben sich bei 2 Stationen eine Kurve (jeder punkt mit gleichem Delta T), auf welcher der Blitz eingeschlagen haben kann. nun hat man aber noch von beiden Stationen die Winkel, unter welchen der Blitz gesehen wurde. und damit kommt man schlussendlich auf den Punkt.
John D. schrieb: > Schön, dass diese - insbesondere für die Fliegerei recht nützlichen - > Systeme auch funktionieren, obwohl du deren Funktion anzweifelst... So ein Quatsch! In der Fliegerei wird ein Wetterradar genutzt. Das sind ja wohl zwei komplett himmelweit unterschiedliche Systeme...
Tobias schrieb: > Martin S. schrieb: >> Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! >> Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. > > Wie wahrscheinlich ist es, daß exakt zur gleichen Zeit an > unterschiedlichen Orten zwei Blitze einschlagen? Und mit "exakt" meine > ich nicht "in der gleichen Sekunde", sondern "in der gleichen ms". Das ist nicht unwahrscheinlich, sondern sehr wahrscheinlich. Alleine schon dann, wenn zwei Blitze nahezu gleichzeitig in unterschiedlichen Entfernungen einschlagen. Denn das ist genau der Grenzfall, für den diese Art der Berechnung nicht mehr funktioniert. Und genau aus diesem Grunde habe ich diese Frage überhaupt gestellt. Dass das System gut funktioniert, wenn man hier mal einen, und da mal einen Blitz hat, steht doch außer Frage. > Deshalb werden die Entladungen, die zur gleichen Zeit passieren, > gruppiert und dann die Laufzeit ausgewertet. Weil jeder Blitz aber nicht > nur von zwei oder drei Empfängern aufgenommen wird, sondern von > hunderten, kann man schon sehr exakt die Position des Blitzes bestimmen. > Da ist man weit weg vom Begriff "raten". Kannst dir ja mal auf der Seite > "blitzortung.org" anschauen, was da passiert. Da kann man auch zu jedem > Blitz die Linien zu den Empfängern einblenden. Vielleicht bekommst du > dann einen Eindruck, was für ein dichtes Netzwerk das ist. Das Problem mit den "hunderten" ist doch aber, dass es verschiedene Netzwerke gibt. Die absolute Empfängerzahl ist zwar damit hoch, aber ich brauche ja auch sehr viele Empfänger eines gleichen Typs. Der Ausgangspunkt der Frage war, warum ein Blitz, der direkt in der Nachbarschaft eingeschlagen ist, auf der Blitzkarte ca. 30km Luftlinie weiter weg angezeigt wurde. So gut kann das alles also gar nicht funktionieren, wie hier durch unfreundlichste Verallgemeinerer dargestellt wird.
Stefan M. schrieb: > Martin S. schrieb: >> über einen Kreuz-Dipol wird die Richtung bestimmt und ... > > Woher kommt denn diese Information? > > Bei der Blitzortung wird die magnetische Komponente des Signals > ausgewertet ( H-Feld Antenne ). > Die Antennen sind also keine E-Feld Antennen ( Dipol z.B. ). > > Die Frequenzen, die für die Auswertung genutzt werden liegen sehr tief, > maximal ein paar hundert kHz ( LW, MW ). > > Dafür nutzt man Spulen in Form von Rahmenantennen oder Ferritstäben. > Wenn man bei Gewitter mal ein MW Radio einschaltet wird das schnell > klar... Aus einer Abhandlung, die ich über das Thema gelesen habe. Findet sich irgendwo bei Google, hat 140 Seiten, hat die Frage aber auch nicht geklärt.
Clemens S. schrieb: > Martin S. schrieb: >> Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! >> Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. >> >> Also gut, die Antwort ist eigentlich gegeben: Man ortet nicht, man rädt >> und mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit liegt man richtig. In allen >> anderen Fällen halt nicht... > > lies doch einfach die Beschreibung. > > unter der Prämisse dass die erde ein Ellipsoid, die > Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals eine konstante und die 4 Uhren > genau sind ergibt sich bei 4 Stationen genau 1 Punkt, an denen der Blitz > eingeschlagen haben kann. Natürlich ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit gleich. ABer ich weiß ja nicht, wann das Signal ausgelöst wurde - wie ich schon schrieb. Ich kann an einer Antenne erstmal nur festellen, dass ein Blitz eingeschlagen ist, und grob woher er kommt. Eine Bestimmung funktioniert nur unter der Annahme, dass ein Blitz, der innerhalb eines kurzen Zeitintervals t der gleiche gewesen sein muss. Und eine Zahl von n Stationen minimiert zwar den möglichen Fehler, schließt ihn aber nicht aus. Wie dem auch sei - die Frage ist ja damit hinreichend geklärt. > unter der Prämisse dass die erde ein Ellipsoid, die > Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals eine konstante und die 2 Uhren > genau sind ergeben sich bei 2 Stationen eine Kurve (jeder punkt mit > gleichem Delta T), auf welcher der Blitz eingeschlagen haben kann. nun > hat man aber noch von beiden Stationen die Winkel, unter welchen der > Blitz gesehen wurde. und damit kommt man schlussendlich auf den Punkt.
