Springen naar inhoud

[golven] dopplereffect bij satelieten


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 april 2006 - 10:43

Gisteren las ik op het net dat als radioammateurs gebruik maken van hun satelieten ze moeten opletten dat ze rekening houden met het doppler effect.

De sattelieten schuiven immers naar hun toe en op dat moment moet ze luisteren op hogere frequentie dan als de satelieten van hun wegschuiven.

Nu dacht ik zo het zijn toch radio golven ik dacht dat die zoals licht geen hinder hadden van het doppler effect omwille van het feit dat ze altijd even snel gaan.

Wie helpt? groeten.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2006 - 11:13

Nu dacht ik zo het zijn toch radio golven ik dacht dat die zoals licht geen hinder hadden van het doppler effect omwille van het feit dat ze altijd even snel gaan.

Ook geluid gaat altijd even snel (bij gelijkblijvend medium en zo). Maar als de bron van een trilling van 1 Hz (1 trilling per seconde) jou nadert met een snelheid van ˝ m/s, dan hoor (zie) jij die golven op je afkomen met een frequentie van 2 Hz.

Ofwel, de snelheid van de golven blijft gelijk, alleen de frequentie lijkt te veranderen. En dat geldt net zo goed voor licht als voor geluid.
http://archive.ncsa....ma/doppler.html
Geplaatste afbeelding

As the ambulance approaches, the sound waves from its siren are compressed towards the observer. The intervals between waves diminish, which translates into an increase in frequency or pitch. As the ambulance recedes, the sound waves are stretched relative to the observer, causing the siren's pitch to decrease. By the change in pitch of the siren, you can determine if the ambulance is coming nearer or speeding away. If you could measure the rate of change of pitch, you could also estimate the ambulance's speed.

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 april 2006 - 11:39

Dus er bestaat toch zo'n soort doppler effect voor elektromagnetisch golven?

Ik dacht dat men op die manier indertijd etter probeerde aan te tonen?

Groeten.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2006 - 11:55

Ik dacht dat men op die manier indertijd etter probeerde aan te tonen?

ether misschien?

Dus er bestaat toch zo'n soort doppler effect voor elektromagnetisch golven?

niet een soort, maar gewoon het doppler-effect. Omdat de bron achter de golf aan reist komen de golfbergen dichter op elkaar te zitten. Maar elke golfberg reist na zijn ontstaan gewoon met de bekende en normale snelheid. De frequentie verandert dus, niet de geluids/lichtsnelheid
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 april 2006 - 14:51

Vroeger dacht ik dat vliegtuigen die tijdens de landing gebruik maken van radio baken de intesiteit meten van het radio signaal om zodoende zich te navigeren.

Waarschijnelijk gebruiken dus zij ook het doppler effect om op die manier de afstand te bepalen analoog voor schepen?
Hoe fijn kunnen dergerlijke metingen doorgevoerd worden? of kan men eventueel toch ook gebruik maken van intensiteit?

Groeten.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2006 - 15:43

Waarschijnlijk gebruiken dus zij ook het Doppler effect om op die manier de afstand te bepalen analoog voor schepen?

Dat Doppler-effect kan niet gebruikt worden om afstanden te meten. Als je een verschuiving meet zegt dat alleen iets over de snelheid van de bron t.o.v. de jouwe. Als jij op een rechte weg staat waarover een ambulance komt aanloeien hoor je tot het laatste moment precies dezelfde toonhoogte = frequentie. En als hij weer van je wegrijdt hoor je, totdat hij buiten gehoorsbereik verdwijnt, een constante, lagere toon. Ik weet niet zeker hoe het wél werkt, maar dat radio-landingsgebeuren werkt dus in elk geval niet met doppler.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 april 2006 - 16:26

maar als je in een vliegtuig zit en je luistert naar een radio baken en blijkt daaruit dat je pakweg 47hz waarneemt je weet met zekerheid dat het baken een signaal uitzendt van 45 hz dan kan je daar toch iets uit opmaken of niet?

Die verschuiving die je meet zal altijd even groot zijn ?

Groeten.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2006 - 17:30

maar als je in een vliegtuig zit en je luistert naar een radio baken en blijkt daaruit dat je pakweg 47hz waarneemt je weet met zekerheid dat het baken een signaal uitzendt van 45 hz dan kan je daar toch iets uit opmaken of niet?