Schau dir den AS3935 an: http://ams.com/eng/Products/Wireless-Connectivity/Wireless-Sensor-Connectivity/AS3935 Den gibt es auch als Breakout oder Demoboard zu kaufen und läuft auch mit Arduino (fertige lib)
Martin S. schrieb: > Natürlich ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit gleich. ABer ich weiß ja > nicht, wann das Signal ausgelöst wurde - wie ich schon schrieb. Ich kann > an einer Antenne erstmal nur festellen, dass ein Blitz eingeschlagen > ist, und grob woher er kommt. Genau deshalb melden die Empfänger auch nicht nur, dass eine Blitzentladung stattgefunden hat, sondern auch wann das passiert ist. Aus diesem Grund wird, wie weiter oben schon geschrieben wurde, jedes registrierte Ereignis mit einem Zeitstempel versehen, der die GPS-Zeit beinhaltet. Also weißt du es schon, wann das Signal ausgelöst wurde. Vorausgesetzt, du hast einen dafür geeigneten Empfänger, der die GPS-Zeit in den Datensatz reinpackt, der dann zum Server geschickt wird. Und aus der Summe der Datensätze, die beim Server eintreffen, kann er dann die Entladungen lokalisieren.
Tobias schrieb: > Martin S. schrieb: >> Natürlich ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit gleich. ABer ich weiß ja >> nicht, wann das Signal ausgelöst wurde - wie ich schon schrieb. Ich kann >> an einer Antenne erstmal nur festellen, dass ein Blitz eingeschlagen >> ist, und grob woher er kommt. > > Genau deshalb melden die Empfänger auch nicht nur, dass eine > Blitzentladung stattgefunden hat, sondern auch wann das passiert ist. > Aus diesem Grund wird, wie weiter oben schon geschrieben wurde, jedes > registrierte Ereignis mit einem Zeitstempel versehen, der die GPS-Zeit > beinhaltet. Also weißt du es schon, wann das Signal ausgelöst wurde. Und genau das ist der weitläufige Denkfehler. Genau das weiß man nämlich nicht. Und genau das ist das, was auch ein Clemens nicht verstanden hatte, als er mir seine arrogante Antwort schrieb. Die Daten, die man von obigen System bekommt, sehen doch nur so aus (mal die Feldstärken ignoriert): Signal 1: 00:52:34.012.342.300 10° Signal 2: 00:52:34.012.343.900 290° Alles, was man aus dieser Information herausziehen kann, ist eine grobe Richtung und ein Zeitpunkt, der für sich genommen aussagelos ist. Nur unter der Annahme, dass beide Ereignisse den selben Blitz beschreiben, kann man daraus ableiten, dass es der gleiche Blitz ist. Vielfachentladungen mal komplett außen vor gelassen, denn dann wird das noch komplizierter. Und wenn ich jetzt annehme, dass beide Signale den gleichen Blitz beschreiben, dann kann ich aussagen, dass das Signal zu Station 2 1,6µs länger gebraucht hat, als zu station 1. Das ist damit ein LGS mit 2 Unbekannten und 1 Gleichung und damit unterbestimmt. Wenn ich noch die Richtung hinzunehme, dann erhalte ich weiterhin 2 Gleichungen mit je einer Unbekannten und damit hinreichend bestimmt. Damit wird das LGS zwar lösbar, aber auch nur unter obiger Annahme.
Martin S. schrieb: > Clemens S. schrieb: >> Martin S. schrieb: >>> Aber nochmal für Dich zum mitschreiben: Das System ist unterdefiniert! >>> Und das ändert sich auch nicht dadurch, dass man GPS mit hinein packt. >>> >>> Also gut, die Antwort ist eigentlich gegeben: Man ortet nicht, man rädt >>> und mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit liegt man richtig. In allen >>> anderen Fällen halt nicht... >> >> lies doch einfach die Beschreibung. >> >> unter der Prämisse dass die erde ein Ellipsoid, die >> Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals eine konstante und die 4 Uhren >> genau sind ergibt sich bei 4 Stationen genau 1 Punkt, an denen der Blitz >> eingeschlagen haben kann. > > Natürlich ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit gleich. ABer ich weiß ja > nicht, wann das Signal ausgelöst wurde - wie ich schon schrieb. Ich kann > an einer Antenne erstmal nur festellen, dass ein Blitz eingeschlagen > ist, und grob woher er kommt. So funktioniert (Funk-) Peilung nun mal. Die Richtungsinformation der Antenne wird aber in der Praxis verworfen (EUCLID, CATS, ...) Außerdem werden die Informationen durch Satelliten (TRM-Mission, Meteosat, ...) unterstützt. > Eine Bestimmung funktioniert nur unter der Annahme, dass ein Blitz, der > innerhalb eines kurzen Zeitintervals t der gleiche gewesen sein muss. Es steht neben der Zeit aber auch noch Amplitude und Amplitudenverlauf zur Verfügung. So sind Blitze auch "identifizierbar". > Und eine Zahl von n Stationen minimiert zwar den möglichen Fehler, > schließt ihn aber nicht aus. > > Wie dem auch sei - die Frage ist ja damit hinreichend geklärt. Das ist richtig. Es geht aber auch nicht darum fehlerfrei zu sein. Auf der Erde schlagen täglich Millionen Blitze ein. Martin S. schrieb: > Also gut, die Antwort ist eigentlich gegeben: Man ortet nicht, man rädt > und mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit liegt man richtig. In allen > anderen Fällen halt nicht... Ich weiß nicht ob "raten" so das richtige Wort ist. Das ist eine Peilung die natürlich mit einem gewissen Fehler behaftet ist. Dieser Fehler ist aber angesichts der Anwendung akzeptabel. Ziel ist es ja nicht 100% der Blitze genau zu erfassen sondern einen statistisch relevanten Wert zu ermitteln. Der Radarfalle in der geschlossenen Ortsdurchfahrt ist es auch egal ob du 61,201 oder 61,202 km/h gefahren bist.
Herbert schrieb: > Ziel ist es ja nicht 100% der > Blitze genau zu erfassen sondern einen statistisch relevanten Wert zu > ermitteln. Naja, ich denke mal, für Versicherer kann durchaus interessant sein, ob ein Blitzereignis durch EM-Felder (den Fall hatten wir schonmal) einen Schaden verursacht haben kann. Insgesamt teile ich die Meinung, dass es unerheblich ist, dass das System zu 100% präzise ist. Aber der Aufwand, nahe an die 100 zu kommen, wird dann schon enorm. Und der Nutzen so erstmal nicht gegeben - zumindest fällt mir keine Anwendung ein. Zumindest ist klar: Einfach mal zwei Empfänger aufstellen, und dann erwarten, dass man damit Blitze wirklich peilen kann, ist nicht.
Martin S. schrieb: > Zumindest ist klar: Einfach mal zwei Empfänger aufstellen, und dann > erwarten, dass man damit Blitze wirklich peilen kann, ist nicht. Das ist richtig. Aus diesem Grunde wird es ja so auch nicht gemacht. Nur mit den Zeitinformationen jedes einzelnen Ereignisses und der Auswertung der Vielzahl der auf dem Server eintreffenden Informationen wird das was. Wenn du nur einen oder zwei Empfänger hast, kannst du es im Lautsprecher schön knacken hören, mehr aber nicht.
Tobias schrieb: > Martin S. schrieb: >> Zumindest ist klar: Einfach mal zwei Empfänger aufstellen, und dann >> erwarten, dass man damit Blitze wirklich peilen kann, ist nicht. > > Das ist richtig. Aus diesem Grunde wird es ja so auch nicht gemacht. Nur > mit den Zeitinformationen jedes einzelnen Ereignisses und der Auswertung > der Vielzahl der auf dem Server eintreffenden Informationen wird das > was. Wenn du nur einen oder zwei Empfänger hast, kannst du es im > Lautsprecher schön knacken hören, mehr aber nicht. Danke für diese Zusammenfassung. Genau das war mein Ausgangspunkt und der Grund meiner Frage.