De snelheid van het vliegtuig t.o.v. het baken kun je daaruit opmaken. Niet de afstand tot het baken. En dan zul je nog moeten weten wat je vliegrichting is t.o.v. de richting van het radiosignaal naar je vliegtuig. Als je in een cirkel rond het baken vliegt zul je geen verschuiving meten bijvoorbeeld.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44894 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 april 2006 - 20:46

Hieronder hoe ik me voorstel dat zo'n radio-bakensysteem zou kunnen werken. Het vliegtuig beschikt over een parabool-antenne(de gekromde zwarte lijn links is een poging tot het tekenen van een parabool). Stralen die loodrecht op de antenne invallen kaatsen allemaal naar de ontvanger in het brandpunt van de parabool. (groene bundel) De hele bundel komt zo in de microfoon terecht.

Vliegt het vliegtuig niet recht op het radiobaken af, dan valt het signaal schuin in. Van alle golven die op de antenne vallen kaatst maar een klein deel terug naar de microfoon. (rode bundel)

Om kleine koersafwijkingen te corrigeren zou je rond de centrale ontvanger er nog een aantal kunnen plaatsen. Een kleine afwijking naar links betekent dan dat een rechts ontvangertje meer signaal zal vangen dan de centrale ontvanger.
Geplaatste afbeelding

En zoiets heeft dus niets te maken met doppler, maar alles met intensiteit. En ik kan me voorstellen dat zo'n ding geijkt zou kunnen worden voor afstand tot een zender met bekende sterkte. Maar gezien atmosferische verstoringen denk ik dat een driepuntsbepaling (drie hoekmetingen naar drie bakens) veiliger is voor positiebepaling dan koersbepaling en intensiteitsmeting.

Ga je eenmaal recht op de zender af, en weet je op wat voor frequentie de zender uitzendt, dan kun je wél uit een afwijking van de ontvangen frequentie de snelheid van je vliegtuig bepalen. Door dat Doppler-effect dus. Heb je wel ontiechlijk nauwkeurige apparatuur voor nodig, want je vliegsnelheid zal maar een fractie van de lichtsnelheid (=radiosignaalsnelheid) zijn, en de verschuiving zal dus ook maar heel klein zijn.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#10

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 april 2006 - 10:59

De AMSAT amateur satellieten bewegen zich in eliptische banen die zich relatief dicht bij de aarde bevinden. De omlooptijd van deze satellieten rondom de aarde is dus klein, m.a.w. de beweging tov de aarde is dus zeer snel. Je gebruikt voor de communicatie de zichtafstand tussen het vaste station op de grond en de bewegende satelliet. Beweegt de satelliet naar het vaste station toe, of een component van de beweging, dan wordt de frekwentie verhoogt. De voortplantingssnelheid van de radiogolf verandert niet. Is de beweging van je af, dan verlaagt de frekwentie.

De radiosignalen die bij AMSAT gebruikt worden, zijn gebaseerd op SSB (Single Side Band) transmission. De doorlaat van de audio filters ligt tussen de 3300-4000 Hz. Een kleine verschuiving van de frequentie heeft tot gevolg dat je het gemoduleerde SSB signaal niet meer kan detecteren. Je moet aan de ontvangerkant de VFO (Variable Frequency Oscillator) dus steeds iets corrigeren, om het signaarl binnen het bandfilter van de ontvanger te kunnen blijven ontvangen. Binnen SSB wordt onderscheid tussen LSB (Lower Side Band)en USB (Upper Side Band) gemaakt. Bij modulatie van de hoogfrekwente spanning wordt de draaggolf onderdrukt en het gemoduleerde deel f0-fm (LSB) en fo+fm (USB). Samen geeft dit DSB (Double Side Band), echter beide banden Low en Upper bevatten dezelfde informatie. Je verwijdert bij de uitzending of het LSB signaal zodat je USB overhoudt, of je verwijdert USB, zodat je LSB overhoudt. De totale bandbreedte van het hoogfrekwente signaal is dan ongeveer (f0+fm)-f0 = fm. BW(f0) is ongeveer 300 - 3300 Hz of 300-4000 kHz. Als de satelliet naar je toekomt moet dit signaal binnen het ontvangstfilter van de ontvanger vallen...... Je moet dus steeds de frekwentie iets corrigeren om het signaal te kunnen detecteren.