Martin S. schrieb: > Die Daten, die man von obigen System bekommt, sehen doch nur so aus (mal > die Feldstärken ignoriert): > > Signal 1: 00:52:34.012.342.300 10° > Signal 2: 00:52:34.012.343.900 290° > > Alles, was man aus dieser Information herausziehen kann, ist eine grobe > Richtung und ein Zeitpunkt, der für sich genommen aussagelos ist. Die Richtung brauchst du gar nicht. Allein aus der Zeitdifferenz ergeben sich als Standlinie für das Ereignis zwei Hyperbeln. Irgendwo dort war der Blitz. Du brauchst aber mehr Empfangsstationen. Mit einer dritten Station kannst du zusätzlich die Zeitdifferenzen zu den beiden ersten ermitteln und bekommst vier weitere Hyperbeln. Damit kann man die Mehrdeutigkeit auflösen: Dort wo sich die Hyperbeln schneiden, war der Blitz. GPS liefert hier nur genaue Zeitmarken, damit man die Zeitdifferenzen der verschiedenen Empfangsstationen genau ermitteln kann. Das zugrunde liegende Verfahren nennt sich Hyperbelnavigation und wird in verschiedenen Versionen schon seit vielen Jahrzehnten genutzt. https://de.wikipedia.org/wiki/Hyperbelnavigation P.S.: Der verlinkte Wikipedia-Artikel ist ziemlich schlecht. Z.B. erwähnt er nicht, dass das Verfahren bei GPS selbst benutzt wird. Da die Satelliten sich ca 24000km über der Erdoberfläche befinden, ergeben sich dabei allerdings nicht Linienförmige Hyperbeln als Standlinien, sondern hyperbolische Flächen, die sich irgendwo im Raum schneiden. Mit einem vierten Satelliten kann man dann auch die Höhe des eigenen Standorts bestimmen, der sich ja nicht unbedingt auf der Erdoberfläche befinden muss.
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Mann kann ja auch noch die Amplitude von mehreren Empfängern auswerten. Der Empfänger der die größte Amplitude mißt, wird wohl am dichtesten dran sein. Ich denke mal, zusammen mit den Laufzeiten wird sich dann schon ein gutes Modell abbilden lassen.
Günter Lenz schrieb: > Der Empfänger der die größte > Amplitude mißt, wird wohl am dichtesten dran sein. ...oder hat die größere Empfindlichkeit ...oder hat die bessere Antenne ...oder die Ausrichtung der Antenne zum Blitz hin ist besser ...oder hat das kürzere Antennenkabel ...oder ist durch Hauswände weniger abgeschirmt Nee, das geht nicht :-)
Ich würde sagen, der Empfänger mit der frühsten Zeitmarke war am dichtesten am Blitz. Alle anderen empfangen zeitverschobene "Kopien", die man durch Kreuzkorrelation zuordnen kann.
Alex S. schrieb: > Ich würde sagen, der Empfänger mit der frühsten Zeitmarke war am > dichtesten am Blitz. Alle anderen empfangen zeitverschobene "Kopien", > die man durch Kreuzkorrelation zuordnen kann. Damit hast du aber auch nur eine Entfernung. Für die Ortung, also Lokalisierung braucht es dann noch die Hyperbelnavigation, wie Hp M. (nachtmix) schon schrieb.
Tobias schrieb: ...oder hat die größere Empfindlichkeit ...oder hat die bessere Antenne ...oder die Ausrichtung der Antenne zum Blitz hin ist besser ...oder hat das kürzere Antennenkabel ...oder ist durch Hauswände weniger abgeschirmt Das kann man bei den Empfängern durch einstellen der Verstärkung oder Dämpfung korrigieren. Es gibt Labore, die haben Meßempfänger, die können Feldstärken zimlich genau messen. Wenn ich bei mir einen Langwellenempfänger einschalte, kann ich einen sehr deutlichen Unterschied feststellen ob das Gewitter weit weg oder nahe ist.
Clemens S. schrieb: > Die erste Aufgabe des LP besteht darin, aufgrund der exakten > Zeitmarken alle Sensordaten zu gruppieren, die zum selben Blitzschlag > gehören. Stehen für einen Blitzschlag die Daten von mindestens zwei > Sensoren zur Verfügung, kann der Einschlagspunkt bestimmt werden. Das wohl eher nicht. Aus den zwei Zeitpunkten kann man nur eine Laufzeitdifferenz bestimmen, weil man den exakten Zeitpunkt des Blitzes nicht kennt. Und alle Punkte mit gleicher Laufzeitdifferenz liegen auf einer Hyperbel. Erst aus dem Schnitt zweier Hyperbeln ergibt sich ein Ort, d.h. i.A. sind drei Empfangszeitpunkte für eine Ortung erforderlich.
Günter Lenz schrieb: > Wenn ich bei mir einen Langwellenempfänger > einschalte, kann ich einen sehr deutlichen Unterschied > feststellen ob das Gewitter weit weg oder nahe ist. Wirklich? Kannst du da hören, ob das Gewitter 5km oder 5,5km entfernt ist? Und das reproduzierbar?
Für Blitzortung.org gibt es eine ältere, aber recht gute Beschreibung: www.blitzortung.org/Documents/TOA_Blitzortung_RED.pdf (Kapitel 3, 3.3 u.a.) Nähere Infos: http://de.blitzortung.org/cover_your_area.php Abstract von einem Vortrag: https://www.tngtech.com/en/tng-about-us/bigtechday/big-techday-7/abstracts.html ("Blitzortung.org - a Community-based Network for Locating Lightning Storms")
Die Stärke des Signals kann man schon nutzen um die Zuordnung zu überprüfen, bzw. festzulegen welche Empfänger in der Nähe oder ganz weit weg sind. Das hilft auch um zufällig gleichzeitig auftretenden Blitze in größerer Entfernung zu trennen. Die ganz schwachen Signal sind halt weit weg - die Ignoriert der Empfänger dann schon automatisch. Die Ausrichtung der Antenne spielt beim Kreuzdipol keine große Rolle - das wird über die 2 Signal gerade genutzt für die Richtung. Die Kabel spielen in LW/MW Bereich auch noch nicht so die große Rolle. So schlecht sollten die Amplitudendaten also nicht sein, wenn bekannte Empfängertypen genutzt werden. Die Empfindlichkeit der einzelnen Stationen könnte das System iterativ korrigieren - nach einige Blitzen ist dann bekannt wie Empfindlich die einzelnen Stationen im Vergleich zu den Nachbarn sind. Wirklich nachmessen müsste man nur einige wenige Stationen, um den Fehler nicht zu groß werden zu lassen und eine absolute Skala zu bekommen. Einige Blitze lassen sich auch gar nicht so genau lokalisieren - so ein Blitz hat ja auch einige Ausdehnung und geht nicht immer vertikal noch unten. Man hat also keine Punktquellen.
Tobias schrieb: >Wirklich? Kannst du da hören, ob das Gewitter 5km oder 5,5km entfernt >ist? >Und das reproduzierbar? Das kann ich natürlich nicht, mein Radio ist kein Meßempfänger und man braucht auch mehrere Empfänger. Wenn man bei zwei Empfängern die Feldstärke auswertet, kann man erkennen welcher Empfänger näher drann ist. Je mehr Meßpunkte es gibt, die man auswerten kann, um so genauer ist das Ergebnis. Die Amplitude soll ja nur eine zusätzliche Information sein und nicht die anderen ausschließen.
Günter Lenz schrieb: > Die Amplitude soll ja nur eine zusätzliche Information sein > und nicht die anderen ausschließen. Wenn die Ereignisse einander zugeordnet sind, ist zusätzlich zur Laufzeitdifferenz keine weitere Information erforderlich, um den Ort zu bestimmen. Da auch das Signal von einem Blitze aus z.B. 100 Kilometer Entfernung nur etwa 0.3ms verzögert ankommt, ist es statistisch nicht sehr wahrscheinlich, dass zwei Ereignisse sich nicht eindeutig trennen lassen.
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Um das mal beispielhaft zu berechnen, habe ich einmal deine Werte genommen: Martin S. schrieb: > Signal 1: 00:52:34.012.342.300 10° > Signal 2: 00:52:34.012.343.900 290° Die Zeitdifferenz beträgt nur 1,6µs ensprechend einer Entfernungsdifferenz von 480m. Wir nehmen einmal an, dass sich Station 1 in Duisburg befindet, und Station 2 im ca. 231km entfernten Hannover. Die 1,6µs Zeitdifferenz übertreffen die Meßgenauigkeit des Verfahrens, und wir können dafür vereinfachend auch 0 annehmen. Das bedeutet, dass der Blitz gleichweit von den beiden Stationen entfernt war, und geometrisch, dass der Blitz irgendwo auf der Mittelsenkrechten (ROT) der Verbindungslinie (SCHWARZ) zwischen diesen beiden Städten eingeschlagen hat. Diese Mittelsenkrechte ist ein Spezialfall, bei dem beide Hyperbeln (das sind Linien, die überall die gleiche Entfernungs differenz zu zwei Punkten haben) zusammenfallen und zu Geraden entartet sind. Um die Sache nicht zu sehr zu komplizieren (und weil ich nicht weiß, wie ich Hyperbeln einzeichnen kann) nehme ich einmal an, dass der Blitz zur gleichen Zeit, also um Signal 3: 00:52:34.012.343.100 wurst° von einer Station in Köln registriert wurde. Jetzt ist die Aufgabe sogar überbestimmt, da ich nicht nur eine weitere Standlinie bekomme sondern sogar zwei: Die Mittelsenkrechten auf den Strecken Duisburg-Köln (GRÜN) und Köln-Hannover (BLAU). Wie man sieht, schneiden sich alle diese Standlinien etwas nordöstlich von Brilon. An den Zeichnungen ist nichts getürkt, die schwarzen Linien wurden direkt eingezeichnet und die Standlinien wurden als Mittelsenkrechte aus den Koordinaten der Städte in Pixeln berechnet und entsprechend gezeichnet. Es gibt übrigens ausser dem Sauerland noch ein Gebiet, in dem sich diese drei Standlinien schneiden: Es liegt im Südatlantik, mitten im Wasser etwa gleich weit von der Antarktis, Feuerland und Südafrika entfernt. Blitze von dort würden das gleiche Zeitverhalten zeigen, wenn man sie denn hier empfangen könnte.
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Thomas W. schrieb: > Günter Lenz schrieb: >> Die Amplitude soll ja nur eine zusätzliche Information sein >> und nicht die anderen ausschließen. > > Wenn die Ereignisse einander zugeordnet sind, ist zusätzlich zur > Laufzeitdifferenz keine weitere Information erforderlich, um den Ort zu > bestimmen. Da auch das Signal von einem Blitze aus z.B. 100 Kilometer > Entfernung nur etwa 0.3ms verzögert ankommt, ist es statistisch nicht > sehr wahrscheinlich, dass zwei Ereignisse sich nicht eindeutig trennen > lassen. Also das würde ich so definitiv nicht unterschreiben. Wir hatten hier unten im Süden im Alpenrückstau schon Gewitter mit fast 300km Ausdehnung bei denen im Schnitt alle 0,7s ein Blitz runtergekommen ist (gibt auch tolle Blitzkarten mit Intervallanzeigen). Bei einer derart hohen Dichte von Entladungen ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ereignis nahezu gleichzeitig passiert schon sehr hoch.
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Kleiner Nachtrag zu der obigen Überlegung der Antipodenkoordinaten von Brilon: Ich habe wohl ein falsches Ergebnis erhalten, indem ich Google Maps einfach mit den negativen Koordinaten von Brilon gefüttert habe. Es gibt im Netz Antipodenrechner und da sieht das so aus:
@Hp M.: Erstmal vielen Dank für Deine Antwort. Ich habe das mal grob überflogen, verstehe es aber im Detail noch nicht so ganz. Ich glaube, ich führe mir das nach der Arbeit mal zu gemüte.
Martin S. schrieb: > Wir hatten hier unten im Süden im Alpenrückstau schon Gewitter mit > fast 300km Ausdehnung bei denen im Schnitt alle 0,7s ein Blitz > runtergekommen ist Jetzt musst du als nächstes die Reichweite deines Empfängers wissen. Selbst wenn der alle Blitze im Radius von 300 km erfasst, beträgt dann der mittlere Blitzabstand immer noch das 700-fache von der Laufzeit. Da sieht es für die Wahrscheinlichkeit, dass zwei verschiedene Blitze innerhalb dieses 1ms Zeitfensters erfasst werden, schon seehr dünne aus.
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Thomas W. schrieb: > Jetzt musst du als nächstes die Reichweite deines Empfängers wissen. Ein Empfänger hat keine Reichweite, sondern einen Empfindlichkeit.
ano baka schrieb im Beitrag #5717843: > FÜR DIE, die hier in der zukunft lesen. ich halte > das für NÜTZLICH. - OK, aber nur so nützlich wie der Blitz, der Dich beim kxxxen trifft, denn Dein Großbuchstabengeschrei ist auch nur peinlich + das Kapern alter Threads zurecht unerwünscht - wegen der Laufzeitdifferenz. Oder so ;-)
Beitrag #5722143 wurde von einem Moderator gelöscht.
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