Wat betreft landen van vliegtuigen (zeer zeker vroeger) wordt geen doppler gebruikt. De basis is het oude systeem van (T)VOR en ILS en beide principes werken zonder doppler. Dat zou heel onnauwkeurig zijn. Om het glijpad en de afwijking tov het baken te bepalen worden hele andere en zeer simpele technieken gebruikt. Het zou heel riskant zijn om de intensiteit van een radiogolf als graadmeter voor navigatie te gebruiken.

Om de afstand tot een bepaald punt te bepalen, worden ook andere technieken gebruikt. Die kunnen afhankelijk van het soort luchtvaart, typen vliegtuig en het moment en de omstandigheden waarin de bepaling van afstand plaats vindt, varieren. De DME - Distance Measuring Equipment is over het algemeen ingebouwd bij een (T)VOR. Dit vereist in het vliegtuig speciale apparatuur.

In de moderne luchtvaart wordt tegenwoordig ook de Doppler radar gebruikt.
Voor afstand en positie bepaling zijn tegewoordig ook andere systemen in gebruik.

#11

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 april 2006 - 20:09

Zeer precies instrumenten iemand idee van enige welke grote orde we dan spreken?

Ook voor informatie verwerkende systemen aan boord bv?

Groeten.

#12

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 april 2006 - 22:01

De vraagstelling is niet helemaal duidelijk. Kun je de vraag wat meer aankleden?

#13

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2006 - 08:00

Men dient in het vliegtuig de nodige metingen te verichten hoe nauwkeurig zijn deze (grotte orde)?
En hoe snel kan men de informatie vergaart met deze metingen verwerken?
(maw hoe snel zijn computers in het vliegtuig?)
Groeten.

#14

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2006 - 08:05

Bij AMSAT communicatie worden twee verbindingen gebruikt, een uplink en een downlink. De uplink bevindt zich bovenin in de 2 meter band, de downlink in de 70 cm band. Uplink in de range: 145.820 MHz - 145.800 MHz; Downlink: 435.520 MHz - 435.580 MHz. Er zijn satellieten met inverterende en niet inverterende banden. De meeste satellieten hebben een band van enkele 10-tallen kHz.
Voorbeeld: 1./niet inverterende satelliet: bv uplink 145.820 MHz, downlink: ongeveer 435.520 MHz. 2/. inverterende satelliet: uplink: 145.820 MHz, downlink: ongeveer 435.580MHz. De Russische satellieten gebruiken (ook) een downlink in de 10 meter band. Voor de ontvangst van 10 meter signalen heb je een KG ontvanger nodig, voor 2 meter een VHF ontvanger en voor de 70 cm een UHF ontvanger.

In de downlink heb je dus te maken met de Doppler-shift. Als de satelliet in onze richting komt neemt de frekwentie met enkele kHZ toe, gaat de satelliet van ons af, dan neemt de frekwentie met enkele kHz af. Voor de ontvangst van het signaal moet je dus steeds bij-tunen.

De doppler-shift is in de 2 meter band maximaal ongeveer 2,5 kHz en in de 70 cm band maximaal ongeveer 10 kHz.

Het werken met een AMSAT satelliet is gemakkelijker dan het lijkt.

#15

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2006 - 08:11

In het vliegtuig wordt op de instrumenten de informatie real-time weergegeven. In de tijd dat er nauwelijks computers waren, werden deze basis systemen al gebruikt. Er is voor ILS, DME/VOR, NDB geen computer noodzakelijk. Het is niet zo, dat je met deze instrumenten zelf niets hoeft te doen..... :wink:

De benodigde handelingen kunnen wel geautomatiseerd worden of zijn.

De meeste computers zorgen voor een gemakkelijker en comfortabeler instrument-mens interface.

GPS werkt in totaliteit alleen als het GPS systeem werkt. Als je de instellingen in het satellietsysteem verandert, is correcte navigatie van elk vliegtuig, schip en auto bijna onmogelijk ..... Dat mooie nauwkeurige systeem kan ook zeer kwetsbaar zijn. Als je wat parameters verandert, dan navigeert iedereen verkeerd die het systeem gebruikt, als je de correctie parameters niet weet en niet kan invoeren.... (daar zit de kracht maar ook de zwakte van het systeem). GPS en andere systemen vervangen de eerder genoemde systemen niet. Het is eerder een aanvulling.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures